JP2004354050A - Charging state estimation method and open circuit voltage estimation method of battery, and deterioration degree calculation device and method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されている負荷に電力を供給するため車両に搭載されたバッテリの充電状態推定方法及び開回路電圧推定方法、並びに、劣化度算出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載バッテリでは、非劣化バッテリについて、満充電時の開回路電圧と、放電終止開回路電圧と、満充電開回路電圧から放電終止開回路電圧まで放電可能な初期電気量とが予め定められており、満充電開回路電圧、放電終止開回路電圧及び初期電気量に基づいて、任意の開回路電圧に対応する充電状態、或いは、充電状態に対応する開回路電圧を推定することができるようになっている。
【０００３】
バッテリは、起電力Ｅ０ と内部インピーダンスＲ０ との直列回路で等価回路が表されるが、その状態を把握するためのパラメータの一つに、満充電開回路電圧から放電終止開回路電圧まで放電可能な初期電気量として、充電の状態を示す充電容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃａｒｇｅ）がある。充電状態ＳＯＣは、満充電状態でのＡｈ値を１００％として、相対的な容量である％又は絶対的な容量であるＡｈで表される。この充電状態ＳＯＣは、電解液比重と比例関係にある平衡状態にあるバッテリ、すなわち、充放電に伴ってバッテリ内に発生する分極が解消した状態にあるバッテリ端子の開放電圧であって、起電力Ｅ０ に等しい開回路電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ（ＯＣＶ））を実測または推定して求め、求められたＯＣＶに基づいて推定することができる。
【０００４】
ＳＯＣを％表示したときには、ＳＯＣ対ＯＣＶの関係を示す図３５のように、設計時のＳＯＣ（Ａｈ）は満充電開回路電圧から放電終止開回路電圧までの関係、すなわち、ＳＯＣ（％）のＡｈ換算値に常に等しくなる。
【０００５】
ところで、各バッテリには、内部インピーダンスとして、充電状態によって変化する基準内部抵抗値が明らかにされている。この基準内部抵抗値は、所定値の放電をしたとき、バッテリ端子に現れる端子電圧が放電終止開回路電圧値以下になるかどうかを把握するために利用され、例えば、開回路電圧が所定値以下に低下したとき、放電を止めて充電に切り替えるなどの制御を行うために利用される。
【０００６】
しかし、バッテリが劣化すると、内部インピーダンスが基準内部抵抗値よりも増大するという現象が発生する。そして、放電時のバッテリ内での電圧降下が増加する分、バッテリの端子電圧が低下してしまい、所定値の放電を行ったときに、必要なバッテリ端子電圧が得られなくなることが起きる。そして、未だ十分に容量があるとして使用していたバッテリでも、エンジン停止した後に再始動しようとした際に、エンジンを始動できなくなるような事態を招きかねない。
【０００７】
すなわち、バッテリが放電することができる放電可能容量（ＡＤＣ）が、劣化による内部インピーダンスの増大によって減少することが知られており、従って、劣化による内部インピーダンスの増加を把握して放電可能容量を補正することが考えられている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したように、劣化による内部インピーダンスの増加を把握して放電可能容量を補正することを行っても、所定値の放電を行ったときに、必要なバッテリ端子電圧が得られなくなり、エンジンを始動できなくなるような事態が起こりかねない。
【０００９】
このような問題に対し、従来は、劣化による内部インピーダンスの増加分を正確に把握しきれていないとして理解し、この不正確さをマージン（余裕度）を大きくすることで対応していた。しかし、このマージンを大きくすると、バッテリの能力を十分に引き出す上で障害になり、例えばハイブリット車両においては、バッテリを早めに充電側に切り替えることが必要になり、結果として車両の燃費効率を低下させることになる。
【００１０】
また、バッテリの劣化として、上述した内部インピーダンスの増大だけでなく、電解液の減少や電極構成物質（鉛バッテリの場合の鉛薄板）の欠落など、活物質の不活性化という不活性劣化が発生することが知られている。
【００１１】
この不活性劣化の場合、図３５に示すように、ＳＯＣ対ＯＣＶの関係が不活性劣化の生じていない非劣化のものと異なるようになり、満充電開回路電圧に対応する電気量が小さくなる。これに対し、バッテリの内部インピーダンスが増加するような劣化では、ＳＯＣ対ＯＣＶの関係は劣化のないものと変わらない。そして、不活性劣化の生じているバッテリでは、そのＯＣＶを、不活性劣化のないバッテリと同じようにＡｈ値変換すると、実際のＡｈ値よりも高めになる。
【００１２】
このように、実際のＡｈ値よりも高めになり、Ａｈ値が正確に把握できていないと、バッテリ使用中の充放電電流を積算して時事刻々変化するＳＯＣに基づいて、逆にＯＣＶを正確に推定することができなくなり、未だ十分に容量があるとして使用していたバッテリでも、エンジン停止した後に再始動しようとした際に、エンジンを始動できなくなるような事態を招きかねない。
【００１３】
よって、本発明は上述した状況に鑑み、不活性劣化を考慮してバッテリの充電状態をより正確に推定できるバッテリの充電状態推定方法を提供することを課題としている。
【００１４】
また、本発明は上述した状況に鑑み、不活性劣化を考慮してバッテリの開回路電圧をより正確に推定できるバッテリの開回路電圧推定方法を提供することを課題としている。
【００１５】
さらに、本発明は上述した状況に鑑み、バッテリの状態をより正確に把握するために利用することができるバッテリの劣化度を算出できるバッテリの劣化度算出方法及び装置を提供することを課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の開回路電圧に対応する電気量を推定するバッテリの充電状態推定方法において、任意時点での前記バッテリの充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定することを特徴とするバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、任意時点でのバッテリの充放電可能な総電気量の、初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度を、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の開回路電圧に対応する電気量に乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧を推定または実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【００１８】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項２記載の発明は、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の開回路電圧に対応する電気量を推定するバッテリの充電状態推定方法において、任意時点での前記バッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定することを特徴とするバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、任意時点での総電気量の初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度を、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した開回路電圧に対応する電気量に乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定しているので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【００２０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載の発明は、前記非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて求められる近似式として予め設定される前記バッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係に基づいて設定され、前記任意の開回路電圧に対応する電気量は、前記任意の開回路電圧が、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧を超えている場合には、前記近似式に前記任意の開回路電圧を代入し、代入された開回路電圧に対応するＳＯＣとして推定され、前記任意の開回路電圧が、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧以下の場合には、充放電開始前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣとして推定されることを特徴とする請求項２記載のバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて求められる近似式として予め設定されるバッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係に基づいて設定され、任意の開回路電圧に対応する電気量は、任意の開回路電圧が、近似式において所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧を超えている場合には、近似式に任意の開回路電圧を代入し、代入された開回路電圧に対応するＳＯＣとして推定され、任意の開回路電圧が、近似式において所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧以下の場合には、充放電開始前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣとして推定されるので、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって放電終止開回路電圧を設定するので、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００２２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項４記載の発明は、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項３記載のバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００２４】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項５記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の開回路電圧に対応する電気量を推定するバッテリの充電状態推定方法において、前記非劣化時のバッテリにおける前記任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出し、前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定することを特徴とするバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出し、任意時点のバッテリにおいて任意の電気量の増減に対応して実際に発生する開回路電圧の増減に対する、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度を、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の開回路電圧に対応する電気量に乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【００２６】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項６記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の開回路電圧に対応する電気量を推定するバッテリの充電状態推定方法において、前記非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、前記任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出し、前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定することを特徴とするバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００２７】
請求項６記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度を、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の開回路電圧に対応する電気量に乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量の増減を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【００２８】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項７記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の開回路電圧に対応する電気量を推定するバッテリの充電状態推定方法において、前記非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点の前記バッテリの満充電時開回路電圧と前記放電終止電圧の差の割合と、前記非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出し、前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定することを特徴とするバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点のバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止電圧の差の割合と、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出し、この算出した劣化度を、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の開回路電圧に対応する電気量に乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの満充電時開回路電圧の変化と、開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【００３０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項８記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の電気量に対応する開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法において、任意時点での前記バッテリの充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定することを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００３１】
請求項８記載の発明によれば、任意時点での前記バッテリの充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度により、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の電気量に対応する開回路電圧を補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量を実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【００３２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項９記載の発明は、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の電気量に対応する開回路電圧を推定するバッテリの充電状態推定方法において、任意時点での前記バッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定することを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００３３】
請求項９記載の発明によれば、任意時点での前記バッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量の、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度により、初期電気量に基づいて推定した任意の電気量に対応する開回路電圧を補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量を実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【００３４】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１０記載の発明は、前記非劣化時のバッテリにおける満充電開回路電圧と放電終止開回路電圧は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて求められる近似式として予め設定される前記バッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係に基づいて設定され、前記任意の電気量に対応する開回路電圧は、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧を超えている場合には、充放電後に測定された開回路電圧として推定され、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応する開回路電圧として推定されることを特徴とする請求項９記載のバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００３５】
請求項１０記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける満充電開回路電圧と放電終止開回路電圧は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて求められる近似式として予め設定されるバッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係に基づいて設定され、任意の電気量に対応する開回路電圧は、近似式において所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧を超えている場合には、充放電後に測定された開回路電圧として推定され、近似式において所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応する開回路電圧として推定されるので、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって放電終止開回路電圧を設定するので、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００３６】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１１記載の発明は、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項１０記載のバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００３７】
請求項１１記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧とＳＯＣの関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００３８】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１２記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の電気量に対応する開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法において、前記非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出し、前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定することを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００３９】
請求項１２記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度により、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の電気量に対応する開回路電圧を補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【００４０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１３記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の電気量に対応する開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法において、前記非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、前記任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出し、前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定することを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００４１】
請求項１３記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出し、この算出した劣化度により、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の電気量に対応する開回路電圧を補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量の増減を推定あるいは実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【００４２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１４記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、前記バッテリにおける任意の電気量に対応する開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法において、前記非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点の前記バッテリの満充電時開回路電圧と前記放電終止電圧の差の割合と、前記非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出し、前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定することを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００４３】
請求項１４記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点のバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止電圧の差の割合と、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出し、この算出した劣化度により、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて推定した任意の電気量に対応する開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定するので、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの満充電時開回路電圧の変化と、開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【００４４】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１５記載の発明は、任意時点でのバッテリの充放電可能な総電気量の、非劣化時の前記バッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に対する割合を劣化度として算出する
ことを特徴とするバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００４５】
請求項１５記載の発明によれば、任意時点でのバッテリの充放電可能な総電気量の、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に対する割合を劣化度として算出しているので、算出した劣化度は、任意時点のバッテリにおける充放電可能な総電気量と、非劣化時のバッテリの充放電可能な総電気量との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができるようになる。
【００４６】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１６記載の発明は、任意時点でのバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量の、非劣化時の前記バッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に対する割合を劣化度として算出することを特徴とするバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００４７】
請求項１６記載の発明によれば、任意時点でのバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量の、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に対する割合を劣化度として算出しているので、算出した劣化度は、任意時点でのバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量と、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができるようになる。
【００４８】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１７記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出することを特徴とするバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００４９】
請求項１７記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出しているので、算出した劣化度は、任意時点でのバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量と、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができるようになる。
【００５０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１８記載の発明は、前記任意の電気量の減少を、放電に伴って流れる放電電流を間欠的に測定し、該測定した放電電流の時間積を積算することによって求めることを特徴とする請求項１７記載のバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００５１】
請求項１８記載の発明によれば、請求項１７記載の発明の作用に加え、任意の電気量の減少を、放電に伴って流れる放電電流を間欠的に測定し、該測定した放電電流の時間積を積算することによって求めているので、放電によって減少する電気量を放電電流を測定することによって把握し、非劣化時のバッテリに対する任意時点のバッテリの任意の電気量の減少に伴う開回路電圧の減少の割合を求めて劣化度を算出することができる。
【００５２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１９記載の発明は、前記任意の電気量の増加を、充電に伴って流れる充電電流を間欠的に測定し、該測定した充電電流の時間積にリアルタイム充電効率を乗じて積算することにより求めることを特徴とする請求項１７記載のバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００５３】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１７記載の発明の作用に加え、任意の電気量の増加を、充電に伴って流れる充電電流を間欠的に測定し、該測定した充電電流の時間積にリアルタイム充電効率を乗じて積算することにより求めているので、充電によって増加する電気量をリアルタイム充電効率を考慮してより正確に測定することによって把握し、非劣化時のバッテリに対する任意時点のバッテリの任意の電気量の増加に伴う開回路電圧の増加の割合をより正確に求めて劣化度を算出することができる。
【００５４】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項２０記載の発明は、前記任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減を、バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電開始前の開回路電圧と、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出される充放電停止後の開回路電圧との差によって求め、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減を、前記バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電開始前の開回路電圧と、前記バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電停止後の開回路電圧の差によって求めることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかに記載のバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００５５】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１７乃至１９のいずれかに記載の発明の作用に加え、任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減を、バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電開始前の開回路電圧と、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出される充放電停止後の開回路電圧との差によって求め、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減を、バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電開始前の開回路電圧と、バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電停止後の開回路電圧の差によって求めているので、充放電前後の開回路電圧をバッテリ端子電圧から推定または実測するとともに、充放電後の電気量に基づいて算出することによって、両者の関係から簡単に劣化度を算出することができる。
【００５６】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項２１記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、前記任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出することを特徴とするバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００５７】
請求項２１記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出しているので、算出した劣化度は、任意時点のバッテリにおける電気量の増減と、非劣化時のバッテリにおける電気量の増減との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、充放電前後の開回路電圧をバッテリ端子電圧から推定または実測し、この開回路電圧の増減に対応する非劣化時及び任意時点のバッテリにおける電気量の増減を算出するとともに実測することによって、両者の関係から簡単に劣化度を算出することができ、これを利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、開回路電圧を推定することができるようになる。
【００５８】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項２２記載の発明は、非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点の前記バッテリの満充電時開回路電圧と前記放電終止電圧の差の割合と、前記非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出することを特徴とするバッテリの劣化度算出方法に存する。
【００５９】
請求項２２記載の発明によれば、非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点のバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止電圧の差の割合と、非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出しているので、算出した劣化度は、非劣化時及び任意時点のバッテリにおける、満充電時開回路電圧の変化と開回路電圧の増減の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、満充電時の開回路電圧を推定または実測し、任意の電気量の増減に対応する非劣化時及び任意時点のバッテリにおける開回路電圧の増減を算出するとともに実測することによって、両者の関係から簡単に劣化度を算出することができ、これを利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、開回路電圧を推定することができるようになる。
【００６０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項２３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、バッテリの充放電に伴う電気量の増減を算出する電気量増減算出手段２３ａ−２１と、該電気量増減算出手段２３ａ−２１によって算出した任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減を、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出する開回路電圧増減算出手段２３ａ−２２と、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減を推定または実測する開回路電圧増減推定／実測手段２３ａ−２３と、前記開回路電圧増減算出手段２３ａ−２２で算出した前記開回路電圧の増減の、前記開回路電圧増減推定／実測手段２３ａ−２３により推定または実測した前記開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算定する劣化度算定手段２３ａ−２４とを備えることを特徴とするバッテリの劣化度算出装置に存する。
【００６１】
請求項２３記載の発明によれば、電気量増減算出手段２３ａ−２１がバッテリの充放電に伴う電気量の増減を算出し、この電気量増減算出手段２３ａ−２１によって算出した任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減を、開回路電圧増減算出手段２３ａ−２２が非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出し、開回路電圧増減推定／実測手段２３ａ−２３が任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減を推定または実測し、開回路電圧増減算出手段２３ａ−２２で算出した前記開回路電圧の増減の、開回路電圧増減推定／実測手段２３ａ−２３により推定または実測した前記開回路電圧の増減に対する割合を劣化度算定手段２３ａ−２４が劣化度として算定するので、算出した劣化度は、任意時点での開回路電圧の増減と、非劣化時のバッテリにおける開回路電圧の増減との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができるようになる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る、バッテリの充電状態推定方法を実施する充電状態推定装置と、開回路電圧推定方法を実施する開回路電圧推定装置と、充電状態及び開回路電圧をより精度良く推定するために使用する劣化度を算出する劣化度算出方法を実施する劣化度算出装置をそれぞれ組み込んでなる車載バッテリ管理装置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図である。
【００６３】
図２において、車載用バッテリ管理装置１は、エンジン３に加えてモータジェネレータ５を有するハイブリッド車両に搭載されている。
【００６４】
そして、このハイブリッド車両は、通常時はエンジン３の出力のみをドライブシャフト７からディファレンシャルケース９を介して車輪１１に伝達して走行させ、高負荷時には、例えば鉛バッテリからなるバッテリ１３からの電力によりモータジェネレータ５をモータとして機能させて、エンジン３の出力に加えてモータジェネレータ５の出力をドライブシャフト７から車輪１１に伝達し、アシスト走行を行わせるように構成されている。
【００６５】
また、このハイブリッド車両は、減速時や制動時にモータジェネレータ５をジェネレータ（発電機）として機能させ、運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ１３を充電させるように構成されている。
【００６６】
なお、モータジェネレータ５はさらに、図示しないスタータスイッチのオンに伴うエンジン３の始動時に、エンジン３のフライホイールを強制的に回転させるセルモータとして用いられるが、その場合にモータジェネレータ５には、短時間に大きな電流が流される。スタータスイッチのオンによりモータジェネレータ５によってエンジン３が始動されると、イグニッションキー（図示せず。）の操作解除に伴って、スタータスイッチがオフになってイグニッションスイッチやアクセサリスイッチのオン状態に移行し、これに伴ってバッテリ１３から流れる放電電流は、定常電流に移行する。
【００６７】
本実施形態の車載バッテリ管理装置１は、アシスト走行用のモータやセルモータとして機能するモータジェネレータ５等、電装品に対するバッテリ１３の放電電流Ｉや、ジェネレータとして機能するモータジェネレータ５からのバッテリ１３に対する充放電電流を検出する電流センサ１５と、バッテリ１３に並列接続した１Ｍオーム程度の抵抗を有し、バッテリ１３の端子電圧Ｖを検出する電圧センサ１７とを備えている。
【００６８】
また、本実施形態の車載バッテリ管理装置１は、上述した電流センサ１５及び電圧センサ１７の出力がインタフェース回路（以下、「Ｉ／Ｆ」と略記する。）２１におけるＡ／Ｄ変換後に取り込まれるマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記する。）２３をさらに備えている。
【００６９】
そして、前記マイコン２３は、ＣＰＵ２３ａ、ＲＡＭ２３ｂ、及び、ＲＯＭ２３ｃを有しており、このうち、ＣＰＵ２３ａには、ＲＡＭ２３ｂ及びＲＯＭ２３ｃの他、前記Ｉ／Ｆ２１が接続されており、また、上述した図示しないスタータスイッチ、イグニッションスイッチやアクセサリスイッチ、モータジェネレータ５以外の電装品（負荷）のスイッチ等が、さらに接続されている。
【００７０】
前記ＲＡＭ２３ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、前記ＲＯＭ２３ｃには、ＣＰＵ２３ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【００７１】
ＲＯＭ２３ｃには、各種データが書き込み読み出し自在に記録され、記録されたデータを電源なしに保持する図示しない不揮発性のメモリを有し、ここには、バッテリに関する各種の基礎的なデータと、更新データとが保持されるようになっている。たとえば、不揮発性メモリには、非劣化時（新品時または設計時）のバッテリ１３における満充電開回路電圧（ＯＣＶｆ）（ボルトで表される）、放電終止開回路電圧（ＯＣＶｅ）（ボルトで表される）、および満充電開回路電圧ＯＣＶｆと放電終止開回路電圧ＯＣＶｅとの間で充放電可能な総電気量である初期電気量（ＳＯＣｆ）（アンペア・アワー（Ａｈ）で表わされる）等の基礎的なデータが予め保持されている。
【００７２】
また、ＲＯＭ２３ｃには、ハイブリッド車両への搭載時点、つまり新品時（非劣化時）におけるバッテリ１３の満充電時の純抵抗Ｒｆと分極抵抗Ｒｐｏｌｆ成分（活性化、濃度）との合計の値、すなわち（Ｒｆ＋Ｒｐｏｌｆ）が、バッテリ１３の固有の満充電時抵抗値ＲＦ として予め格納されている。
【００７３】
なお、上述した電流センサ１５及び電圧センサ１７の出力である電流値及び電圧値は、Ｉ／Ｆ２１を介してマイコン２３のＣＰＵ２３ａに取り込まれる。
【００７４】
上述の構成を有する車載用バッテリ管理装置１において、まず、バッテリ１３の充電状態及び開回路電圧を推定する方法と劣化度を算出する方法の概略を説明する。
【００７５】
一般に、設計時のバッテリ１３、すなわち、非劣化時のバッテリ１３については、Ｖ（ボルト）で表される満充電時開回路電圧ＯＣＶｆ及び放電終止開回路電圧ＯＣＶｅと、満充電時開回路電圧ＯＣＶｆと放電終止開回路電圧ＯＣＶｅとの間で充放電可能な総電気量をＡｈ（アンペア・時間）で表す初期電気量である充電状態ＳＯＣｆとを予め定めることができる。これらの関係から、任意時点の開回路電圧が分かれば、その開回路電圧に対応する電気量である充電状態が分かることになり、逆に、任意時点において充電状態が分かっているときには、それに対応する開回路電圧が分かるようになる。
【００７６】
しかし、バッテリ１３の活物質の不活性劣化が生じたときには、満充電開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能なＡｈ（アンペア・時間）で表される総電気量である充電状態ＳＯＣｆが、非劣化時の初期電気量よりも小さくなり、任意時点の開回路電圧が分かっても、その開回路電圧に対応する電気量である充電状態が分からなくなり、また、任意時点において充電状態が分かっていても、それに対応する開回路電圧が分からなくなる。
【００７７】
従って、任意時点でのバッテリ１３の充放電可能な総電気量（すなわち、満充電時時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量）の、非劣化時のバッテリ１３における充放電可能な総電気量である初期電気量に対する変化の割合を劣化度として算出しておけば、任意の開回路電圧に対応する電気量に劣化度を乗じて任意時点のバッテリ１３の充電状態を推定することができ、逆に、任意の電気量に対応する開回路電圧を劣化度により補正して任意時点のバッテリ１３の開回路電圧を推定することができる。
【００７８】
なお、バッテリの劣化には、内部抵抗等による劣化と活物質の不活性劣化による劣化とがあり、区別するために、前者の劣化に関して算出される劣化度をＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）１と呼び、後者の劣化に関して算出される劣化度をＳＯＨ２と呼ぶものとし、本発明で問題にしている劣化度は、ＳＯＨ２を指している。
【００７９】
そして、バッテリ１３の活物質の不活性劣化は、任意時点のバッテリ１３における満充電時開回路電圧ＯＣＶｆと放電終止開回路電圧ＯＣＶｅとの間で充放電可能なＡｈ（アンペア・時間）で表される総電気量である充電状態ＳＯＣｆが、非劣化時の初期電気量より減少するという形で現れるので、充放電した場合に、充放電による電気量に応じた開回路電圧の増減が非劣化時のバッテリ１３の場合の開回路電圧の増減とは異なって現れるようになり、両者の差を把握することによって、劣化度ＳＯＨ２を求めることができる。
【００８０】
すなわち、バッテリ１３の充放電の開始時に、開回路電圧を事前に推定または実測しておき、充放電停止時にも開回路電圧を推定または実測することによって、非劣化時のバッテリ１３について予め定められた満充電時開回路電圧ＯＣＶｆと放電終止開回路電圧ＯＣＶｅとの間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出される充放電に伴う任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、任意の電気量の増減に対応して任意時点のバッテリ１３において実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度ＳＯＨ２として算出することができる。
【００８１】
また、充放電前後の開回路電圧をバッテリ端子電圧から推定または実測し、この開回路電圧の増減に対応する電気量の増減を満充電時開回路電圧、放電終止開回路電圧及び初期電気量に基づいて算出するとともに実測することによって、任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点のバッテリ１３において実際に発生する電気量の増減の、非劣化時のバッテリ１３について予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出される任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する割合を劣化度ＳＯＨ２として算出することができる。
【００８２】
何れの方法で算出した劣化度ＳＯＨ２も、非劣化時のバッテリ１３について予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量と、任意時点のバッテリ１３における充放電可能な総電気量（すなわち、満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量）との関係の変化、すなわち、バッテリ１３の活物質の不活性劣化を反映したものとなり、これを利用することによって、任意時点の開回路電圧に対する電気量である充電状態、または任意時点の電気量である充電状態に対する開回路電圧を推定することができるようになる。
【００８３】
次に、バッテリ１３における活物質の不活性劣化について詳しく説明する。活物質の不活性劣化は、以下のように劣化モード１〜４の４パターンがある。
【００８４】
〔劣化モード１（正極活物質ＰｂＯ２ と負極活物質Ｐｂが減少した場合）〕
図３（Ａ）および（Ｂ）は、正極のＰｂＯ２ と負極のＰｂの活物質が減少した場合の例を示す。ここでは、電解液中のＨ２ ＳＯ４ の減少はない場合を示している。この劣化モード１の場合、Ｈ２ ＳＯ４ は、設計値と同じなため、図３（Ｂ）に示すように、ＳＯＣに対する設計値のＯＣＶ特性（実線）の傾きと、劣化モード１による劣化時のＯＣＶ特性（点線）の傾きは同じである。
【００８５】
しかし、図３（Ａ）に示すように、活物質の利用範囲は、設計値と異なることが考えられる。活物質は、通常の場合、利用範囲の１．５倍程度多く設計されていることから考えると、クーロン量を示すＳＯＣ（Ａｈ）およびＳＯＣ（％）は、正極および負極の活物質の減少によって影響を受けないと考えられる。
【００８６】
ただし、活物質が減少したことによって、内部抵抗の上昇が考えられるため、放電可能容量ＡＤＣ（Ａｈ）の低下が予想される。したがって、内部抵抗の増加を監視することによって、ＡＤＣ（Ａｈ）の推定ができる。
【００８７】
〔劣化モード２（電解液中のＨ２ ＳＯ４ が減少した場合）〕
図４は、電解液中のＨ２ ＳＯ４ が減少した場合のＳＯＣに対するＯＣＶ特性を示す。Ｈ２ ＳＯ４ が減少した場合、満充電ＯＣＶが低くなる。すなわち、劣化モード２による劣化時のＯＣＶ特性（点線）は、設計値のＯＣＶ特性（実線）の傾きと同じであるが、その劣化時の満充電ＯＣＶが非劣化時の満充電ＯＣＶより低くなっている。
【００８８】
〔劣化モード３（サルフェーション（ＰｂＳＯ４ ）発生の場合（正極活物質ＰｂＯ２ と負極活物質Ｐｂと電解液中のＨ２ ＳＯ４ が減少した場合））〕
図５は、サルフェーション現象により電極表面上にＰｂＳＯ４ が析出した場合のＳＯＣに対するＯＣＶ特性を示す。サルフェーションが影響を与える特性は、満充電電圧の低下と内部抵抗の増加によるＡＤＣ（Ａｈ）の減少である。すなわち、バッテリの長期間放置による自己放電により正極活物質ＰｂＯ２ と負極活物質Ｐｂが硫酸鉛（ＰｂＳＯ４ ）化するサルフェーション現象が発生した場合、正極活物質ＰｂＯ２ と負極活物質Ｐｂと電解液中のＨ２ ＳＯ４ が減少し、満充電ＯＣＶが、新品時の値よりも低くなるというバッテリの劣化が起こる。劣化モード３による劣化時のＯＣＶ特性（点線）は、設計値のＯＣＶ特性（実線）の傾きと同じであるが、その劣化時の満充電ＯＣＶが非劣化時の満充電ＯＣＶより低くなっている。市場におけるバッテリ劣化要因のほとんどが、この劣化モード３によるものである。
【００８９】
〔劣化モード４（Ｈ２ ＳＯ４ とＨ２ Ｏの減少の場合）〕
図６は、電解液中のＨ２ ＳＯ４ とＨ２ Ｏの減少が同時発生した場合のＳＯＣに対するＯＣＶ特性を示す。ここでは、電解液比重の変化量が設計値と比較して大きくなることを示している。すなわち、ＳＯＣに対するＯＣＶ特性の傾きが変化していることになる。この劣化モード４による劣化時のＯＣＶ特性（点線）の傾きは、設計値（非劣化時）のＯＣＶ特性（実線）の傾きと異なっている。すなわち、劣化時の傾きは、非劣化時の傾きより大きくなる。また、この劣化モード４による劣化時のＯＣＶ特性（点線）は、その劣化時の満充電ＯＣＶが非劣化時の満充電ＯＣＶより高くなっている。
【００９０】
以上のように、活物質の劣化は、劣化モード１〜４の４パターンが考えられるが、図７は、これらの劣化モードが全て発生した場合のＳＯＣに対するＯＣＶ特性の一例を示す。すなわち、劣化モード１〜４による活物質劣化時のＯＣＶ特性（点線）は、設計値のＯＣＶ特性（実線）に対して、その傾きが異なると共に、その満充電ＯＣＶが低く（または高く）現れることになる。
【００９１】
そこで、上述のような活物質の劣化が起こった場合には、劣化モード１〜４の４パターンの全てが発生しているおそれがあるため、劣化時のＳＯＣに対するＯＣＶ特性の傾きの変化を検出するとともに、劣化時に変化する満充電ＯＣＶ（以下、ＯＣＶｄという）を検出し、上記傾きの変化と満充電ＯＣＶの変化を考慮に入れて劣化度ＳＯＨ２を算出する必要がある。
【００９２】
まず、ＯＣＶｄを検出する方法について説明する。ハイブリッド車両は、一般にバッテリ１３が満充電状態にまで至らない中間的な充電状態で使用されており、このような中間的な充電状態で充放電を繰り返している間に発生する劣化を改善させる目的で、モータジェネレータ５の出力によりバッテリ１３を定期的に満充電状態まで充電してリフレッシュすることが行われる。ＯＣＶｄは、このようなリフレッシュ充電時のリアルタイム充電効率（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｃｈａｒｇｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＲＣＥ））の低下を観測することにより検出することができる。なお、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の求め方については後述する。
【００９３】
すなわち、リフレッシュ充電時にバッテリ１３の充電状態が満充電に近づくと、リアルタイム充電効率ＲＣＥは、ガッシングによるガス化抵抗成分の増加に起因して低下する（たとえば、ほぼゼロに近い値まで低下する）ので、リフレッシュ充電中定期的にリアルタイム充電効率ＲＣＥを算出し、算出したリアルタイム充電効率ＲＣＥにおける上述の低下現象を観測することにより、バッテリ１３が満充電状態を至った時点を判断することができ、その時点の開回路電圧をＯＣＶｄとして検出することができる。
【００９４】
劣化モード４による減液時のＯＣＶｄは、図６に示すように、非劣化時の満充電ＯＣＶ（ＯＣＶｆ）よりも大きくなり（ＯＣＶｄ＞ＯＣＶｆ）、劣化モード２，３による活物質劣化時のＯＣＶｄは、図４，５に示すように、非劣化時の満充電ＯＣＶ（ＯＣＶｆ）よりも小さくなる（ＯＣＶｄ＜ＯＣＶｆ）。
【００９５】
上述のように、劣化モード４による減液と劣化モード２，３による活物質劣化が同時に進行した場合、リフレッシュ充電によって検出される劣化時の満充電ＯＣＶ（ＯＣＶｄ）は、減液によって高くなる電圧と、活物質劣化によって低くなる電圧との比率によって、非劣化状態と同じ電圧を示す傾向がある。
【００９６】
したがって、劣化モード１〜４の全てが発生した場合に対応して、劣化時に変化する満充電ＯＣＶ（ＯＣＶｄ）を考慮したＳＯＨ２は、以下の式（１）により算出することができる。
ＳＯＨ２＝（ＯＣＶｄ−ＯＣＶｅ）／（ＯＣＶｆ−ＯＣＶｅ）・・・（１）
【００９７】
次に、劣化モード１〜４の全てが発生した場合に対応して、ＯＣＶ特性の傾きの変化と劣化時に変化する満充電ＯＣＶ（ＯＣＶｄ）とを考慮したＳＯＨ２は、以下の式（２）で算出される。
ＳＯＨ２＝（ＯＣＶｄ−ＯＣＶｅ）／（ＯＣＶｆ−ＯＣＶｅ）×（Ｋ１／Ｋ２）・・・（２）
ここで、Ｋ１は非劣化時のバッテリ１３のＳＯＣ対ＯＣＶ特性の傾きであり、Ｋ２は活物質劣化時のバッテリ１３のＳＯＣ対ＯＣＶ特性の傾きであり、（Ｋ１／Ｋ２）は傾きの割合を表す。傾きとは、電気量（ＳＯＣ）の変化に対する平衡状態ＯＣＶの変化の比率を表す。上述の劣化モード４による減液を伴わない劣化モード２，３による活物質劣化の場合は、上述の式（２）において（Ｋ１／Ｋ２）＝１となる。
【００９８】
要するに、電気量（ＳＯＣ）の変化量に対する平衡状態ＯＣＶの変化＝傾きが変化するのは、劣化モード４による減液の場合である。また、減液の場合、満充電ＯＣＶが高くなる。これに対して、劣化モード２，３による活物質劣化の場合は、満充電ＯＣＶが低くなり、傾きは変化しない。この両方の劣化モード、すなわち劣化モード２，３，４が同時に進行した場合を考慮すると、劣化度（ＳＯＨ２）は、最終的に式（２）で表されることになる。
【００９９】
次に、劣化度ＳＯＨ２における傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出する方法について説明する。この算出方法については、放電時と充電時に分けて、図８及び図９をそれぞれ参照して説明する。
【０１００】
図８に示す放電の場合、放電前に任意の開回路電圧（ＯＣＶｏ）にあるバッテリ１３から放電が行われたとき、非劣化時のバッテリ１３では、開回路電圧は、放電が進むにつれて直線Ｎに沿って低下し、放電が停止して任意の電気量が放電された時点で、開回路電圧ＯＣＶｎまで低下する。なお、直線Ｎは、非劣化時（新品時または設計時）のバッテリ１３における満充電開回路電圧（ＯＣＶｆ）と放電終止開回路電圧（ＯＣＶｅ）を結ぶ直線の一部である。これに対して、上述の劣化モード４による減液が発生した劣化時のバッテリ１３では、放電時の開回路電圧は、直線Ｎより傾きの大きい直線Ｍに沿って低下し、同じ任意の電気量が放電された時点で、開回路電圧ＯＣＶｎより低い開回路電圧ＯＣＶｍまで低下する。
【０１０１】
そこで、直線Ｎの傾き（Ｋ１）は、非劣化時のバッテリ１３において任意の電気量が放電されたときの電気量の変化量ΔＳＯＣに対する開回路電圧の低下分ΔＯＣＶｎ（＝ＯＣＶｏ−ＯＣＶｎ）の割合として、以下の式（３）で表される。
同様に、直線Ｍの傾き（Ｋ２）は、劣化時のバッテリ１３において任意の電気量が放電されたときの電気量の変化量（ΔＳＯＣ）に対する開回路電圧の低下分ΔＯＣＶｍ（＝ＯＣＶｏ−ＯＣＶｍ）の割合として、以下の式（４）で表される。
したがって、放電の場合、上述の式（２）における傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）は、以下の式（５）で算出することができ、この傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）は、１または１より小さい値となる。
次に図９に示す充電の場合、充電前に任意の開回路電圧（ＯＣＶｏ）にあるバッテリ１３に充電が行われたとき、非劣化時のバッテリ１３では、開回路電圧は、充電が進むにつれて直線Ｎに沿って上昇し、充電が停止して任意の電気量が充電された時点で、開回路電圧ＯＣＶｎまで上昇する。これに対して、上述の劣化モード４による減液が発生した劣化時のバッテリ１３では、充電時の開回路電圧は、直線Ｎより傾きの大きい直線Ｍに沿って上昇し、同じ任意の電気量が充電された時点で、開回路電圧ＯＣＶｎより高い開回路電圧ＯＣＶｍまで上昇する。
【０１０５】
そこで、直線Ｎの傾き（Ｋ１）は、非劣化時のバッテリ１３において任意の電気量が充電されたときの電気量の変化量ΔＳＯＣに対する開回路電圧の上昇分ΔＯＣＶｎ（＝ＯＣＶｏ−ＯＣＶｎ）の割合として、上述の式（３）で表される。
【０１０６】
同様に、直線Ｍの傾き（Ｋ２）は、劣化時のバッテリ１３において任意の電気量が充電されたときの電気量の変化量（ΔＳＯＣ）に対する開回路電圧の上昇分ΔＯＣＶｍ（＝ＯＣＶｏ−ＯＣＶｍ）の割合として、上述の式（４）で表される。
【０１０７】
したがって、充電の場合、上述の式（２）における傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）は、上述の式（５）で算出することができ、この傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）は、１または１より小さい値となる。
【０１０８】
以上のように、充放電時に、ＯＣＶｏ、ＯＣＶｎおよびＯＣＶｍの各値が分かっていれば、式（５）により傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出することができ、したがって、算出された傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）に基づいて式（２）により、劣化度ＳＯＨ２を算出することができる。
【０１０９】
なお、上述の段落番号［００４２］では、非劣化時及び活物質劣化時のバッテリ１３の開回路電圧の増減の割合を劣化度ＳＯＨ２として算出することができると説明したが、このようにして算出されるＳＯＨ２は、式（５）を見れば分かるように、傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）に等しいので、式（２）において満充電電圧の変化分｛（ＯＣＶｄ−ＯＣＶｅ）／ＯＣＶｆ−ＯＣＶｅ）｝＝１の場合（すなわち、非劣化時と劣化時の満充電電圧に変化がない場合）に相当することが分かる。
【０１１０】
また、放電及び充電の何れの場合にも、その開始時のバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶｏ）は、それ以前の充放電によってバッテリ１３内に発生している分極の影響が完全に解消し、分極によるバッテリ端子電圧の低下或いは上昇が無くなっている平衡状態にあるときのバッテリ端子電圧を実測するか、又は、充放電停止直後のバッテリ端子電圧の変化を短時間観測した結果によって推定されるものが利用される。この開回路電圧を推定する方法については後述する。
【０１１１】
同様に、放電及び充電の何れの場合にも、その停止時の劣化時のバッテリ１３における開回路電圧（ＯＣＶｍ）は、充放電によってバッテリ１３内に発生している分極の影響が完全に解消し、分極によるバッテリ端子電圧の低下或いは上昇が無くなっている平衡状態にあるときのバッテリ端子電圧を実測するか、又は、充放電停止直後のバッテリ端子電圧の変化を短時間観測した結果によって累乗近似式により推定されるものが利用される。
【０１１２】
また、充電の場合には、充電電流の全てが電気量としてバッテリ１３に蓄積されず、一部がガス発生などに消費されるため、充電電流の時間積を充電電気量としてそのまま用いることができない。そこで、具体的には後述する方法によって求めたリアルタイム充電効率を用いて、充電電気量を補正して充電状態を求め、この充電状態に対応する開回路電圧を求めるようにする必要がある。
【０１１３】
なお、図８及び図９では、任意の電気量だけ充放電されたときに生じる非劣化時及び活物質劣化時のバッテリ１３の間で生じる開回路電圧の差に注目してＳＯＣ対ＯＣＶ特性の傾きの変化の割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出しているが、これに限らず、図１０及び図１１に示すような方法によっても上記傾きの変化の割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出することができる。
【０１１４】
すなわち、充放電によって任意の開回路電圧の低下があったときに生じる非劣化時及び活物質劣化時のバッテリ１３の間に生じる電気量の差に注目してＳＯＣ対ＯＣＶ特性の傾きの変化の割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出することができる。図１０及び図１１において、ＳＯＣｏは充放電開始前の電気量、ＳＯＣｎは非劣化時のバッテリ１３における充放電停止後の電気量、ＳＯＣｍは劣化時のバッテリ１３における充放電停止後の電気量、ΔＳＯＣｎは非劣化時のバッテリ１３の場合の充放電による電気量の増減（変化）、ΔＳＯＣｍは劣化時のバッテリ１３の場合の充放電による電気量の増減（変化）であり、ΔＳＯＣｎに対するΔＳＯＣｍの割合を算出することによって劣化度ＳＯＨ２を算出することができる。
【０１１５】
また、放電及び充電の何れの場合にも、その停止時の非劣化時のバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶｎ）は、以下に述べるように、直線Ｎ上において充放電開始時の電気量（ＳＯＣｏ）に充放電電流の時間積だけ積算した後の電気量（ＳＯＣｎ）に対応する開回路電圧として推定することができる。
【０１１６】
従来、バッテリにおいて充放電が繰り返される場合、充放電電流を一定時間間隔で測定し、測定した充放電電流に一定時間を乗じた時間積によって充放電時の電気量（ＳＯＣｎ）を推定することできる。このようにバッテリにおいて充放電が繰り返される場合、特に、バッテリが鉛バッテリの場合には、充電の受け入れ性が悪い。その理由は、充電電気量に対して、電極表面と電解液のイオンの受け渡し速度が追いつかない場合、充電電流の一部は電解液中にイオンの反応を経ないで直接流れ出し、ガッシング（電解液中の水が電気分解されてガスが発生すること）により、充電効率が低下するからである。
【０１１７】
従来、充放電電流の電流積算によってＳＯＣを検知する場合、充電効率は、バッテリのおかれた環境やＳＯＣのレベル、劣化度を加味して、データテーブルにより補正するのが一般的であり、この充電効率を充電時の電流積算値に当てはめる等の方法がある。しかし、このデータテーブル方式は、全てのバッテリに一致するとは保証できず、精度良くＳＯＣを推定することができない。
【０１１８】
そこで、本発明においては、バッテリ１３の放電時には、放電電流の時間積だけ積算して放電後の電気量（ＳＯＣ）を推定することができ、この放電後の電気量（ＳＯＣ）をＳＯＣｎとするのである。また、バッテリ１３の充電時には、充電電流の時間積算値に従来のデータテーブル方式の充電効率ではなくリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を当てはめることにより求めた充電後の電気量（ＳＯＣ）をＳＯＣｎとするのである。すなわち、充放電後の電気量（ＳＯＣ）、つまりＳＯＣｎは、次式（６）及び（７）によって算出することができる。すなわち、
放電後の電気量（ＳＯＣ）は、
放電後の電気量（ＳＯＣ）＝ＳＯＣｏ−Σ（放電電流×時間）・・・（６）
により、充電後の電気量（ＳＯＣ）は、
充電後の電気量（ＳＯＣ）＝ＳＯＣｏ＋Σ（充電電流×時間×リアルタイム充電効率（ＲＣＥ））・・・（７）
によりそれぞれ求められる。
【０１１９】
そこで、車載用バッテリ管理装置１のＣＰＵ２３ａは、上記式（６）及び（７）の演算を行うことにより、バッテリ１３が使用中（充放電中）であっても、常にバッテリ１３のＳＯＣをより精度良く推定することができる。なお、充電の場合の式（７）中にあるリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）は、バッテリ１３の充電抵抗を測定することによって推定できるものであり、その求め方は後述する。
【０１２０】
上述したように、充放電中に常時その推定ＳＯＣを求め、充放電が停止したときには、停止時の最終のＳＯＣ（すなわち、ＳＯＣｎ）を式（６）または式（７）により推定し、この推定されたＳＯＣｎを対応する推定ＯＣＶｎに換算しておく。このＳＯＣｎからＯＣＶｎへの換算は、非劣化時のバッテリ１３について予め定められた満充電時開回路電圧（ＯＣＶｆ）と放電終止開回路電圧（ＯＣＶｅ）との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて直線Ｎ上において行われる。
【０１２１】
そして、充放電が停止した後は、濃度分極が解消したときのバッテリ端子電圧の実測、または、累乗近似式による推定によって平衡状態のバッテリ端子電圧である開回路電圧ＯＣＶｍを求める。ＳＯＣｎに対するＯＣＶｎとＯＣＶｍとを比較することによって、活物質の不活性化、電解液の減液などを原因とする容量の減少が推定できる。上述した図８は放電の場合、図９は充電の場合のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示している。
【０１２２】
図８及び図９からは、上述したことを原因とする劣化が生じていない場合にＳＯＣの変化量に対するＯＣＶｎ及びＯＣＶｍは同じ変化を示すが、劣化が進行しているときには、放電では同じＳＯＣ変化量に対してＯＣＶｍはＯＣＶｎより低い値を示し、充電では逆にＯＣＶｍはＯＣＶｎよりも高い値を示す。なお、図１０及び図１１は、ＯＣＶの変化量ではなく、ＳＯＣの減少量を算出する方法を示している。
【０１２３】
したがって、車載用バッテリ管理装置１において、ＣＰＵ２３ａは、リフレッシュ充電が行われた際に検出される、劣化時に変化する満充電電圧（ＯＣＶｄ）の値をＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリに書き込み、リフレッシュ充電が行われるたびにＯＣＶｄの値を更新して書き込むと共に、充放電が行われた際に、上述の式（５）で算出された劣化度（ＳＯＨ２）の値をＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリに書き込み、充放電が行われるたびに算出されるＳＯＨ２の値を更新して書き込むことができる。
【０１２４】
次に、バッテリ１３の劣化度ＳＯＨ２を算出するために、ＣＰＵ２３ａが予め定めたプログラムに従って実行する具体的な処理を、図１２のフローチャートを参照して説明する。
【０１２５】
ＣＰＵ２３ａはイグニッションスイッチのオンによって動作を開始し、先ず、ステップＳ１において、充放電前の開回路電圧（ＯＣＶｏ）及び電気量（ＳＯＣｏ）を求める。この求め方については、状況によって各種の方法があるが、ここでは省略する。続いて、充放電に伴って流れる電流の測定を電流センサ１５を用いて行う（ステップＳ２）。この測定した電流の流れの方向によって、電流が放電によるものであるか充電によるものであるかを判定し（ステップＳ３）、放電であるときにステップＳ４に進んで上記した式（６）に示した計算を行い、放電によって減少するＳＯＣを計算する。充電であるときにはステップＳ５に進んで上記した式（７）に示した計算を行い、充電によって増加するＳＯＣを計算する。ステップＳ４及び５の計算は、電流測定を所定のサンプリング周期によって計測する毎に行ってからステップＳ６に進んで、充放電が終了したか否かを判定し、終了するまで上記ステップＳ２乃至ステップＳ６を繰り返す。
【０１２６】
充放電が終了すると、ステップＳ６からステップＳ７に進み、上記ステップＳ４又はＳ５において計算したＳＯＣを用いて、充放電後のＯＣＶｎとＳＯＣｎを求める。このＯＣＶｎとＳＯＣｎは非劣化バッテリについてのものであるので、非劣化バッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、計算したＳＯＣに対応するＳＯＣｎとこれに対応するＯＣＶｎによって求めることができる。なお、予め定められた満充電時開回路電圧と、放電終止開回路電圧と、これらの間で充放電可能な総電気量である初期電気量とは、上述したＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性のメモリに、これらによって予め計算された変換値などとともに記録されている。
【０１２７】
ステップＳ７において、ＯＣＶｎ及びＳＯＣｎが求められると、次にステップＳ８に進んで累乗近似式を用いた推定により又は実測によりＯＣＶｍを求めてから、ステップＳ９に進んで劣化度を算出する。ステップＳ９における劣化度の算出は、充放電前の開回路電圧ＯＣＶｏとＯＣＶｎの差、すなわちΔＯＣＶｎの、充放電前の開回路電圧ＯＣＶｏとＯＣＶｍの差、すなわち、ΔＯＣＶｍに対する割合を劣化度ＳＯＨ２として算出する。この算出した劣化度ＳＯＨ２は、次に新しい劣化度ＳＯＨ２が算出されるまで、不揮発性のメモリに記録されて保持され、バッテリ１３の電気量及び開回路電圧を推定する際に使用される。
【０１２８】
フローチャートに従って説明したＣＰＵ２３ａの処理動作から明らかなように、ＣＰＵ２３ａは、任意時点での総電気量の初期電気量に対する割合を劣化度として算出する劣化度算出手段として機能している他、非劣化時のバッテリ１３について予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、バッテリ１３における任意の開回路電圧に対応する電気量を推定する電気量推定手段として機能させることができ、結果として、任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に劣化度ＳＯＨ２を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定することができる。
【０１２９】
また、ＣＰＵ２３ａは、任意時点での総電気量の初期電気量に対する割合を劣化度として算出する劣化度算出手段として機能する他、非劣化時のバッテリ１３について予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて、バッテリ１３における任意の電気量に対応する開回路電圧を推定する開回路電圧推定手段として機能させることができ、結果として、任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度ＳＯＨ２により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【０１３０】
さらに、ＣＰＵ２３ａは、充放電に伴う電気量の増減を算出する電気量増減算出手段２３ａ−２１と、電気量増減算出手段によって算出した任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減を、非劣化時のバッテリ１３について予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出する開回路電圧増減算出手段２３ａ−２２と、任意の電気量の増減に対応して実際に発生する開回路電圧の増減を推定または実測する開回路電圧増減推定／実測手段２３ａ−２３として機能する他、開回路電圧増減算出手段２３ａ−２２で算出した開回路電圧の増減の、開回路電圧増減推定／実測手段２３ａ−２３により推定または実測した開回路電圧の増減に対する割合を劣化度ＳＯＨ２として算出する劣化度算出手段２３ａ−２４としても機能している。
【０１３１】
次に、充放電が停止しても充放電分極が解消していない短時間内に開回路電圧を推定する方法を以下説明する。
【０１３２】
一般に、車両に搭載したバッテリの充電が終了した場合、バッテリの開放状態での端子電圧は、濃度分極によって上昇していた分が時間とともに解消して徐々に減少し、図１３に示すように、例えば２４時間後のバッテリの平衡状態における端子電圧である開回路電圧Ｅ０ に漸近するように変化し、このような漸近曲線は一般に累乗式で表される。
【０１３３】
よって、今、開回路電圧Ｅ０ が未知であるとき、図１４に示すように、想定した開回路電圧Ｅを定め、この想定した推定開回路電圧Ｅを端子電圧Ｖ（ｔ）から減算すると、図１５に示すように、横軸に漸近する累乗近似式α・ｔＤ で表されるようになる。また、拡散現象を累乗近似式α・ｔＤ で近似すると、べき数Ｄが−０．５付近になるとされている。
【０１３４】
そこで、バッテリの充電が終了後、図１５に示すように、例えば５分の予め定めた時間Ｔａを経過してから、例えば１５分の予め定めた時間Ｔｂまでの間のバッテリの開放電圧を測定し、この測定した開放電圧より、想定した想定開回路電圧Ｅを減算し累乗近似式α・ｔＤ を算出する。
【０１３５】
一般的に、拡散現象を累乗近似式α・ｔＤ で近似すると、べき数Ｄが−０．５付近になるとされている。充電終了後の開回路電圧の変化は、電解液の拡散によって生じる電圧変化によるものであるとすることができるので、べき数Ｄが−０．５になるような累乗近似式α・ｔＤ が得られたときの想定開回路電圧Ｅを開回路電圧とみなすことができる。
【０１３６】
これに対して、バッテリの放電が終了した場合、バッテリの開放状態での端子電圧は、濃度分極によって下降していた分が時間とともに解消して徐々に増加し、例えば２４時間後のバッテリの平衡状態における端子電圧である開回路電圧Ｅ０ に漸近する。なお、放電の場合、想定開回路電圧Ｅの方が累乗近似式α・ｔＤ より常に大きいので、測定した開放電圧より、想定した想定開回路電圧Ｅを減算した値が負となるので、開放電圧より想定開回路電圧Ｅを減算した値の絶対値を利用して累乗近似式α・ｔＤ を算出する。
【０１３７】
一般的に、充電又は放電が終了した後、予め定めた時間を経過してから一定の時間の間にバッテリの開放電圧を複数回測定し、この測定した開放電圧から、想定した想定開回路電圧を減算した値により、べき数が負である予め定めた累乗近似式を決定し、この決定した累乗近似式のべき数が−０．５となるまで、累乗近似式の決定を想定開回路電圧を更新して繰り返し実行し、べき数が−０．５となったときの想定開回路電圧を開回路電圧と推定すればよい。
【０１３８】
なお、想定開回路電圧を予め定めた回数更新して繰り返し実行しても、べき数が−０．５とならないことがあるときには、予め定めた回数が実行されたことによってべき数が略−０．５になったと判断し、このときの想定開回路電圧を開回路電圧と推定し、必要以上に累乗近似式を決定する処理を繰り返すことをなくすことができる。
【０１３９】
また、充放電を停止した後、例えば５分の予め定めた時間Ｔａを経過してから、開放電圧のサンプリングを開始するのは、充放電直後の電圧変化には、内部抵抗、活性化分極、ガス発生に伴う過電圧など、電解液の拡散に関係ない電圧変化分が含まれており、この変化分をサンプリングすると誤差要因となるので、累乗近似式を求めるためのデータに含ませないためである。
【０１４０】
そして、サンプリングを時間Ｔｂまでとしているのは、便宜上だけのためばかりでなく、時間経過について電圧変化分が小さくなることにより、測定の分解能によっては開回路電圧の推定精度を低下する虞があるほか、車両の暗電流による電圧降下の影響が時間経過により大きくなるからである。
【０１４１】
上述したように、拡散現象を累乗近似式α・ｔＤ で近似すると、べき数Ｄが−０．５付近になることを実証する具体的な例を図１６に示して説明すると、開回路電圧１２．３４Ｖのバッテリにおいて、想定開回路電圧を１２．３４Ｖとし、これを充電の停止した後に測定した開放電圧から減算した値を用いて決定した累乗近似式では、べき数が−０．５００になっているのに対し、推定開回路電圧を１２．３４Ｖより小さい１２．２９Ｖにすると、べき数が−０．５００より大きい−０．４５２に、１２．３４Ｖより大きい１２．３９Ｖにするとべき数が−０．５００より小さい−０．５５９になる。このことから、累乗近似式のべき数が−０．５になったとき、想定開回路電圧が開回路電圧に等しくなることがわかる。
【０１４２】
以上説明した方法を要約すると、開回路電圧推定方法は、車両に搭載されている負荷に電力を供給するため車両に搭載されたバッテリの開回路電圧を推定するも際し、充電又は放電が終了した後、予め定めた時間を経過してから一定の時間の間にバッテリの開放電圧を複数回測定し、該測定した開放電圧と、想定した想定開回路電圧との差値により、べき数が負である予め定めた累乗近似式を決定し、該決定した累乗近似式のべき数が−０．５となるか、又は、略−０．５となるまで、累乗近似式の決定を想定開回路電圧を更新しながら繰り返し実行し、べき数が−０．５となるか、又は、略−０．５となったときの想定開回路電圧を開回路電圧と推定する。
【０１４３】
この方法によれば、車両に搭載されている負荷に電力を供給するため車両に搭載されたバッテリの充電又は放電が終了した後、予め定めた時間を経過してから一定の時間の間にバッテリの開放電圧を複数回測定する。次に、測定した開放電圧と、想定した想定開回路電圧との差値により、べき数が負である予め定めた累乗近似式を決定する。決定した累乗近似式のべき数が−０．５となるか、又は、略−０．５となるまで、累乗近似式の決定を想定開回路電圧を更新して繰り返し実行し、べき数が−０．５となるか、又は、略−０．５となったときの想定開回路電圧を開回路電圧と推定しているので、バッテリの充電又は放電が終了した後、比較的短い時間内に測定したバッテリの開放電圧の測定によって、温度の影響を受けて変化しない累乗近似式の漸近線を開回路電圧として推定できる。
【０１４４】
上記開回路電圧推定方法において、測定した開放電圧が充電が終了してからのものであるとき、時間をｔ、未知の係数をα、未知の負のべき数をＤとすると、累乗近似式がα・ｔＤ で表され、累乗近似式α・ｔＤ のべき数Ｄが−０．５になるか、又は、略−０．５となったときの想定開回路電圧を開回路電圧と推定しているので、バッテリの充電が終了した後、比較的短い時間内に測定したバッテリの開放電圧の測定によって、温度の影響を受けて変化しない累乗近似式の漸近線を求めて、これを開回路電圧として推定できる。
【０１４５】
また、測定した開放電圧が放電の終了してからのものであるとき、累乗近似式を決定するための値は、測定した開放電圧から想定した想定開回路電圧を減算した値の絶対値であり、時間をｔ、未知の係数をα、未知の負のべき数をＤとすると、累乗近似式がα・ｔＤ で表され、累乗近似式α・ｔＤ のべき数Ｄが−０．５になるか、又は、略−０．５となったときの想定開回路電圧を開回路電圧と推定しているので、バッテリの放電が終了した後、比較的短い時間内に測定したバッテリの開放電圧の測定によって、温度の影響を受けて変化しない累乗近似式の漸近線を求めて、これを開回路電圧として推定できる。
【０１４６】
さらに、一定の時間の間に測定した開放電圧を２以上の任意の数とし、この測定によって得た任意数の開放電圧を回帰計算処理して累乗近似式のべき数Ｄを決定しているので、累乗近似式α・ｔＤ のべき数Ｄが−０．５とならなくても、累乗近似式の決定が予め定めた回数実行されたときの想定開回路電圧を開回路電圧と推定でき、バッテリの充放電が終了した後、比較的短い時間内に多数測定したバッテリの開放電圧の測定によって、温度の影響を受けて変化しない累乗近似式の漸近線を精度よく求めて、これを開回路電圧として推定できる。
【０１４７】
次に、上述した方法とは異なる開回路電圧を推定する他の方法について以下説明する。
【０１４８】
一般に、車両に搭載したバッテリの充電が終了した場合、バッテリの開放状態での端子電圧は、濃度分極によって上昇していた分が時間とともに解消して徐々に減少し、例えば２４時間後のバッテリの平衡状態における端子電圧である開回路電圧ＯＣＶに漸近するように変化し、このような漸近曲線は一般に累乗式で表される。
【０１４９】
そして、例えば充電終了後の場合、温度が高いときには、温度が低いときに比べて、開回路電圧ＯＣＶに漸近する速度が速いが、充電終了からある程度の時間が経過すると、温度の高低とは無関係に、時間の経過に対して端子電圧の低下加速度が小さくなり、充電終了からある程度の時間が経過した後の時間帯部分については、漸近曲線が殆ど直線によって近似される程度になる。
【０１５０】
よって、充電終了からある程度の時間が経過した後の、端子電圧−時間特性の適当な部分を直線近似すると、横軸に対する傾きが極めて小さい直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅで表されるようになる。
【０１５１】
そこで、バッテリの充電が終了した後、図１７に示すように、予め定めた時間Ｔ１を経過してから、予め定めた時間Ｔ２までの間のバッテリの開放電圧を測定し、この測定した開放電圧より、バッテリの開放電圧と、充電終了からの経過時間との関係を示す直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅを算出する。
【０１５２】
一般的に、充電又は放電が終了した後の開回路電圧の変化は、電解液の拡散によって生じる電圧変化によるものであるとすることができ、この電解液の拡散は、温度が低いと鈍い一方、温度が高いと活発になるので、算出される直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅの横軸（時間軸）に対する傾きを示す係数であるｃの絶対値は、相対的に、温度が低いと大きい値になり、温度が高いと小さい値になる。これに対して、算出される直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅの縦軸（電圧軸）に対する切片を示す補数であるＥは、充電後の場合、温度が低いと大きい値になり、温度が高いと小さい値になる。放電の場合は逆に、温度が低いと小さい値になり、温度が高いと大きな値になる。
【０１５３】
したがって、この直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅには、温度に依存してｃ，Ｅがいかなる値に算出されても、直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅにおいて開回路電圧が求まる同一の時間ｔ＝Ｔ３が存在する。よって、このｔの値における直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅの値を、平衡状態におけるバッテリの開回路電圧ＯＣＶとみなすことができる。
【０１５４】
ちなみに、本実施形態では、開放電圧のサンプリングを開始する時間Ｔ１を、充放電の停止から２０分が経過した後とし、開放電圧のサンプリングを終了する時間Ｔ２を、充放電の停止から３０分が経過した後とし、その１０分間にサンプリングされた開放電圧から算出される端子電圧−充放電終了後経過時間特性の直線近似式Ｖ（ｔ）＝ｃ・ｔ＋Ｅのｔに代入する時間Ｔ３を、充放電の停止から１時間２３〜２４分が経過した後としている。これらの時間は、そのバッテリの仕様毎に実験的に求めて予め定めておくことができる。
【０１５５】
そして、サンプリングを時間Ｔ２までとしているのは、サンプリング回数を適当な回数に止めるという便宜上だけのためばかりでなく、時間経過について電圧変化分が小さくなることにより、測定の分解能によっては開回路電圧の推定精度を低下する虞があるほか、車両の暗電流による電圧降下の影響が時間経過により大きくなるからである。
【０１５６】
以上説明した方法を要約すると、開回路電圧推定方法は、車両に搭載されている負荷に電力を供給するため車両に搭載されたバッテリの平衡状態における開回路電圧を推定する車両用バッテリの開回路電圧推定方法において、充電又は放電が終了した後の経過時間が、予め定めた第１の時間から予め定めた第２の時間に至るまでの間に、バッテリの開放電圧を複数回測定し、該測定した開放電圧から、前記充電又は放電が終了した後、前記第１の時間が経過してから前記第２の時間が経過するまでの間に関する、前記開放電圧と前記充電又は放電の終了からの経過時間との相関を示す、予め定めた直線近似式を決定し、前記第２の時間よりも長い、予め定めた第３の時間を、前記充電又は放電の終了からの経過時間として代入したときの、前記決定した直線近似式の解を、バッテリの平衡状態における開回路電圧と推定する。
【０１５７】
この方法によれば、充電又は放電が終了した後の経過時間が、予め定めた第１の時間から予め定めた第２の時間に至るまでの間に、バッテリの開放電圧が複数回測定され、測定された開放電圧から、充電又は放電が終了した後、第１の時間が経過してから第２の時間が経過するまでの間に関する、開放電圧と充電又は放電の終了からの経過時間との相関を示す、予め定めた直線近似式が決定され、第２の時間よりも長い、予め定めた第３の時間を、充電又は放電の終了からの経過時間として代入したときの、決定した直線近似式の解が、バッテリの平衡状態における開回路電圧と推定されることになる。
【０１５８】
また、充電又は放電の終了からの経過時間をｔ、未知の係数をｃ、未知の補数をＥとすると、前記直線近似式がｃ・ｔ＋Ｅで表されるものとし、充電又は放電が終了した後の経過時間が、予め定めた第１の時間から予め定めた第２の時間に至るまでの間に、複数回測定されるバッテリの開放電圧から、充電又は放電の終了からの経過時間をｔ、未知の係数をｃ、未知の補数をＥとすると、ｃ・ｔ＋Ｅで表される直線近似式が決定されることになる。
【０１５９】
続いて、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の基本的な考え方と、充電中におけるバッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の求め方とについて説明する。
【０１６０】
まず、バッテリ１３が設定充電電圧値ＶＴ により定電圧充電される際に、それ以前の充放電が行われていない間にバッテリ１３の電極の表面に絶縁性の不動態膜が形成されていると、充電開始直後の段階で、設定充電電圧値ＶＴ の電圧がバッテリ１３に印加されることで、不動態膜が徐々に破壊されてやがて解消される。
【０１６１】
この場合には、バッテリ１３の充電が開始されても、設定充電電圧値ＶＴ に応じた値の充電電流ＩＣＨＧ が即座に流れ始めるのではなく、図１８のグラフに示すように、不動態膜の破壊の進行により電極の導電性が徐々に回復するのに伴って、バッテリ１３の充電電流ＩＣＨＧ が、設定充電電圧値ＶＴ に応じた値へと徐々に増加することになる。
【０１６２】
そして、バッテリ１３の充電電流ＩＣＨＧ が設定充電電圧値ＶＴ に応じた値へと徐々に増加している段階では、充電電流ＩＣＨＧ の低い状態が続くことから、ガス化現象の発生によるリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の低下はないと見倣すことができ、よって、充電電流ＩＣＨＧ の値が設定充電電圧値ＶＴ に応じた値に達するまでの期間は、充電時間の経過とは無関係に、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝１００％で充電されているものと見倣される。
【０１６３】
一方、充電電流ＩＣＨＧ の値が設定充電電圧値ＶＴ に応じた値に達すると、その時点では、不動態膜が完全に破壊されて不動態膜を因子とする抵抗成分がなくなっていることから、設定充電電圧値ＶＴ による定電圧充電の状況下にあるバッテリ１３の充電電流ＩＣＨＧ の値を司るのは、バッテリ１３の内部起電力Ｅ０ の上昇分ΔＥ０ に相当する抵抗の変化分ＲＥｏと、バッテリ１３の内部抵抗（純抵抗Ｒ＋分極抵抗Ｒｐｏｌ）とを合わせた抵抗成分のみとなる。
【０１６４】
そして、不動態膜の破壊の進行によりバッテリ１３の充電電流ＩＣＨＧ の値が設定充電電圧値ＶＴ に応じた最大値に達するまでの期間に、バッテリ１３の内部起電力Ｅ０ は上昇するが、その量ΔＥ０ は内部起電力Ｅ０ に対して非常に小さい値であるので、充電電流ＩＣＨＧ の値が最大値に達した時点におけるバッテリ１３の抵抗成分は、実質的に、バッテリ１３の内部抵抗（Ｒ＋Ｒｐｏｌ）のみであると見倣される。
【０１６５】
尚、バッテリ１３が設定充電電圧値ＶＴ により定電圧充電される際に、バッテリ１３の電極の表面に絶縁性の不動態膜が形成されていない場合には、充電開始の直後の段階から、設定充電電圧値ＶＴ に応じた値の充電電流ＩＣＨＧ が即座に流れ始めるので、バッテリ１３の抵抗成分は、その時点から、バッテリ１３の内部抵抗Ｒ＋Ｒｐｏｌのみであると見倣される。
【０１６６】
このため、電極の表面に絶縁性の不動態膜が形成されていないバッテリ１３に設定充電電圧値ＶＴ による定電圧を印加し始めた時点か、或は、電極の表面に形成されていた不動態膜が設定充電電圧値ＶＴ による定電圧の印加により完全に破壊されて、バッテリ１３の充電電流ＩＣＨＧ の値が設定充電電圧値ＶＴ に応じた最大値に達した時点を、バッテリ１３の充電開始時点であるものとすると、その時点のバッテリ１３には、図１９に示すように、バッテリ１３の内部抵抗を表す純抵抗Ｒ０ と充電側分極による分極抵抗成分Ｒｐｏｌ０ との直列回路を、起電力Ｅ０ と直列に接続した等価回路に置き換えることができる。すなわち、充電開始時点のバッテリ１３の内部抵抗Ｒｓは、次式で表すことができる。
Ｒｓ＝Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０
【０１６７】
そして、設定充電電圧値ＶＴ による充電中は、バッテリ１３に、起電力の上昇Ｅ０ →Ｅ０ ＋ΔＥ０ や、起電力の上昇分ΔＥ０ に見合った純抵抗や分極抵抗成分の低下Ｒ０ →Ｒ´（Ｒ´＜Ｒ０ ）、Ｒｐｏｌ０ →Ｒｐｏｌ´（Ｒｐｏｌ´＜Ｒｐｏｌ０ ）という状態変化が発生する。
【０１６８】
ここで、バッテリ１３の内部起電力Ｅ０ の上昇分ΔＥ０ を、起電力上昇分の抵抗の変化分ＲＥｏとして捉えると、この起電力上昇分に相当する抵抗の変化分ＲＥｏが、起電力Ｅ０ 、純抵抗Ｒ´、及び、分極抵抗成分Ｒｐｏｌ´の直列回路にさらに直列接続されることになるので、等価回路の内容が図２０に示すように変わる。すなわち、充電中のバッテリ１３の内部抵抗Ｒｓ´は、次式で表すことができる。
Ｒｓ´＝ＲＥｏ ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´
【０１６９】
ところで、バッテリ１３の充電の際に、バッテリ１３に流れこんだ総電気量と、起電力としてバッテリ１３に充電された電気量とが等しい、即ち、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）が理想値である１００％ならば、図１９の等価回路や図２０の等価回路から各々起電力Ｅ０ を除いた残りの抵抗成分における電圧上昇は、互いに等しく、単に、起電力上昇分の抵抗の変化ＲＥｏの分だけ、純抵抗や分極抵抗成分における電圧降下量、つまり、それらの抵抗値が下がるに過ぎないはずである。
【０１７０】
したがって、充電前と充電中とでは、バッテリ１３の内部抵抗に関して次式の関係、Ｒｓ＝Ｒｓ´、したがって
ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´＝Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０
∵（ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´）×ＩＣＨＧ ＝（Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０ ）×ＩＣＨＧｏ
が成立するはずである。
【０１７１】
そして、充電開始時点におけるバッテリ１３の内部抵抗の値Ｒｓ（＝Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０ ）は当然一定であるから、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）が理想値の１００％であるという前提では、充電中のバッテリ１３の内部抵抗の値Ｒｓ´（＝ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´ ）も一定であることになる。
【０１７２】
ところが、バッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）は、実際には１００％となることはない。それは、充電反応に伴ってバッテリ１３の電極付近等に酸素ガスや水素ガスが発生しＨ２ Ｏに還元されて、バッテリ１３に流れ込む電気量の一部が起電力としてバッテリ１３に蓄積されないという現象が起こるためである。
【０１７３】
このガスの発生をバッテリ１３の内部抵抗の変化に置き換えて考えてみると、充電中のバッテリ１３の内部抵抗Ｒｓ´の値は、充電開始時点におけるバッテリ１３の内部抵抗の値Ｒｓ（＝Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０ ）に等しい値とはならず、ガス化される電気量の量に相当するガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の値をさらに加えた値に増加することになる。すなわち、この場合の充電中のバッテリ１３の内部抵抗Ｒｓ´は、次式で表される。
Ｒｓ´＝ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´＋ＲＧＡＳ
【０１７４】
しかも、充電中のガスの発生量は、バッテリ１３の充電状態が満充電状態に近づくほど増加することから、ガス化抵抗成分ＲＧＡＳ もバッテリの充電状態に応じて変化することになり、定電圧充電を行った場合の充電時間に対するバッテリ１３の内部抵抗の変化を示す図２１のグラフに示すように、充電時のバッテリ１３の内部抵抗は、充電時間が経過して充電状態が満充電状態に近づくにつれて、充電開始時点の内部抵抗の値Ｒｓ＝（Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０ ）から、ガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の増加量の分だけ増加することになる。
【０１７５】
ところで、バッテリ１３の充電が設定充電電圧値ＶＴ による定電圧充電であり、かつ、充電中のバッテリ１３の内部抵抗の値、つまり、開始後抵抗値Ｒｓ´＝（ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´）が、充電開始時点におけるバッテリ１３の内部抵抗の値、つまり、開始時抵抗値Ｒｓ（＝Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０ ）よりも増加する。
【０１７６】
したがって、実際にバッテリ１３に流れ込む総電気量に相当する充電電流の値ＩＣＨＧ （以後、便宜的にＩＣＨＧ （実測）と呼ぶことがある。）に対して、起電力としてバッテリ１３に実際に蓄積される電気量の値に相当する、いわば充電についての実効電流とでも言うべき電流の値（以後、便宜的にＩＣＨＧ （実効）と呼ぶことがある。）は、小さい値となり、その差分が、起電力としてバッテリ１３に蓄積されない電気量の値に相当するガス化電流ＩＧＡＳ とでも称するべき電流値となる。これを式で表すと、
ＩＣＨＧ （実測）＝ＩＣＨＧ （実効）＋ＩＧＡＳ
【０１７７】
そうすると、バッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）は、次式
リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝〔ＩＣＨＧ （実効）／ＩＣＨＧ （実測）〕×１００％
によって求めることができる。
【０１７８】
ところで、ＩＣＨＧ （実測）は、実際にバッテリ１３に流れ込む電流の値であるから、Ｉ／Ｆ２１を介して電流センサ１５の出力のＡ／Ｄ変換値を収集することで実際に測定できるが、ＩＣＨＧ （実効）は、ＩＣＨＧ （実測）のように実際に測定することができず、当然、ＩＣＨＧ （実測）からＩＣＨＧ （実効）を差し引いたガス化電流ＩＧＡＳ も測定乃至算出できないので、上記したリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の式、
リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝〔ＩＣＨＧ （実効）／ＩＣＨＧ （実測）〕×１００％
を、測定乃至算出可能な別のファクタに置き換える必要がある。
【０１７９】
ここで、バッテリ１３に流れ込む総電気量のうち、起電力としてバッテリ１３に実際に蓄積される電気量の値に相当するＩＣＨＧ （実効）は、ガス化抵抗成分ＲＧＡＳ が大きくなればなる程小さくなるので、ガス化抵抗成分ＲＧＡＳ が最大となるバッテリ１３の満充電状態には、現実には、ＩＣＨＧ （実効）に相当するバッテリ１３に流れ込む総電気量の殆どがガス化に消費されてしまい、起電力としてはバッテリ１３に蓄積されないことになる。
【０１８０】
よって、見方を変えると、バッテリ１３の満充電状態には、ガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の値に対応する電気量がバッテリ１３に流れ込むものの、ガス化のために消費されてしまい、起電力としてはバッテリ１３に蓄積されないことになり、これは、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝０の状態にあると見倣すことができる。
【０１８１】
また、充電中のバッテリ１３の内部抵抗の値Ｒｓ´＝（ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´＋ＲＧＡＳ ）のうちガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の値の部分は、その時点における、バッテリ１３に流れ込む電気量のうち起電力としてバッテリ１３に蓄積されない電気量の値に対応する値と考えることができるので、充電中の任意の時点におけるガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の値を、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝０の状態にあるバッテリ１３の満充電状態におけるガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の値ＲＧＡＳｆで除せば、バッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の低下率を表す値を求めることができる。
【０１８２】
そこで、充電中の任意の時点におけるガス化抵抗成分の値ＲＧＡＳ は、上述したように次式により求めることができる。
ＲＧＡＳ ＝Ｒｓ´−Ｒｓ＝（Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´）−（Ｒ０ ＋Ｒｐｏｌ０ ）
【０１８３】
一方、バッテリ１３の固有の満充電状態における内部抵抗Ｒｆと、満充電状態にあるときのガス化抵抗成分ＲＧＡＳ とは、図２１に示すような関係がある。
∵ＲＦ ＝ＲＧＡＳｆ＋Ｒｓ
【０１８４】
従って、満充電状態におけるガス化抵抗成分ＲＧＡＳｆは、次式により求めることができる。
ＲＧＡＳｆ＝ＲＦ −Ｒｓ
【０１８５】
以上から、充電中の任意の時点におけるガス化抵抗成分ＲＧＡＳ を、充電効率＝０、つまり、満充電状態におけるガス化抵抗成分ＲＧＡＳｆで除した値は、次式で求めることができる。
（Ｒｓ´−Ｒｓ）／（ＲＦ −Ｒｓ）
【０１８６】
従って、充電中の任意の時点におけるバッテリ１３の充電効率の低下率を表す値を、
（Ｒｓ´−Ｒｓ）／（ＲＦ −Ｒｓ）
なる式によって求めることができ、これから１を差し引いた、
｛１−（Ｒｓ´−Ｒｓ）／（ＲＦ −Ｒｓ）｝×１００％
なる式によって、充電中の任意時点におけるバッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を求めることができる。
【０１８７】
すなわち、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）は、次式で表される。
リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝｛１−（Ｒｓ´−Ｒｓ）／（ＲＦ −Ｒｓ）｝×１００％
【０１８８】
なお、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝０の状態にあるときのガス化抵抗成分の値ＲＧＡＳｆについてであるが、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝０の状態にあるときとは、ガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の値が最大値となるバッテリ１３の満充電状態のことであり、このときには、ガス化抵抗成分ＲＧＡＳ の値に対して、これを除いた、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）が理想値の１００％である場合の充電中のバッテリ１３の内部抵抗の値（ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´）が、無視できるほど圧倒的に小さいという、
ＲＧＡＳ ≫ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´
の関係が成立する。
【０１８９】
ところで、バッテリ１３の固有の満充電状態における内部抵抗の値である満充電時抵抗値ＲＦ （＝Ｒｆ＋Ｒｐｏｌｆ）の値は、充電中のバッテリ１３の内部抵抗の値Ｒｓ´（＝ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´＋ＲＧＡＳ ）の、特に、満充電状態における値を示すのであるから、満充電時には、ＲＦ ＝Ｒｓ´の関係、したがって、
Ｒｆ＋Ｒｐｏｌｆ＝ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´＋ＲＧＡＳ
の関係が成立する。
【０１９０】
そうすると、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝０となるバッテリ１３の満充電状態においては、
ＲＧＡＳ ≫ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´
の関係が成立し、かつ、
Ｒｆ＋Ｒｐｏｌｆ＝ＲＥｏ＋Ｒ´＋Ｒｐｏｌ´＋ＲＧＡＳ
の関係が成立するのであるから、
Ｒｆ＋Ｒｐｏｌｆ≒ＲＧＡＳ
なる関係が成立し、したがって、（Ｒｆ＋Ｒｐｏｌｆ）はＲＦ でありかつ満充電状態におけるＲＧＡＳ はＲＧＡＳｆ であるから
ＲＦ ≒ＲＧＡＳｆ
なる関係が成立する。
【０１９１】
よって、バッテリ１３の満充電状態におけるガス化抵抗成分の値ＲＧＡＳｆを、バッテリ１３の固有の満充電時抵抗値ＲＦ に置き換えて、リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を上述の式に代えて次式により求めることもできる。
リアルタイム充電効率（ＲＣＥ）＝｛１−（Ｒｓ´−Ｒｓ）／ＲＦ｝×１００％
【０１９２】
以上が、バッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の基本的な考え方と、充電中におけるバッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の求め方である。
【０１９３】
次に、上述したバッテリ１３のリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を求めるために必要となる、充電動作中におけるバッテリ１３の内部抵抗Ｒ＋Ｒｐｏｌ（純抵抗Ｒとそれ以外の抵抗成分である分極抵抗成分Ｒｐｏｌとを加算した合成抵抗）の求め方について、説明しておく。
【０１９４】
先に説明した不動態膜がバッテリ１３の電極表面に形成されていないものとして、バッテリ１３の状態を式で表すと、バッテリ１３の端子電圧Ｖであるところの設定充電電圧値ＶＴ から、その時点におけるバッテリ１３の内部起電力Ｅを減じた値が、その時点におけるバッテリ１３の内部抵抗Ｒ＋Ｒｐｏｌに対して、その時点における充電電流の値ＩＣＨＧ を乗じた値と等しくなるはずである。
ＶＴ −Ｅ＝（Ｒ＋Ｒｐｏｌ）×ＩＣＨＧ
【０１９５】
したがって、バッテリ１３の内部抵抗Ｒ＋Ｒｐｏｌは、次式、
（Ｒ＋Ｒｐｏｌ）＝（ＶＴ −Ｅ）／ＩＣＨＧ
で求めることができる。
【０１９６】
続いて、バッテリ１３の充電開始前における内部抵抗Ｒ＋Ｒｐｏｌを求めるために必要となる、充電開始前におけるバッテリ１３の内部起電力Ｅの求め方について、説明しておく。
【０１９７】
充電開始前におけるバッテリ１３の内部起電力Ｅは、その時点におけるバッテリ１３の開回路電圧ＯＣＶの値に等しいことから、この開回路電圧ＯＣＶの値を求めればよいことになる。
【０１９８】
そこで、充電開始前におけるバッテリ１３の開回路電圧ＯＣＶの具体的な求め方を、放電中の端子電圧及び放電電流からバッテリの充電状態ＳＯＣを求める方式に関連する本出願人による出願である、特願２０００−３６９２２０において提案した内容を用いて、以下に説明する。
【０１９９】
まず、バッテリ１３が放電を行った際に、Ｉ／Ｆ２１を介して電流センサ１５や電圧センサ１７の出力のＡ／Ｄ変換値の組を周期的に収集することで、バッテリ１３の端子電圧Ｖ及び放電電流Ｉを周期的に測定し、その測定値を用いたバッテリ１３の純抵抗Ｒの測定と、この純抵抗Ｒの成分のみに依存した分極の影響を含まないバッテリ１３の電圧−電流特性の割り出しとを行う。
【０２００】
これと共に、バッテリ１３の放電中の特に放電電流の減少中における端子電圧Ｖと放電電流Ｉとの測定値から、分極の影響を含むバッテリ１３の電圧−電流特性の割り出しを行う。
【０２０１】
そして、これらバッテリ１３の分極の影響を含まない電圧−電流特性と分極の影響を含む電圧−電流特性とを用いて、計算上のバッテリ１３の開回路電圧である推定電圧Ｖｎを推定する。
【０２０２】
そこでまず、一般的なバッテリそのものの特性について検討する。
【０２０３】
ちなみに、エンジンを推進動力源とする一般車や、エンジンの発生するパワーの不足分をモータによりアシストするハイブリッド車両には、スタータモータやモータジェネレータなどの大電流を必要とする負荷が搭載されており、これらの負荷に電力を供給するバッテリの電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性の例は図２２及び図２３に示す点のようになる。
【０２０４】
従来、Ｖ−Ｉ特性は図２２に示すように、１次式Ｖ＝ａＩ＋ｂで近似する方式が一般に行われてきたが、図２４に示す分極抵抗成分の非直線形の特性の影響により、１次式よりも２次式の方が、高い相関を有する式を得ることができることがわかった。そこで、本実施形態においてバッテリ１３の純抵抗による近似Ｖ−Ｉ特性を求める際には、図２３に示すように、Ｖ＝ａＩ２ ＋ｂＩ＋ｃなる２次式の近似曲線式を最小二乗法によって得ることによって、高い相関を有する近似式を用いるようにする。
【０２０５】
上述したような大電流を必要とする負荷を駆動したときには、負荷への最大供給電力値に相当する所定の大電流値による定負荷放電が行われる。このときのバッテリの端子電圧と放電電流とを周期的に測定してこれら端子電圧と放電電流との相関を示す実データに基づいて、図２５のグラフ中に示すように、放電電流の増加中におけるバッテリのＶ−Ｉ特性の第１の近似曲線式Ｍ１と、放電電流の減少中におけるバッテリのＶ−Ｉ特性の第２の近似曲線式Ｍ２の２つの式が得られる。なお、図２５中に記載の式は実データによって得られた具体的な近似曲線式の一例である。これらの２つの近似曲線式Ｍ１と近似曲線式Ｍ２との違いを以下分析する。
【０２０６】
一方の近似曲線式Ｍ１の場合、放電開始時点での分極抵抗成分を基準にすると、放電が開始し電流が増加すると、分極抵抗成分は徐々に増加していく。その後、電流が最大値になったところで、分極抵抗成分がピークに達し、電流の減少に伴って分極が解消していくはずである。しかし、実際には、電流の減少に比例して分極抵抗成分は解消するのではなく反応が遅れて現れるため、近似曲線式Ｍ２の場合、増加方向と同じＶ−Ｉ特性を示さず、増加方向よりも大きな電圧降下を発生させることになり、電流の増加と減少時にそれぞれ対応する２つの近似曲線式Ｍ１及びＭ２が得られることになる。
【０２０７】
上述したＶ−Ｉ特性の２つの近似曲線式Ｍ１及びＭ２で表される近似曲線を用いて、バッテリの純抵抗Ｒを測定する方法を、図２６乃至図２８を参照して、以下具体的に説明する。
【０２０８】
まず、図２６に示すように、上記近似曲線式の一方Ｍ１で表される近似曲線上の実データの範囲内に任意の点Ａを選択し、式Ｍ１の近似曲線の縦軸に対する切片Ｃ１から近似曲線上の点Ａまでの電圧降下ΔＶ１を求める。このΔＶ１を点Ａでの電流Ｉ１で除算した値は、純抵抗Ｒに純抵抗を除くその他の抵抗成分である分極抵抗成分のその時点での値Ｒｐｏｌ１を加算した合成抵抗である。すなわち、
Ｒ＋Ｒｐｏｌ１＝ΔＶ１／Ｉ１
である。
【０２０９】
同様に、図２６に示すように、上記近似曲線式の他方Ｍ２で表される近似曲線上の実データの範囲内に任意の点Ｂを選択し、式Ｍ２の近似曲線の縦軸に対する切片Ｃ２から近似曲線上の点Ｂまでの電圧降下ΔＶ２を求める。このΔＶ２を点Ｂでの電流Ｉ２で除算した値は、純抵抗Ｒに純抵抗を除くその他の抵抗成分である分極抵抗成分のその時点での値Ｒｐｏｌ２を加算した合成抵抗である。すなわち、
Ｒ＋Ｒｐｏｌ２＝ΔＶ２／Ｉ２
である。
【０２１０】
上記２点Ａ及びＢの合成抵抗の値の差ΔＲは
ΔＲ＝Ｒ＋Ｒｐｏｌ１−（Ｒ＋Ｒｐｏｌ２）＝Ｒｐｏｌ１−Ｒｐｏｌ２
となり、点Ａ及びＢにおける分極抵抗成分の差となる。これは、１回の放電中の純抵抗Ｒは変化しないことから明らかである。
【０２１１】
なお、式Ｍ１で表される近似曲線上には、図２７に示すように、式Ｍ２の近似曲線上に選択した任意の点Ｂにおける合成抵抗（Ｒ＋Ｒｐｏｌ２）に等しい値（Ｒ＋Ｒｐｏｌ１′）をもった点Ａ′が存在する。また、式Ｍ２で表される近似曲線上にも、図２８に示すように、式Ｍ１の近似曲線上に選択した任意の点Ａにおける合成抵抗（Ｒ＋Ｒｐｏｌ１）に等しい値（Ｒ＋ｐｏｌ２′）をもった点Ｂ′が存在する。すなわち、
Ｒ＋Ｒｐｏｌ１′＝Ｒ＋Ｒｐｏｌ２
となる点Ａ′が式Ｍ１で表される近似曲線上に存在し、
Ｒ＋Ｒｐｏｌ１＝Ｒ＋Ｒｐｏｌ２′
となる点Ｂ′が式Ｍ２で表される近似曲線上に存在する。
【０２１２】
要するに、点Ａ′における電流及び電圧をそれぞれＩ１′及びＶ１′とし、点Ｂ′における電流及び電圧をそれぞれＩ２′及びＶ２′とすると、点Ａ′の座標（Ｉ１′、Ｖ１′）と点Ｂの座標（Ｉ２、Ｖ２）の分極抵抗成分の値が互いに等しく、また点Ａの座標（Ｉ１、Ｖ１）と点Ｂ′（Ｉ２′、Ｖ２′）の分極抵抗成分の値も互いに等しいことがわかる。
【０２１３】
まず、Ｂ点を基準とし、この点Ｂの合成抵抗の値（Ｒ＋Ｒｐｏｌ２）と等しい値を持つ点Ａ′の電流Ｉ１′と電圧Ｖ１′の算出の仕方を以下説明する。
【０２１４】
今、式１で表される近似曲線の縦軸に対する切片Ｃ１からこの点Ａ′までの電圧降下をΔＶ１′とすると、これは
ΔＶ１′＝Ｃ１−（ａ１Ｉ１′２ ＋ｂ１Ｉ１′＋Ｃ１）＝（Ｒ＋Ｒｐｏｌ２）Ｉ１′
となり、この式を整理すると、
−（ａ１Ｉ１′ ＋ｂ１）＝Ｒ＋Ｒｐｏｌ２
となり、点Ａ′の電流Ｉ１′は
Ｉ１′＝−（ｂ１＋Ｒ＋Ｒｐｏｌ２）／ａ１
となる。なお、
Ｒ＋Ｒｐｏｌ２（＝Ｒ＋ｐｏｌ１′）＝ΔＶ２／Ｉ２（＝ΔＶ１′／Ｉ１′）
であるので、
Ｖ１′＝ａ１Ｉ１′２ ＋ｂ１Ｉ１′＋Ｃ１
であるので、点Ａ′の座標（Ｉ１′、Ｖ１′）は既知の値から定められる。
【０２１５】
同様にして、Ａ点を基準とし、この点Ａの抵抗値（Ｒ＋Ｒｐｏｌ１）と等しい値を持つ点Ｂ′の電流Ｉ２′と電圧Ｖ２′も、
【０２１６】
上述のようにして、点Ａ′の座標（Ｉ１′、Ｖ１′）が定まったら、図２７に示すように、点Ａ′の座標（Ｉ１′、Ｖ１′）と点Ｂの座標（Ｉ２、Ｖ２）とを結ぶ直線Ｌ１の傾斜を求めることによって合成抵抗の値Ｒ１が求められる。この合成抵抗の値Ｒ１は、純抵抗と分極抵抗成分Ｒｐｏｌ２とからなる合成抵抗によって生じる電圧降下の差（Ｖ１′−Ｖ２）を各点において流れる電流の差（Ｉ１′−Ｉ２）によって除算することによって求められる。すなわち、
Ｒ１＝（Ｖ１′−Ｖ２）／（Ｉ１′−Ｉ２）
となる。
【０２１７】
同様にして、点Ｂ′の座標（Ｉ２′、Ｖ２′）が定まったら、図２８に示すように、点Ｂ′の座標（Ｉ２′、Ｖ２′）と点Ａの座標（Ｉ１、Ｖ１）とを結ぶ直線Ｌ２の傾斜を求めることによって合成抵抗の値Ｒ２が求められる。この合成抵抗の値Ｒ２は、純抵抗と分極抵抗成分Ｒｐｏｌ１とからなる合成抵抗によって生じる電圧降下の差（Ｖ１−Ｖ２′）を各点において流れる電流の差（Ｉ１−Ｉ２′）によって除算することによって求められる。すなわち、
Ｒ２＝（Ｖ１−Ｖ２′）／（Ｉ１−Ｉ２′）
となる。
【０２１８】
しかしながら、上述のようにして求められる合成抵抗の値Ｒ１及びＲ２は、純抵抗と分極抵抗成分とからなる合成抵抗によって生じる電圧降下の差を各点において流れる電流の差によって除算して求めたもので、純抵抗とは一致しない。２点間の傾きを純抵抗と一致させるには、分極抵抗成分によって生じる電圧降下分を除いた電圧降下の差を電流差によって除算してやればよい。
【０２１９】
先ず、点Ｂを基準にした場合について説明すると、今、合成抵抗の値Ｒ１を
Ｒ１＝Ｒ１′＋Ｒｐｏｌ２＝Ｒ１′＋Ｒｐｏｌ１′
とすると、抵抗Ｒ１′に点Ａ′の電流Ｉ１′と点Ｂの電流Ｉ２との差に相当する電流が流れることによって生じる電圧降下は、分極抵抗成分Ｒｐｏｌ１′（又はＲｐｏｌ２）に点Ａ′の電流Ｉ１′と点Ｂの電流Ｉ２の差に相当する電流が流れることによって生じる電圧降下分だけ、点Ａ′の電圧を持ち上げて補正してやればよく、次式が成立する。
Ｒ１′（Ｉ１′−Ｉ２）＝〔Ｖ１′＋Ｒｐｏｌ１′（Ｉ１′−Ｉ２）〕−Ｖ２
【０２２０】
この式を整理すると、
Ｒ１′（Ｉ１′−Ｉ２）＝（Ｖ１′−Ｖ２）＋Ｒｐｏｌ１′（Ｉ１′−Ｉ２）
となる。ここで、Ｒｐｏｌ１′＝ΔＶ１′／Ｉ１′−Ｒ１′であるので、
Ｒ１′（Ｉ１′−Ｉ２）＝（Ｖ１′−Ｖ２）＋（ΔＶ１′／Ｉ１′−Ｒ１′）×（Ｉ１′−Ｉ２）
２Ｒ１′（Ｉ１′−Ｉ２）＝（Ｖ１′−Ｖ２）＋ΔＶ１′／Ｉ１′（Ｉ１′−Ｉ２）
となり、結果として、
Ｒ１′＝〔（Ｖ１′−Ｖ２）＋（ΔＶ１′／Ｉ１′）×（Ｉ１′−Ｉ２）〕／２（Ｉ１′−Ｉ２）
が求められる。なお、（ΔＶ１′／Ｉ１′）は（ΔＶ２／Ｉ２）と置き換えることができる。
【０２２１】
次に、点Ａを基準にした場合にも同様にして
Ｒ２＝Ｒ２′＋Ｒｐｏｌ１＝Ｒ２′＋Ｒｐｏｌ２′
とすると、この抵抗Ｒ２′に点Ａの電流Ｉ１と点Ｂ′の電流Ｉ２′の差に相当する電流が流れることによって生じる電圧降下は、分極抵抗成分Ｒｐｏｌ１２′（又はＲｐｏｌ１）に点Ａの電流Ｉ１と点Ｂ′の電流Ｉ２′との差に相当する電流が流れることによって生じる電圧降下分、点Ｂ′の電圧を引き下げて補正してやればよく、次式が成立する。
Ｒ２′（Ｉ１−Ｉ２′）＝Ｖ１−〔Ｖ２′−Ｒｐｏｌ２′（Ｉ１−Ｉ２′）〕
【０２２２】
この式を整理すると、
Ｒ２′（Ｉ１−Ｉ２′）＝（Ｖ１−Ｖ２′）＋Ｒｐｏｌ２′（Ｉ１−Ｉ２′）
となる。ここで、Ｒｐｏｌ２′＝ΔＶ２′／Ｉ２′−Ｒ２′であるので、
Ｒ２′（Ｉ１−Ｉ２′）＝（Ｖ１−Ｖ２′）＋（ΔＶ２′／Ｉ２′−Ｒ２′）（Ｉ１−Ｉ２′）
２Ｒ２′（Ｉ１−Ｉ２′）＝（Ｖ１−Ｖ２′）＋ΔＶ２′／Ｉ２′（Ｉ１−Ｉ２′）
となり、結果として、
Ｒ２′＝〔（Ｖ１−Ｖ２′）＋（ΔＶ２′／Ｉ２′）（Ｉ１−Ｉ２′）〕／２（Ｉ１−Ｉ２′）
が求められる。なお、（ΔＶ２′／Ｉ２′）は（ΔＶ１／Ｉ１）と置き換えることができる。
【０２２３】
上述したように求められた２つの値Ｒ１′及びＲ２′は、２つの点Ａ及びＢを基準にし、異なる分極抵抗成分（Ｒｐｏｌ１′＝Ｒｐｏｌ２）と（Ｒｐｏｌ１＝Ｒｐｏｌ２′）を用い、しかも異なる切片Ｃ１からの電圧降下Δ１′（ΔＶ１）と切片Ｃ２からの電圧降下Δ２′（ΔＶ２）を用いて求めたものであるので、真の純抵抗Ｒとなり得ない。したがって、両者の加算平均
Ｒ＝（Ｒ１′＋Ｒ２′）／２
をとることによって、真の純抵抗Ｒが求められる。
【０２２４】
そこで、バッテリ１３の純抵抗を求めるに当たっては、Ｉ／Ｆ２１を介して収集される電流センサ１５や電圧センサ１７の出力のＡ／Ｄ変換値の組の最新のものを用いて、最小二乗法により、放電電流Ｉの増加中におけるバッテリ１３の端子電圧Ｖと放電電流Ｉとの相関を示す電圧−電流特性である、例えばＶ１（Ｉ）＝ａ１Ｉ２ ＋ｂ１Ｉ＋Ｃ１なる２次式で表される第１の近似曲線式Ｍ１と、減少する放電電流に対する電圧−電流特性の例えばＶ２（Ｉ）＝ａ２Ｉ２ ＋ｂ２Ｉ＋Ｃ２なる２次式で表される第２の近似曲線式Ｍ２とを求める。
【０２２５】
次に、第１の近似曲線式Ｍ１によって表される電圧−電流特性曲線上に第１の点Ａを定めると共に、第２の近似曲線式Ｍ２によって表される電圧−電流特性曲線上に第２の点Ｂを定める。このとき、第１の近似曲線式Ｍ１によって表される電圧−電流特性曲線上に定められる第１の点Ａと、第２の近似曲線式Ｍ２によって表される電圧−電流特性曲線上に定められる第２の点Ｂとは、各近似曲線式を求める際に使用された端子電圧と放電電流の実データの存在する範囲内に好ましく定められる。このように定めることによって、その後、各点に対応する想定点を想定する際に、想定点が大きく外れた位置に想定されることがなくなる。また、好ましくは、第１の点Ａと第２の点Ｂは、分極抵抗成分が最大となる点の両側に定められるのがよい。このように定めることによって、最大点の両側に想定点が定められるようになるようになり、その後、純抵抗を求める際の精度が高まるようになる。
【０２２６】
そして、第２の点Ｂに対応する第２の放電電流Ｉ２が流れたとき第２の電圧降下ΔＶ２を生じさせる、バッテリの純抵抗と第２の分極抵抗成分Ｒｐｏｌ２からなる第２の合成抵抗Ｒ２と同一の抵抗値を有する第１の想定点Ａ′を、第１の近似曲線式Ｍ１上に想定すると共に、第１の点Ａに対応する第１の放電電流Ｉ１が流れたとき第１の電圧降下ΔＶ１を生じさせる、バッテリ１３の純抵抗と第１の分極抵抗成分Ｒｐｏｌ１からなる第１の合成抵抗Ｒ１と同一の抵抗値を有する第２の想定点Ｂ′を、第２の近似曲線式Ｍ２上に想定する。
【０２２７】
２つの想定点Ａ′及びＢ′が想定できたら、第２の点Ｂと第１の想定点Ａ′とを結ぶ直線Ｌ１の第１の傾斜Ｒ１を、第２の放電電流Ｉ２と第１の想定点Ａ′での放電電流Ｉ１′とによってそれぞれ生じる、第２の分極抵抗成分Ｒｐｏｌ２による電圧降下の差分Ｒｐｏｌ２（Ｉ１′−Ｉ２）により補正した上で、第２の分極抵抗成分Ｒｐｏｌ２による電圧降下分を除いた第１の補正傾斜Ｒ１′を求めると共に、前記第１の点と前記第２の想定点Ｂ′とを結ぶ直線Ｌ２の第２の傾斜Ｒ２を、第１の放電電流Ｉ１と第２の想定点Ｂ′での放電電流Ｉ２′とによってそれぞれ生じる、第１の分極抵抗成分Ｒｐｏｌ１による電圧降下の差分Ｒｐｏｌ１（Ｉ１−Ｉ２′）により補正した上で、第１の分極抵抗成分Ｒｐｏｌ１による電圧降下分を除いた第２の補正傾斜Ｒ２′を求める。
【０２２８】
このようにして求めた第１の補正傾斜Ｒ１′と第２の補正傾斜Ｒ２′とを加算平均することで、これら第１の補正傾斜Ｒ１′と第２の補正傾斜Ｒ２′との平均傾斜を、バッテリ１３の純抵抗Ｒとして求める。
【０２２９】
このようにしてバッテリ１３の純抵抗Ｒを求めたならば、その値に、先に収集された最新の所定時間分の実データにおける放電電流Ｉを乗じて、この放電電流Ｉのサンプル数と同数の、純抵抗によるバッテリ１３の放電中における端子電圧Ｖを求め、求めた複数の端子電圧Ｖと、先に収集された複数の放電電流Ｉとの対に、最小二乗法を適用して、純抵抗によるバッテリ１３の分極の影響を含まない直線的な電圧−電流特性式ＶＲ ＝ａＲ Ｉ＋ｂＲ を割り出す。
【０２３０】
続いて、先に収集されたバッテリ１３の放電電流Ｉの実データのうち、ピーク値から減少する部分の実データについて、そのデータの相関性を確認した上で、その減少する部分の複数の放電電流Ｉと、それら複数の放電電流Ｉに対応する複数の端子電圧Ｖとの対に、最小二乗法を適用して、バッテリ１３の分極の影響を含む直線的な電圧−電流特性式Ｖ＝ａＩ＋ｂを割り出す。
【０２３１】
次に、先に割り出した、純抵抗によるバッテリ１３の分極の影響を含まない直線的な電圧−電流特性式ＶＲ ＝ａＲ Ｉ＋ｂＲ 上の、ピーク電流値よりも低い、セルモータやモータジェネレータを作動させる際に必ず流れる電流値（Ｉ１ ）とそのときの電圧値（Ｖ１ ）とからなる座標値（Ｖ１ ，Ｉ１ ）を通るように、バッテリ１３の分極の影響を含む電圧−電流特性式Ｖ＝ａＩ＋ｂを電圧軸方向にシフトさせた、シフト後電圧−電流特性式Ｖ´＝ａＩ＋ｂ´を求める。
【０２３２】
続いて、定電流放電における推定電圧Ｖｎがバッテリ１３の容量に対して直線的な特性を示すようになる仮想電流値Ｉｓ＝−１０Ａ（アンペア）を、先に求めたシフト後電圧−電流特性式Ｖ´＝ａＩ＋ｂ´に代入して、推定電圧Ｖｎを推定し、この推定電圧Ｖｎに、予め定められた残存電圧降下値ｅ０ を加算して、補正後推定電圧Ｖｎ´を求める。
【０２３３】
ここで、予め定められた残存電圧降下値ｅ０ とは、セルモータやモータジェネレータによりエンジンを始動させるためにバッテリ１３が瞬時的に定負荷放電を行った際に、その定負荷放電中に電流センサ１５や電圧センサ１７により検出されたバッテリ１３の端子電圧Ｖと放電電流Ｉとの相関を基にして、上述のように推定した、定負荷放電状態における推定上の端子電圧Ｖである推定電圧Ｖｎを、予め求めておいたバッテリ１３の開回路電圧ＯＣＶから差し引いた、バッテリ１３の放電終了時における残存分極の影響による残存電圧降下量のことである。
【０２３４】
以上が、充電開始前におけるバッテリ１３の開回路電圧ＯＣＶ（補正後推定電圧Ｖｎ´）を求める具体的な求め方である。
【０２３５】
なお、ここで説明した、充電開始前におけるバッテリ１３の開回路電圧ＯＣＶ（補正後推定電圧Ｖｎ´）を求める処理の内容は、あくまで一例であって、例えば、周期的に測定される放電電流の値に測定周期の時間幅を乗じて求めた単位時間当たりの放電電気量を積算することで、バッテリ１３に充電されている電気量を計算により求め、その求めた電気量に対応するバッテリ１３の開回路電圧ＯＣＶを、ＲＯＭ２３ｃ等に予め格納された対応テーブルから導き出す、電流積算法を用いた処理等、他の内容による処理で充電開始前におけるバッテリ１３の開回路電圧ＯＣＶを求めても一向に構わない。
【０２３６】
以上説明した方法を要約すると、充電効率検出方法は、負荷に電力を供給するバッテリの充電開始から充電終了までの任意の時点について、起電力として該バッテリに流れこんだ総電気量のうち、起電力として前記バッテリに充電される電気量の割合であるリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を検出する。
【０２３７】
そして、この充電効率検出方法によれば、任意の時点におけるバッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）が、バッテリの充電状態の変化に伴うガス化現象の発生を加味して正確に検出されることになる。
【０２３８】
また、充電効率検出方法は、負荷に電力を供給するバッテリの充電開始から充電終了までの任意の時点について、該バッテリに流れこんだ総電気量のうち、起電力として前記バッテリに充電される電気量の割合であるリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を検出するに当たり、バッテリの充電開始時点における内部抵抗値である開始時抵抗値と、該バッテリの充電開始後から充電終了までの任意の時点における内部抵抗値である開始後抵抗値とを、各時点において測定される前記バッテリの端子電圧と充電電流とを用いて各々求め、開始後抵抗値と開始時抵抗値との差分である差分抵抗値を求め、前記バッテリに固有の該バッテリの満充電状態における内部抵抗値である満充電時抵抗値に対する差分抵抗値の割合を求め、満充電時抵抗値に対する差分抵抗値の割合に基づいて、任意の時点における前記バッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を検出する。
【０２３９】
そして、この充電効率検出方法によれば、開始後抵抗値と開始時抵抗値とがいずれも充電時のバッテリの端子電圧とそれに対応する充電電流とにより求められるので、それら両抵抗値の差分である差分抵抗値の満充電時抵抗値に対する割合を求めることで、充電中に測定可能なバッテリの端子電圧とそれに対応する充電電流とを用いて、任意の時点におけるバッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）が、バッテリの充電状態の変化に伴うガス化現象の発生を加味して正確に検出されることになる。
【０２４０】
また、任意の時点における前記バッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の理想値からの低下分を示す値として満充電時抵抗値に対する差分抵抗値の割合を求め、任意の時点におけるバッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を示す値として、満充電時抵抗値に対する差分抵抗値の割合を１から減じた値を求めることで、任意の時点におけるバッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）を検出するようにした。
【０２４１】
また、充電効率検出方法において、満充電時抵抗値に対する、開始後抵抗値と開始時抵抗値との差分抵抗値の割合が、バッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の理想値からの低下分を示す値として求められ、この値を１から減じた値を求めることで、任意の時点におけるバッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）が検出されることになる。
【０２４２】
また、充電効率検出方法において、満充電時抵抗値と開始後抵抗値の差分抵抗値に対する、開始後抵抗値と開始時抵抗値との差分抵抗値の割合が、バッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の理想値からの低下分を示す値として求められ、この値を１から減じた値を求めることで、任意の時点におけるバッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）が検出されることになる。
【０２４３】
さらに、充電効率検出方法によって、バッテリの充電開始時点から充電終了時点に亘って繰り返し連続して検出した前記バッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）に基づいて、充電開始時点から充電終了時点に亘る充電により前記バッテリに蓄積された充電電気量を検出する。
【０２４４】
さらに、この充電効率検出方法によって、バッテリの充電開始時点から充電終了時点に亘って繰り返し連続して検出されたリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）により、バッテリの充電開始時点から充電終了時点に亘る単位時間当たりの、バッテリに流れこんだ総電気量のうち起電力として現実にバッテリに充電、蓄積された電気量が求められ、それらを積算することによって、バッテリの充電開始時点から充電終了時点に亘ってバッテリに実際に充電、蓄積された電気量が、正確に検出されることになる。
【０２４５】
また、充電電気量検出方法において、充電開始時点が、バッテリの電極に不動態膜が形成されていない電極の活性状態からの充電動作の開始時点であり、バッテリの充電電流の経時変化のパターンに基づいて、該バッテリの電極が活性状態にあるか否かを判別し、活性状態においては、充電によりバッテリに蓄積された充電電気量を、バッテリの充電開始時点から充電終了時点に亘って繰り返し連続して検出した該バッテリのリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）に基づいて検出し、活性状態に至る前の、バッテリの電極に不動態膜が形成されている状態における、該不動態膜の充電動作による破壊が進行している電極の過渡期間においては、バッテリの充電電流に、該充電電流による充電時間を乗じて求めた充電電気量を積算することで、過渡期間における充電により前記バッテリに蓄積された充電電気量を検出するようにした。
【０２４６】
また、バッテリの充電の開始前の段階で、バッテリの電極の表面に絶縁性の不動態膜が形成されていると、充電のための電極への通電に伴う不動態膜の破壊によって充電電流の値が、充電のためにバッテリに印加される電圧に見合った本来の値に向けて増加するが、このような電極が活性状態にない期間には、充電電流が低いことからガス化の発生によるリアルタイム充電効率（ＲＣＥ）の低下はないと見倣すことができる。そこで、電極が活性状態にない過渡期間においては、バッテリに充電される電気量が、バッテリの充電電流に該充電電流による充電時間を乗じて、単位時間当たりの充電電気量として周期的に求められる一方、バッテリの電極の表面に不動態膜が形成されていない電極の活性状態では、充電効率検出方法によってバッテリの充電開始時点から充電終了時点に亘って繰り返し連続して検出したバッテリのリアルタイム充電効率に基づいて、バッテリに充電される電気量が検出されることになる。
【０２４７】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【０２４８】
たとえば、上述の実施の形態では、非劣化時のバッテリ１３について予め定められたバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として、満充電時開回路電圧（ＯＣＶｆ）と放電終止開回路電圧（ＯＣＶｅ）との間で充放電可能な総電気量である初期電気量に基づく直線Ｎを利用して、任意の開回路電圧に対応する電気量（充電状態（ＳＯＣ））を推定し、この推定ＳＯＣに劣化度ＳＯＨ２を乗じて任意時点のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）を推定しているが、これに限らず、本発明の他の実施例として、たとえば、非劣化時のバッテリ１３について予め定められたバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて求めた近似式を利用するように構成しても良い。
【０２４９】
以下、この実施例について説明する。ＯＣＶとＳＯＣの関係は、図２９のＯＣＶとＳＯＣの関係の実測例に示すように、実際には、充電状態ＳＯＣ（％）が２０〜３０％を超えるＳＯＣ領域では直線的関係を保っているが、２０〜３０％以下の低ＳＯＣ領域では実測されるＯＣＶが低下し、直線的な関係が崩れている。
【０２５０】
上述の実施の形態では、充放電が行われると、直線Ｎに基づいてＯＣＶｏからＳＯＣｏを求めた後、求めたＳＯＣｏに充放電電流の時間積の積算が行われて、充放電後のＳＯＣｎが算出される。しかし、図３０に示すように、充電時に、低ＳＯＣの状態から充電電流の積算を実施して充電後のＳＯＣを算出した場合、充電が進行して充電後のＳＯＣが２０〜３０％を超えるＳＯＣ領域になると、充電電流の積算に基づくＯＣＶ対ＳＯＣ特性（図中、矢印で示す直線）上にある算出されたＳＯＣに対応するＯＣＶと、実測によるＯＣＶとＳＯＣの関係におけるＯＣＶとの誤差が大きくなるという問題が発生する。
【０２５１】
そこで、ＣＰＵ２３ａは、図３１に示すフローチャートにより、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として近似直線を求める処理を行う。
【０２５２】
図３１のフローチャートにおいて、まず、バッテリ１３に関して所定値（たとえば、３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータのみを収集し（ステップＳ１１）、次いで、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータに基づき最小二乗法を使用して、ＯＣＶに対するＳＯＣの近似直線を算出する（ステップＳ１２）。上述の所定値は、実測ＯＣＶとこの実測ＯＣＶに対応するＳＯＣの関係が、図２９に示すように非直線になるポイントに設定される。なお、この近似直線を求めるタイミングは、バッテリ１３の充電状態推定装置および開回路電圧推定装置の設計時であり、算出された近似直線は、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を示す近似式としてＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリに書き込まれ、記憶される（ステップＳ１３）。図３４は、上述のようにして算出された近似直線を示す。
【０２５３】
また、ＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリには、上述の所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶの値（ＯＣＶｔｈとする）も記憶される。
【０２５４】
次に、車載用バッテリ管理装置１におけるバッテリ１３の電気量（充電状態（ＳＯＣ））を推定する方法について、図３２に示すフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ２３ａは、図３１のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの充電状態ＳＯＣを推定する処理を図３２のフローチャートに基づいて実行する。
【０２５５】
図３２のフローチャートにおいて、ＣＰＵ２３ａはイグニッションスイッチのオンによって動作を開始し、まず、充放電前の開回路電圧（ＯＣＶｏ）及び電気量（ＳＯＣｏ）を求める（ステップＳ２１）。
【０２５６】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、電流センサ１５からの検出出力に基づき、充放電時の電流積算値の算出を行う（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の計算は、電流センサ１５による充放電電流の測定を所定のサンプリング周期によって計測する毎に行われ、次いで充放電が終了したか否かを判定し（ステップＳ２３）、充放電が終了するまで繰り返される。
【０２５７】
充放電が終了すると（ステップＳ２３のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、充放電前のＳＯＣに電流積算値を加減算して充放電後のＳＯＣを算出する（ステップＳ２４）。これは、上述の式（６）及び（７）によって計算することができる。
【０２５８】
次いでＣＰＵ２３ａは、充放電終了後の開回路電圧（ＯＣＶｍ）を測定する（ステップ２５）。次いで、ＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）が、近似直線における所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶ（ＯＣＶｔｈ）を超えているか否か、すなわち、（ＯＣＶｍ＞ＯＣＶｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ２６）。
【０２５９】
測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈを超えていれば（ステップＳ２６のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）をＲＯＭ２３ｃから読み出された近似直線に代入し、代入されたＯＣＶｍに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定し（ステップＳ２７）、次いで処理を終了する。
【０２６０】
一方、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈ以下（すなわち、（ＯＣＶｍ≦ＯＣＶｔｈ））であれば（ステップＳ２６のＮ）、次いでＣＰＵ２３ａは、ステップＳ２４で算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定し（ステップＳ２８）、次いで処理を終了する。
【０２６１】
次に、車載用バッテリ管理装置１におけるバッテリ１３の開回路電圧を推定する方法について、図３３に示すフローチャートを参照して説明する。図３３は、図３１のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの開回路電圧を推定する処理を行うフローチャートである。図３３の処理も、ＣＰＵ２３ａにおいて行われる。
【０２６２】
図３３のフローチャートにおいて、ＣＰＵ２３ａはイグニッションスイッチのオンによって動作を開始し、まず、充放電前の開回路電圧（ＯＣＶｏ）及び電気量（ＳＯＣｏ）を求める（ステップＳ３１）。
【０２６３】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、電流センサ１５からの検出出力に基づき、充放電時の電流積算値の算出を行う（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の計算は、電流センサ１５による充放電電流の測定を所定のサンプリング周期によって計測する毎に行われ、次いで充放電が終了したか否かを判定し（ステップＳ３３）、充放電が終了するまで繰り返される。
【０２６４】
充放電が終了すると（ステップＳ３３のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、充放電前のＳＯＣに電流積算値を加減算して充放電後のＳＯＣを算出する（ステップＳ３４）。これは、上記の式（６）及び（７）によって計算することができる。
【０２６５】
次いでＣＰＵ２３ａは、充放電終了後の開回路電圧（ＯＣＶｍ）を測定する（ステップＳ３５）。
【０２６６】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）が、近似直線における所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶ（ＯＣＶｔｈ）を超えているか否か、すなわち、（ＯＣＶｍ＞ＯＣＶｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ３６）。
【０２６７】
測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈを超えていれば（ステップＳ３６のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）を充放電後のバッテリ１３の開回路電圧として推定し（ステップＳ３７）、次いで処理を終了する。
【０２６８】
一方、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈ以下（すなわち、（ＯＣＶｍ≦ＯＣＶｔｈ））であれば（ステップＳ３６のＮ）、次いでＣＰＵ２３ａは、ステップＳ２４で算出された充放電後のＳＯＣをＲＯＭ２３ｃから読み出された近似直線に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリ１３の開回路電圧として推定し（ステップＳ３８）、次いで処理を終了する。
【０２６９】
このように、充放電が行われた際、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として、所定値（３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により近似直線が求められ、求められた近似直線を表す近似式を利用して、充放電後の充電状態ＳＯＣおよび開回路電圧が推定される。すなわち、ＯＣＶを実測したとき、この実測ＯＣＶがＯＣＶｔｈを超えていれば、近似直線に実測ＯＣＶを代入して、実測ＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定するが、実測ＯＣＶがＯＣＶｔｈ以下の場合、すなわち、図３４の点線で示されるように実測ＯＣＶとＳＯＣの関係が非直線になる領域にある場合には、実測ＯＣＶは無視され、ＳＯＣの換算には利用されない。そして、電流積算によって求めた充放電後のＳＯＣが近似直線に代入され、代入されたＳＯＣが充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）としてＲＡＭ２３ｂに記憶され、また代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶが推定ＯＣＶとしてＲＡＭ２３ｂに記憶される。
【０２７０】
したがって、上述した充電状態推定方法及びその装置により、ＯＣＶとＳＯＣの関係が非直線になる領域においても、従来のような誤差を生じることなく、ＳＯＣを高精度に推定することができる。
【０２７１】
ＳＯＣとＯＣＶの関係に基づいてバッテリ１３の劣化状態等を把握するときには、上述した開回路電圧推定方法及びその装置により求められる推定ＯＣＶを利用することによって、劣化度等の評価に誤りがなくなる。
【０２７２】
また、理論クーロン量（非劣化時の満容量）を推定する場合の放電終止ＯＣＶの設定値は、上述の近似直線によって得られたＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを利用することができ、ＡＤＣ推定に利用する理論クーロン量計算は、上述の放電終止ＯＣＶの設定値を利用することにより、ＡＤＣの推定を、ＳＯＣの全領域にわたって高精度に行うことができる。
【０２７３】
なお、ＳＯＣの所定値を３０％としているが、この所定値は、これに限らず、たとえば２０％等の他の適宜な値に設定することができる。
【０２７４】
また、上述の説明では、所定値（たとえば、３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータのみを収集し、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータにより算出された近似直線を表す近似式を用いているが、これに代えて、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータにより算出された近似曲線であって、上述の近似直線に近いがわずかな曲がりを有する近似曲線を表す近似式を用いても良い。
【０２７５】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧を推定または実測することによって、不活性劣化を考慮してバッテリの充電状態をより正確に推定できる。
【０２７６】
請求項２記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【０２７７】
請求項３記載の発明によれば、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって放電終止開回路電圧を設定するので、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【０２７８】
請求項４記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【０２７９】
請求項５記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【０２８０】
請求項６記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量の増減を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【０２８１】
請求項７記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの満充電時開回路電圧の変化と、開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、開回路電圧に対応する電気量に基づき不活性劣化による劣化度を加味した上でバッテリの充電状態を推定することができる。
【０２８２】
請求項８記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量を実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【０２８３】
請求項９記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量を実測することによって、不活性劣化を考慮してバッテリの開回路電圧をより正確に推定できる。
【０２８４】
請求項１０記載の発明によれば、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって放電終止開回路電圧を設定するので、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【０２８５】
請求項１１記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【０２８６】
請求項１２記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【０２８７】
請求項１３記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの電気量の増減を推定あるいは実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【０２８８】
請求項１４記載の発明によれば、バッテリに活物質の不活性劣化が生じていても、バッテリの満充電時開回路電圧の変化と、開回路電圧の増減を推定あるいは実測することによって、電気量に対応する開回路電圧に基づき不活性劣化による劣化度による補正を行った上でバッテリの開回路電圧を推定することができる。
【０２８９】
請求項１５記載の発明によれば、算出した劣化度は、任意時点のバッテリにおける充放電可能な総電気量と、非劣化時のバッテリの充放電可能な総電気量との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができるようになる。
【０２９０】
請求項１６記載の発明によれば、算出した劣化度は、任意時点でのバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量と、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができるようになる。
【０２９１】
請求項１７記載の発明によれば、算出した劣化度は、任意時点でのバッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量と、非劣化時のバッテリについて予め定められた満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量である初期電気量との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができ、バッテリの状態をより正確に把握するために利用することができるバッテリの劣化度を算出できる。
【０２９２】
請求項１８記載の発明によれば、放電によって減少する電気量を放電電流を測定することによって把握し、非劣化時のバッテリに対する任意時点のバッテリの任意の電気量の減少に伴う開回路電圧の減少の割合を求めて劣化度を算出することができる。
【０２９３】
請求項１９記載の発明によれば、充電によって増加する電気量をリアルタイム充電効率を考慮してより正確に測定することによって把握し、非劣化時のバッテリに対する任意時点のバッテリの任意の電気量の増加に伴う開回路電圧の増加の割合をより正確に求めて劣化度を算出することができる。
【０２９４】
請求項２０記載の発明によれば、充放電前後の開回路電圧をバッテリ端子電圧から推定または実測するとともに、充放電後の電気量に基づいて算出することによって、両者の関係から簡単に劣化度を算出することができる。
【０２９５】
請求項２１記載の発明によれば、算出した劣化度は、任意時点のバッテリにおける電気量の増減と、非劣化時のバッテリにおける電気量の増減との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、充放電前後の開回路電圧をバッテリ端子電圧から推定または実測し、この開回路電圧の増減に対応する非劣化時及び任意時点のバッテリにおける電気量の増減を算出するとともに実測することによって、両者の関係から簡単に劣化度を算出することができ、これを利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、開回路電圧を推定することができるようになる。
【０２９６】
請求項２２記載の発明によれば、算出した劣化度は、非劣化時及び任意時点のバッテリにおける、満充電時開回路電圧の変化と開回路電圧の増減の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、満充電時の開回路電圧を推定または実測し、任意の電気量の増減に対応する非劣化時及び任意時点のバッテリにおける開回路電圧の増減を算出するとともに実測することによって、両者の関係から簡単に劣化度を算出することができ、これを利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、開回路電圧を推定することができるようになる。
【０２９７】
請求項２３記載の発明によれば、算出した劣化度は、任意時点での開回路電圧の増減と、非劣化時のバッテリにおける開回路電圧の増減との関係の変化、すなわち、バッテリの活物質の不活性劣化を反映したものとなり、この算出した劣化度を利用することによって、任意時点の電気量である充電状態、および開回路電圧をより精度良く推定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る劣化度算出装置の基本構成図を示す。
【図２】本発明の車載バッテリの充電状態推定方法を実施する充電状態推定装置と、開回路電圧推定方法を実施する開回路電圧推定装置と、充電状態及び開回路電圧をより精度良く推定するために使用する劣化度を算出する方法を実施する劣化度算出装置をそれぞれ組み込んでなる本発明の一実施形態に係る車載バッテリ管理装置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図である。
【図３】活物質の劣化モード１を説明する図であり、（Ａ）は設計時と劣化時の活物質の利用範囲を説明する図、（Ｂ）はＳＯＣに対するＯＣＶ特性を示す図である。
【図４】活物質の劣化モード２におけるＳＯＣに対するＯＣＶ特性を示す図である。
【図５】活物質の劣化モード３におけるＳＯＣに対するＯＣＶ特性を示す図である。
【図６】活物質の劣化モード４におけるＳＯＣに対するＯＣＶ特性を示す図である。
【図７】活物質の劣化モード１〜４の全てが発生した場合のＳＯＣに対するＯＣＶ特性の一例を示す図である。
【図８】放電時に劣化度（ＳＯＨ２）における傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出する方法を説明するためのグラフである。
【図９】充電時に劣化度（ＳＯＨ２）における傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出する方法を説明するためのグラフである。
【図１０】放電時に劣化度（ＳＯＨ２）における傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出する他の方法を説明するためのグラフである。
【図１１】充電時に劣化度（ＳＯＨ２）における傾きの割合（Ｋ１／Ｋ２）を算出する他の方法を説明するためのグラフである。
【図１２】図２のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納された制御プログラムに従いＣＰＵが行う処理を示すフローチャートである。
【図１３】充電の終了後のバッテリの開放電圧の変化を示すグラフである。
【図１４】開回路電圧推定方法を説明するために使用する一グラフである。
【図１５】開回路電圧推定方法を説明するために使用する他のグラフである。
【図１６】方法の成立性を具体的に例示するためのグラフである。
【図１７】他の開回路電圧推定方法を説明するために使用するグラフである。
【図１８】充電時間と充電電流との関係を示すグラフである。
【図１９】充電開始時点におけるバッテリの等価回路である。
【図２０】充電開始後におけるバッテリの等価回路である。
【図２１】図２の車載用バッテリ充電電気量検出装置を用いて充電電気量を検出するバッテリにおいて発生する充放電電流の経時変化を示すグラフである。
【図２２】１次近似式で表したバッテリの電圧−電流特性の一例を示すグラフである。
【図２３】２次近似式で表したバッテリの電圧−電流特性の一例を示すグラフである。
【図２４】電流に対する分極の変化の一例を示すグラフである。
【図２５】１回の放電によって得られる２つの２次近似曲線式で表される近似特性曲線の一例を示すグラフである。
【図２６】２つの近似特性曲線上への２つの任意の点の定め方を説明するためのグラフである。
【図２７】一方の近似特性曲線に定めた点に対する想定点の定め方と２点間の傾斜の補正の仕方とを説明するためのグラフである。
【図２８】他方の近似特性曲線に定めた点に対する想定点の定め方と２点間の傾斜の補正の仕方とを説明するためのグラフである。
【図２９】ＯＣＶとＳＯＣの関係の実測例を示すグラフである。
【図３０】従来の充電状態推定時の誤差の発生を説明するグラフである。
【図３１】予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として近似直線を求めるフローチャートである。
【図３２】図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの充電状態ＳＯＣを推定する処理を行うフローチャートである。
【図３３】図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの開回路電圧を推定する処理を行うフローチャートである。
【図３４】予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として求められた近似直線を示すグラフである。
【図３５】劣化によるＳＯＣ対ＯＣＶ特性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２３ａ ＣＰＵ
２３ａ−２１ 電気量増減算出手段（ＣＰＵ）
２３ａ−２２ 開回路電圧増減算出手段（ＣＰＵ）
２３ａ−２３ 開回路電圧増減推定／実測手段（ＣＰＵ）
２３ａ−２４ 劣化度算定手段（ＣＰＵ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for estimating a state of charge of a battery mounted on a vehicle and an open circuit voltage estimating method for supplying power to a load mounted on the vehicle, and a method and apparatus for calculating a degree of deterioration.
[0002]
[Prior art]
In general, in an in-vehicle battery, for a non-deteriorated battery, an open circuit voltage at full charge, a discharge end open circuit voltage, and an initial amount of electricity that can be discharged from a full charge open circuit voltage to a discharge end open circuit voltage are predetermined. Based on the full charge open circuit voltage, the discharge end open circuit voltage, and the initial amount of electricity, it is possible to estimate the charge state corresponding to an arbitrary open circuit voltage or the open circuit voltage corresponding to the charge state. It has become.
[0003]
The battery has an equivalent circuit represented by a series circuit of electromotive force E0 and internal impedance R0. One of the parameters for grasping the state is that the battery can be discharged from a fully charged open circuit voltage to a discharge end open circuit voltage. As an initial amount of electricity, there is a charge capacity SOC (State of Charge) indicating a state of charge. The state of charge SOC is expressed as%, which is a relative capacity, or Ah, which is an absolute capacity, with the Ah value in a fully charged state being 100%. The state of charge SOC is an open voltage of a battery terminal in a state of equilibrium in a proportional relationship with the specific gravity of the electrolyte, that is, a battery terminal in a state in which polarization generated in the battery due to charging and discharging is eliminated. An open circuit voltage (OCV) equal to E0 is obtained by actual measurement or estimation, and can be estimated based on the obtained OCV.
[0004]
When SOC is expressed in%, as shown in FIG. 35 showing the relationship between SOC and OCV, SOC (Ah) at the time of design is a relationship from a full charge open circuit voltage to a discharge end open circuit voltage, that is, SOC (%). It is always equal to the Ah conversion value.
[0005]
By the way, for each battery, a reference internal resistance value that changes according to the state of charge is clarified as the internal impedance. This reference internal resistance value is used to determine whether the terminal voltage appearing at the battery terminal becomes equal to or less than the discharge termination open circuit voltage value when a predetermined value is discharged. It is used to perform control such as stopping discharging and switching to charging when the power level has decreased.
[0006]
However, when the battery is deteriorated, a phenomenon occurs in which the internal impedance becomes larger than the reference internal resistance value. Then, as the voltage drop in the battery at the time of discharging increases, the terminal voltage of the battery decreases, and when a predetermined value is discharged, a necessary battery terminal voltage may not be obtained. Then, even if the battery is used even if it has sufficient capacity, when the engine is stopped and then restarted, the engine may not be able to be started.
[0007]
That is, it is known that the dischargeable capacity (ADC) at which the battery can be discharged decreases due to the increase in the internal impedance due to the deterioration. Therefore, the dischargeable capacity is corrected by grasping the increase in the internal impedance due to the deterioration. Is thought to be.
[Problems to be solved by the invention]
[0008]
However, as described above, even if the dischargeable capacity is corrected by grasping the increase in the internal impedance due to the deterioration, the required battery terminal voltage cannot be obtained when the predetermined value is discharged, and the engine A situation may occur in which the engine cannot be started.
[0009]
Conventionally, it has been understood that the increase in the internal impedance due to the deterioration has not been accurately grasped, and this inaccuracy has been dealt with by increasing the margin (margin). However, if this margin is increased, it becomes an obstacle in sufficiently extracting the capacity of the battery. For example, in a hybrid vehicle, it is necessary to switch the battery to the charging side early, and as a result, the fuel efficiency of the vehicle decreases. Will be.
[0010]
In addition, as the deterioration of the battery, not only the increase in the internal impedance described above, but also the deactivation of the active material such as a decrease in the electrolyte and a lack of the electrode constituent material (lead thin plate in the case of a lead battery) occurs. It is known to
[0011]
In the case of the inactive deterioration, as shown in FIG. 35, the relationship between the SOC and the OCV becomes different from that of the non-deteriorated one in which no inactive deterioration occurs, and the amount of electricity corresponding to the fully charged open circuit voltage decreases. . On the other hand, when the internal impedance of the battery is deteriorated, the relationship between the SOC and the OCV remains unchanged. When the OCV of the battery in which the inactive deterioration has occurred is converted into the Ah value in the same manner as the battery without the inactive deterioration, the OCV becomes higher than the actual Ah value.
[0012]
Thus, if the Ah value is higher than the actual Ah value and the Ah value is not accurately grasped, the OCV is accurately calculated based on the SOC that changes every moment by integrating the charge / discharge current during use of the battery. Even if the battery is used because it has sufficient capacity, the engine may not be able to be started when the engine is stopped and then restarted.
[0013]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method of estimating the state of charge of a battery, which can more accurately estimate the state of charge of the battery in consideration of the inactivity degradation in view of the above situation.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a method for estimating an open circuit voltage of a battery, which can more accurately estimate an open circuit voltage of the battery in consideration of inactivity degradation in view of the above situation.
[0015]
Still another object of the present invention is to provide a battery deterioration degree calculation method and apparatus that can calculate a battery deterioration degree that can be used to more accurately grasp the state of a battery in view of the above situation. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0017]
According to the first aspect of the present invention, the ratio of the total amount of chargeable / dischargeable battery to the initial amount of electricity at any time is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration is calculated for the non-degraded battery. Since the state of charge of the battery at any time is estimated by multiplying the amount of electricity corresponding to an arbitrary open circuit voltage estimated based on the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable / dischargeable electricity, the battery has an inactive deterioration of the active material. Even when the battery voltage is generated, by estimating or actually measuring the open circuit voltage of the battery, the state of charge of the battery can be estimated based on the amount of electricity corresponding to the open circuit voltage, taking into account the degree of deterioration due to inactive deterioration. .
[0018]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
[0019]
According to the second aspect of the present invention, the ratio of the total amount of electricity to the initial amount of electricity at an arbitrary time point is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration is determined for a non-degraded battery at a predetermined full charge. Estimate the state of charge of the battery at any time by multiplying the quantity of electricity corresponding to the open circuit voltage estimated based on the initial quantity of electricity that is the total quantity of electricity that can be charged and discharged between the open circuit voltage and the discharge termination open circuit voltage Therefore, even if the active material in the battery is degraded, the open circuit voltage of the battery is estimated or measured to take into account the degree of degradation due to the inactive degradation based on the amount of electricity corresponding to the open circuit voltage. Then, the state of charge of the battery can be estimated.
[0020]
The invention according to
[0021]
According to the third aspect of the present invention, the open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at end of discharge of the battery at the time of non-deterioration are SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region. Is set based on the relationship between the open circuit voltage of the battery and the SOC, which is set in advance as an approximate expression obtained by using the following equation. If the value exceeds the open circuit voltage corresponding to the SOC, the arbitrary open circuit voltage is substituted into the approximate expression, and the SOC is estimated as the SOC corresponding to the substituted open circuit voltage. When the approximate value is equal to or less than the open circuit voltage corresponding to the predetermined value SOC, the SOC is estimated as the SOC calculated by adding or subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before the start of charging / discharging. Also, the SOC can be estimated with high accuracy. Further, since the discharge end open circuit voltage is set by the approximate expression, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, which is made to solve the above-mentioned problem, the relationship between the preset open circuit voltage of the battery and the SOC is such that the SOC data of the area exceeding the predetermined value SOC and the SOC data of the area are determined. The battery state-of-charge estimating method according to
[0023]
According to the fourth aspect of the present invention, the relationship between the preset open circuit voltage of the battery and the SOC is determined by using the SOC data of the region exceeding the predetermined value SOC and the OCV data corresponding to the SOC of the region. Since it is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by the multiplication method, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and SOC data in the non-linear region.
[0024]
The invention according to
[0025]
According to the fifth aspect of the present invention, the open-circuit voltage corresponding to the increase or decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration is actually generated in the battery at an arbitrary point in time corresponding to the increase or decrease of the arbitrary amount of electricity. Is calculated as the degree of deterioration of the open-circuit voltage at which the battery is not deteriorated. The rate of increase or decrease in the open circuit voltage corresponding to the increase or decrease in the amount was calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration was estimated based on the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable / dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. Since the state of charge of the battery at any time is estimated by multiplying the quantity of electricity corresponding to the arbitrary open-circuit voltage, the open-circuit voltage of the battery is increased even if the active material of the battery is deactivated. The by estimating or actually measured, it is possible to estimate the state of charge of the battery upon adding the deterioration degree of the inert deterioration based on the amount of electricity corresponding to the open circuit voltage.
[0026]
The invention according to
[0027]
According to the invention as set forth in
[0028]
The invention according to
[0029]
According to the seventh aspect of the present invention, the difference between the open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at discharge end of the battery at the time of non-deterioration with respect to the difference between the open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at discharge end is determined. The ratio and the increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration, and the increase / decrease of the open circuit voltage actually occurring in the battery at an arbitrary point in time corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity The value obtained by multiplying by the ratio is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration corresponds to an arbitrary open circuit voltage estimated based on the initial amount of electricity, which is the total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. The battery state of charge at a given point in time is estimated by multiplying the amount of electricity to be charged. Push Or by actual measurement, it is possible to estimate the state of charge of the battery upon adding the deterioration degree of the inert deterioration based on the amount of electricity corresponding to the open circuit voltage.
[0030]
The invention according to claim 8 made according to the present invention to solve the above-described problem corresponds to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable / dischargeable electricity in the battery when not deteriorated. In the method for estimating the open circuit voltage of the battery, the ratio of the total chargeable and dischargeable amount of the battery to the initial charge at any time is calculated as the degree of deterioration, and the arbitrary charge is calculated. And a method of estimating the open circuit voltage of the battery at an arbitrary point in time by correcting the open circuit voltage estimated in accordance with the above-mentioned degree of deterioration.
[0031]
According to the invention described in claim 8, the ratio of the total chargeable and dischargeable amount of the battery to the initial amount of electricity at an arbitrary point in time is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration is used to determine the degree of non-deterioration. Since the open circuit voltage of the battery at any time is estimated by correcting the open circuit voltage corresponding to the arbitrary amount of electricity estimated based on the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery, the active material is added to the battery. Even if the inactive degradation of the battery occurs, the battery's open circuit voltage is estimated by actually measuring the battery's electric charge and correcting based on the degree of deterioration due to the inactive deterioration based on the open circuit voltage corresponding to the electric charge. can do.
[0032]
According to a ninth aspect of the present invention, a battery capable of charging and discharging between a predetermined full-charge open circuit voltage and a predetermined discharge end open circuit voltage for a non-degraded battery is provided. In the battery state-of-charge estimating method for estimating an open-circuit voltage corresponding to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity being an amount of electricity, the open-circuit voltage and discharge of the battery when fully charged at an arbitrary time The ratio of the total amount of electricity that can be charged / discharged to the final open circuit voltage to the initial amount of electricity is calculated as the degree of deterioration, and the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity is corrected by the degree of deterioration. And estimating the open circuit voltage of the battery at an arbitrary point in time.
[0033]
According to the ninth aspect of the present invention, the non-deteriorated battery has a total amount of electricity that can be charged and discharged between the full-charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at any time. The ratio of the total amount of electricity that can be charged and discharged between the full-charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage to the initial amount of electricity is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration is used to calculate the initial amount of electricity. The open-circuit voltage of the battery at any time is estimated by correcting the open-circuit voltage corresponding to the arbitrary amount of electric power estimated based on the battery. By performing the actual measurement, it is possible to estimate the open circuit voltage of the battery after performing correction based on the degree of deterioration due to inactive deterioration based on the open circuit voltage corresponding to the amount of electricity.
[0034]
The invention according to claim 10 made by the present invention to solve the above-mentioned problem is characterized in that the full charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at the time of non-deterioration are set to the SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC. The open circuit voltage corresponding to the arbitrary amount of electricity is set based on the relationship between the open circuit voltage of the battery and the SOC, which is set in advance as an approximate expression obtained using the OCV data corresponding to the SOC in the region, If the open circuit voltage corresponding to the predetermined value SOC in the approximate expression is exceeded, it is estimated as an open circuit voltage measured after charging and discharging, and the open circuit voltage corresponding to the predetermined value SOC in the approximate expression is measured. If the voltage is equal to or less than the voltage, the SOC calculated by adding / subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before charging / discharging is substituted into the approximate expression, and the open circuit corresponding to the substituted SOC is substituted. Lies in the open circuit voltage estimating method of battery of
[0035]
According to the tenth aspect of the present invention, the full charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at the time of non-deterioration are determined by using SOC data in an area exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. The open circuit voltage corresponding to an arbitrary quantity of electricity is set based on the relationship between the open circuit voltage of the battery and the SOC which is set in advance as an approximate expression obtained using the open circuit voltage corresponding to the SOC of a predetermined value in the approximate expression. If the voltage exceeds the voltage, it is estimated as an open circuit voltage measured after charging / discharging. If the voltage is equal to or less than the open circuit voltage corresponding to the SOC of a predetermined value in the approximate expression, the charging / discharging current is added to the SOC before charging / discharging. Is added to or subtracted from the approximate expression, and the SOC is estimated as an open circuit voltage corresponding to the assigned SOC. Therefore, the SOC is estimated with high accuracy even at a low SOC. Door can be. Further, since the discharge end open circuit voltage is set by the approximate expression, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC.
[0036]
According to an eleventh aspect of the present invention to solve the above-described problem, the relationship between the preset open circuit voltage of the battery and the SOC is such that the SOC data of the region exceeding the predetermined value SOC and the SOC data of the region are determined. An open-circuit voltage estimating method for a battery according to
[0037]
According to the eleventh aspect, the relationship between the preset open circuit voltage of the battery and the SOC is determined by using the SOC data of the region exceeding the predetermined value SOC and the OCV data corresponding to the SOC of the region. Since it is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by the multiplication method, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and SOC data in the non-linear region.
[0038]
The invention according to claim 12 made according to the present invention to solve the above-described problem corresponds to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. In the method of estimating the open circuit voltage of the battery, the open circuit voltage of the battery at the time of non-deterioration is increased or decreased by the open circuit voltage corresponding to the increase or decrease of the arbitrary amount of electricity. The percentage of the increase or decrease in the open circuit voltage actually generated in the battery at any time is calculated as the degree of deterioration, and the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity is corrected based on the degree of deterioration and the battery at any time is corrected. And a method for estimating the open circuit voltage of the battery.
[0039]
According to the twelfth aspect of the invention, the increase or decrease in the open circuit voltage corresponding to an increase or decrease in an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration is actually generated in the battery at an arbitrary point in time in response to an increase or decrease in an arbitrary amount of electricity. The rate of increase or decrease of the open circuit voltage to be calculated is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration is used to calculate an arbitrary amount of electricity estimated based on the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable / dischargeable battery in the non-degraded state. Since the corresponding open-circuit voltage is corrected to estimate the open-circuit voltage of the battery at any time, even if the battery has inactive degradation of the active material, it is possible to estimate or measure the increase or decrease in the open-circuit voltage of the battery. In addition, the correction of the degree of deterioration due to inactive deterioration is performed based on the open circuit voltage corresponding to the amount of electricity, and the open circuit voltage of the battery can be estimated.
[0040]
The invention according to claim 13 made according to the present invention to solve the above-mentioned problem corresponds to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. The method for estimating an open circuit voltage of a battery for estimating an open circuit voltage to be performed corresponds to an increase or decrease of the arbitrary open circuit voltage with respect to an increase or decrease of an electric quantity corresponding to an increase or decrease of an arbitrary open circuit voltage in the non-degraded battery. Calculating the rate of increase or decrease in the amount of electricity actually generated in the battery at any time as the degree of deterioration, and correcting the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity with the degree of deterioration to obtain the battery at any time. And a method for estimating the open circuit voltage of the battery.
[0041]
According to the thirteenth aspect of the present invention, in response to an increase or decrease in the amount of electricity corresponding to an increase or decrease in an arbitrary open circuit voltage of the battery at the time of non-deterioration, the battery at an arbitrary point in time corresponds to an increase or decrease in an arbitrary open circuit voltage. The rate of increase or decrease in the amount of generated electricity is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration is used to calculate an arbitrary amount of electricity estimated based on the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable / dischargeable battery in the non-degraded state. Since the corresponding open-circuit voltage is corrected to estimate the open-circuit voltage of the battery at any time, even if the inactive deterioration of the active material occurs in the battery, by estimating or measuring the increase or decrease in the amount of electricity in the battery, It is possible to estimate the open circuit voltage of the battery after performing correction based on the degree of deterioration due to inactive deterioration based on the open circuit voltage corresponding to the amount of electricity.
[0042]
The invention according to claim 14 made according to the present invention to solve the above-mentioned problem corresponds to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. The battery open circuit voltage estimating method for estimating an open circuit voltage to be performed, comprising: a full charge open circuit of the battery at an arbitrary time with respect to a difference between a full charge open circuit voltage and a discharge termination open circuit voltage of the non-degraded battery. The ratio of the difference between the voltage and the discharge end voltage, and the increase or decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase or decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration. A value obtained by multiplying the percentage of the increase or decrease in the open circuit voltage actually generated in the battery is calculated as the degree of deterioration, and the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity is calculated as the deterioration. It consists in open circuit voltage estimation method of the battery and estimating an open circuit voltage of any time the battery is corrected by degrees.
[0043]
According to the invention as set forth in claim 14, the difference between the open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at end of discharge of the battery at the non-degraded state with respect to the difference between the open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at end of discharge. The ratio and the increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration, and the increase / decrease of the open circuit voltage actually occurring in the battery at an arbitrary point in time corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity A value multiplied by the ratio is calculated as the degree of deterioration, and the calculated degree of deterioration corresponds to an arbitrary amount of electricity estimated based on the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable / dischargeable battery in the non-degraded state. Since the open circuit voltage of the battery is estimated at an arbitrary point by correcting the open circuit voltage based on the degree of deterioration, the change of the open circuit voltage when the battery is fully charged even if the active material is inactively degraded. When, by estimating or measuring the increase or decrease of the open circuit voltage, it is possible to estimate the open circuit voltage of the battery due to deterioration degree of the inert deterioration based on the open circuit voltage corresponding to the amount of electricity after performing correction.
[0044]
The invention according to claim 15 made by the present invention to solve the above-mentioned problem is the total chargeable / dischargeable amount of the battery at the time of non-deterioration. Calculate the ratio to the initial amount of electricity as the degree of deterioration
The present invention also provides a method for calculating the degree of deterioration of a battery.
[0045]
According to the invention described in
[0046]
The invention according to claim 16 made according to the present invention to solve the above-described problem, the total amount of electricity that can be charged and discharged between the full-charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at any time, The ratio of the total amount of electricity that can be charged / discharged between the predetermined open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at end of discharge for the battery at the time of non-deterioration is calculated as the degree of deterioration. The method for calculating the degree of deterioration of the battery is as follows.
[0047]
According to the invention described in claim 16, the total amount of electricity that can be charged and discharged between the open circuit voltage at the time of full charge and the open circuit voltage at the end of discharge at an arbitrary point in time is predetermined for the battery at the time of non-deterioration. Since the ratio of the total amount of electricity that can be charged and discharged between the open circuit voltage at full charge and the discharge end open circuit voltage to the initial amount of electricity is calculated as the degree of deterioration, the calculated degree of deterioration is The total amount of electricity that can be charged and discharged between the full-charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery, and the full-charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage that are predetermined for the non-degraded battery The change in the relationship with the initial amount of electricity, which is the total amount of electricity that can be charged and discharged, that is, reflects the inactive deterioration of the active material of the battery, and by using the calculated degree of deterioration, Charged amount of electricity at the time , And it becomes an open circuit voltage as more can be accurately estimated.
[0048]
The invention according to claim 17 made according to the present invention to solve the above-described problem corresponds to an increase or decrease in the open circuit voltage corresponding to an increase or decrease in an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration. And calculating a rate of deterioration of the open circuit voltage actually generated in the battery at an arbitrary time as the degree of deterioration.
[0049]
According to the seventeenth aspect of the invention, an increase or decrease in the open circuit voltage corresponding to an increase or decrease in an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration is actually generated in the battery at an arbitrary point in time in response to an increase or decrease in an arbitrary amount of electricity. Is calculated as the degree of deterioration with respect to the increase / decrease of the open circuit voltage, so that the calculated degree of deterioration can be charged / discharged between the full-charge open circuit voltage and the discharge termination open circuit voltage of the battery at any time. Changes in the relationship between the total amount of electricity and the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable / dischargeable battery between the fully charged open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage predetermined for the non-degraded battery, that is, This reflects the inactive deterioration of the active material of the battery, and by using the calculated degree of deterioration, it is possible to more accurately estimate the state of charge, which is the amount of electricity at any time, and the open circuit voltage. To become.
[0050]
The invention according to claim 18 made by the present invention in order to solve the above-mentioned problem is to measure the decrease in the arbitrary amount of electricity intermittently by measuring a discharge current flowing along with discharge, and a time product of the measured discharge current. 18. The battery deterioration degree calculation method according to
[0051]
According to the eighteenth aspect of the invention, in addition to the function of the seventeenth aspect, a decrease in an arbitrary amount of electricity is measured intermittently by measuring a discharge current flowing along with the discharge, and the time of the measured discharge current is measured. Since the product is obtained by integrating the product, the amount of electricity that decreases due to the discharge is grasped by measuring the discharge current, and the open circuit voltage associated with the decrease in the amount of the battery at any time with respect to the battery at the time of non-deterioration The degree of deterioration can be calculated by calculating the rate of decrease in
[0052]
The invention according to claim 19, which has been made by the present invention to solve the above problem, is to measure the increase in the arbitrary amount of electricity intermittently by measuring a charging current flowing with charging, and calculating a time product of the measured charging current. And multiplying the result by the real-time charging efficiency and integrating the results to obtain the degree of deterioration of the battery.
[0053]
According to the twentieth aspect, in addition to the operation of the seventeenth aspect, an increase in an arbitrary amount of electricity is measured intermittently by a charging current flowing with charging, and the time of the measured charging current is measured. The product is multiplied by the real-time charging efficiency and integrated, so that the amount of electricity that increases due to charging can be grasped by measuring it more accurately in consideration of the real-time charging efficiency. Deterioration can be calculated by more accurately obtaining the rate of increase in open circuit voltage with an increase in the amount of electricity in the battery.
[0054]
The invention according to claim 20 made by the present invention to solve the above-mentioned problem is characterized in that the increase or decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase or decrease of the arbitrary amount of electricity is estimated or measured from the battery terminal voltage before the start of charge / discharge. The circuit voltage is determined by the difference between the open circuit voltage after charge / discharge is stopped, which is calculated based on the initial amount of charge, which is the total amount of chargeable / dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. Correspondingly, the increase or decrease of the open circuit voltage actually occurring in the battery at any time is estimated or measured from the battery terminal voltage before or after the start of charge / discharge, and the charge / discharge estimated or measured from the battery terminal voltage. The battery deterioration degree calculating method according to any one of
[0055]
According to the twentieth aspect, in addition to the effects of the seventeenth aspect, the increase or decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase or decrease of an arbitrary amount of electricity is estimated or measured from the battery terminal voltage. Determined by the difference between the open circuit voltage before the start of charge and discharge and the open circuit voltage after the stop of charge and discharge calculated based on the initial amount of electricity, which is the total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. The increase or decrease in the open circuit voltage actually occurring in the battery at any point in time corresponding to the increase or decrease in the quantity of electricity is estimated or measured from the open circuit voltage before the start of charge / discharge estimated or measured from the battery terminal voltage and the battery terminal voltage. The open circuit voltage before and after charge / discharge is estimated or measured from the battery terminal voltage, and based on the amount of electricity after charge / discharge. By leaving, it can be calculated easily deterioration degree from the relationship between them.
[0056]
The invention according to claim 21 made by the present invention to solve the above-described problem is directed to increasing or decreasing the arbitrary open circuit voltage with respect to an increase or decrease in the amount of electricity corresponding to an increase or decrease in an arbitrary open circuit voltage in the battery at the time of non-deterioration. Correspondingly, there is provided a method of calculating the degree of deterioration of a battery, wherein the rate of change in the amount of electricity actually generated in the battery at an arbitrary point is calculated as the degree of deterioration.
[0057]
According to the twenty-first aspect of the present invention, a battery at an arbitrary point in time corresponding to an increase or decrease in an arbitrary open circuit voltage with respect to an increase or decrease in an electric quantity corresponding to an increase or decrease in an arbitrary open circuit voltage in the battery at the time of non-deterioration. Since the rate of change in the amount of generated electricity is calculated as the degree of deterioration, the calculated degree of deterioration is the change in the relationship between the change in the amount of electricity in the battery at any point in time and the change in the amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration. That is, it reflects the inactive deterioration of the active material of the battery, and estimates or measures the open circuit voltage before and after charging / discharging from the battery terminal voltage. By calculating and measuring the increase and decrease in the amount of electricity in the battery, the degree of deterioration can be easily calculated from the relationship between the two, and by using this, the degree of deterioration can be determined. Charge state is an electrical quantity of time, it is possible to estimate the open circuit voltage.
[0058]
The invention according to
[0059]
According to the invention described in
[0060]
According to a twenty-third aspect of the present invention, which is made by the present invention to solve the above-mentioned problem, as shown in the basic configuration diagram of FIG. 21 and the increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of an arbitrary amount of electricity calculated by the amount-of-electricity increase / decrease calculation means 23a-21 to the initial amount of electricity which is the total amount of chargeable / dischargeable battery in the non-degraded state. Open-circuit voltage increase / decrease calculating means 23a-22 for calculating based on the open-circuit voltage increase / decrease for estimating or actually measuring the increase / decrease of the open-circuit voltage actually generated in the battery at an arbitrary point in time in response to the increase / decrease of the arbitrary electric quantity The estimation / measurement means 23a-23 and the increase / decrease of the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage increase / decrease calculation means 23a-22 are performed by the open circuit voltage increase / decrease estimation / measurement means 23a-23. Lies in the deterioration degree calculating device of the battery, characterized in that it comprises a deterioration degree calculating means 23a-24 to calculate the percentage of increase or decrease of the constant or actually measured the open circuit voltage as the deterioration degree.
[0061]
According to the invention described in
[0062]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating a state-of-charge estimating device that performs a method of estimating a state of charge of a battery, an open-circuit voltage estimating device that performs an open-circuit voltage estimating method, and a state of charge and an open-circuit voltage according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing, in partial blocks, a schematic configuration of an on-vehicle battery management device in which a deterioration degree calculation device that performs a deterioration degree calculation method for calculating a deterioration degree used for more accurate estimation is incorporated.
[0063]
In FIG. 2, the vehicle-mounted
[0064]
The hybrid vehicle normally travels by transmitting only the output of the
[0065]
Further, the hybrid vehicle is configured so that the
[0066]
The
[0067]
The vehicle-mounted
[0068]
In addition, in the vehicle-mounted
[0069]
The
[0070]
The
[0071]
The
[0072]
The
[0073]
The current value and the voltage value, which are the outputs of the
[0074]
First, an outline of a method of estimating the state of charge and open circuit voltage of the
[0075]
Generally, for the
[0076]
However, when the inactive deterioration of the active material of the
[0077]
Therefore, the total amount of electricity that can be charged and discharged by the
[0078]
The deterioration of the battery is classified into deterioration due to internal resistance and the like and deterioration due to inactive deterioration of the active material. For the purpose of distinction, the degree of deterioration calculated with respect to the former deterioration is referred to as SOH (State of Health) 1. The degree of deterioration calculated for the latter deterioration is referred to as SOH2, and the degree of deterioration considered in the present invention indicates SOH2.
[0079]
The inactive deterioration of the active material of the
[0080]
That is, at the start of charging / discharging of the
[0081]
In addition, the open circuit voltage before and after charging / discharging is estimated or measured from the battery terminal voltage, and the increase or decrease in the amount of electricity corresponding to the increase or decrease in the open circuit voltage is defined as the open circuit voltage at full charge, the discharge end open circuit voltage, and the initial amount of electricity. Based on the calculation based on the actual measurement and the actual measurement, a predetermined full charge of the
[0082]
The degree of deterioration SOH2 calculated by either method is also an initial amount of electricity that is the total amount of electricity that can be charged and discharged between a predetermined full-circuit open circuit voltage and a discharge end open circuit voltage for the
[0083]
Next, the inactive deterioration of the active material in the
[0084]
[Deterioration mode 1 (Positive electrode active material PbO2And when the negative electrode active material Pb decreases)]
FIGS. 3A and 3B show PbO of the positive electrode.2And the case where the Pb active material of the negative electrode decreases. Here, the H2SO4No decrease is shown. In the case of this
[0085]
However, as shown in FIG. 3A, the use range of the active material may be different from the design value. Considering that the active material is usually designed to be about 1.5 times as large as the utilization range, SOC (Ah) and SOC (%) indicating the coulomb amount are reduced by the decrease in the active materials of the positive electrode and the negative electrode. Not expected to be affected.
[0086]
However, since the internal resistance may increase due to the decrease in the active material, a decrease in the dischargeable capacity ADC (Ah) is expected. Therefore, ADC (Ah) can be estimated by monitoring the increase in the internal resistance.
[0087]
[Deterioration mode 2 (H in electrolyte)2SO4Is decreased)]
FIG. 4 shows H in the electrolyte.2SO44 shows the OCV characteristics with respect to the SOC in the case where is decreased. H2SO4Decreases, the fully charged OCV decreases. That is, the OCV characteristic (dotted line) at the time of deterioration in the
[0088]
[Deterioration mode 3 (Sulfation (PbSO4) (Positive electrode active material PbO)2, Negative electrode active material Pb and H in the electrolyte2SO4Is reduced)))
FIG. 5 shows that the
[0089]
[Deterioration mode 4 (H2SO4And H2O decrease)]
FIG. 6 shows H in the electrolyte.2SO4And
[0090]
As described above, the active material can be degraded in four patterns of
[0091]
Therefore, when the active material is degraded as described above, there is a possibility that all of the four patterns of the
[0092]
First, a method for detecting OCVd will be described. The hybrid vehicle is generally used in an intermediate charge state in which the
[0093]
That is, when the state of charge of the
[0094]
As shown in FIG. 6, the OCVd at the time of liquid reduction by the
[0095]
As described above, when the liquid reduction by the
[0096]
Therefore, in response to the case where all of the
SOH2 = (OCVd-OCVe) / (OCVf-OCVe) (1)
[0097]
Next, corresponding to the case where all of the
SOH2 = (OCVd−OCVe) / (OCVf−OCVe) × (K1 / K2) (2)
Here, K1 is the slope of the SOC-OCV characteristic of the
[0098]
In short, the change in the equilibrium state OCV with respect to the change in the amount of electricity (SOC) = the change in the slope is the case of the liquid reduction in the
[0099]
Next, a method of calculating the ratio (K1 / K2) of the inclination in the deterioration degree SOH2 will be described. This calculation method will be described separately for discharging and charging, with reference to FIGS. 8 and 9 respectively.
[0100]
In the case of the discharge shown in FIG. 8, when discharging is performed from the
[0101]
Therefore, the slope (K1) of the straight line N is a ratio of a decrease ΔOCVn (= OCVo−OCVn) of the open circuit voltage to a change ΔSOC of the electric quantity when an arbitrary electric quantity is discharged in the
Similarly, the slope (K2) of the straight line M is a decrease ΔOCVm (= OCVo−OCVm) of the open circuit voltage with respect to a change amount (ΔSOC) of the electric amount when an arbitrary electric amount is discharged in the
Therefore, in the case of discharge, the ratio (K1 / K2) of the gradient in the above-mentioned expression (2) can be calculated by the following expression (5), and the ratio of this gradient (K1 / K2) is 1 or 1 It will be a smaller value.
Next, in the case of charging shown in FIG. 9, when charging is performed on the
[0105]
Therefore, the slope (K1) of the straight line N is the ratio of the increase ΔOCVn (= OCVo−OCVn) of the open circuit voltage to the change ΔSOC of the electric quantity when the
[0106]
Similarly, the slope (K2) of the straight line M is a rise ΔOCVm (= OCVo−OCVm) of the open circuit voltage with respect to a change amount (ΔSOC) of the electric amount when an arbitrary electric amount is charged in the
[0107]
Therefore, in the case of charging, the slope ratio (K1 / K2) in the above equation (2) can be calculated by the above equation (5), and the slope ratio (K1 / K2) is 1 or 1 It will be a smaller value.
[0108]
As described above, when the values of OCVo, OCVn, and OCVm are known at the time of charge and discharge, the slope ratio (K1 / K2) can be calculated by equation (5), and therefore, the calculated slope of the slope can be calculated. Based on the ratio (K1 / K2), the degree of deterioration SOH2 can be calculated by equation (2).
[0109]
In the above paragraph number [0042], it has been described that the rate of increase or decrease in the open circuit voltage of the
[0110]
In addition, in both cases of discharging and charging, the open circuit voltage (OCVo) of the
[0111]
Similarly, in both cases of discharging and charging, the open circuit voltage (OCVm) of the
[0112]
In the case of charging, all of the charging current is not stored in the
[0113]
In FIGS. 8 and 9, the SOC-OCV characteristics of the SOC vs. OCV characteristic are focused on the difference in the open circuit voltage generated between the
[0114]
That is, paying attention to the difference in the amount of electricity generated between the
[0115]
In both cases of discharging and charging, the open circuit voltage (OCVn) of the
[0116]
Conventionally, when charge and discharge are repeated in a battery, the charge and discharge current is measured at regular time intervals, and the amount of charge (SOCn) at the time of charge and discharge can be estimated by a time product obtained by multiplying the measured charge and discharge current by a fixed time. . When charging and discharging are repeated in the battery as described above, especially when the battery is a lead battery, the acceptability of charging is poor. The reason is that if the transfer rate of ions between the electrode surface and the electrolyte cannot keep up with the amount of charged electricity, a part of the charging current flows directly into the electrolyte without going through ions, and gassing (electrolyte) This is because the gas in the water is electrolyzed to generate gas), thereby lowering the charging efficiency.
[0117]
Conventionally, when SOC is detected by current integration of charge / discharge current, charging efficiency is generally corrected using a data table in consideration of the environment where the battery is placed, the level of SOC, and the degree of deterioration. There is a method of applying the charging efficiency to the integrated current value during charging. However, this data table method cannot guarantee that all batteries match, and cannot accurately estimate the SOC.
[0118]
Therefore, in the present invention, when the
The quantity of electricity (SOC) after discharge is
Electricity after discharge (SOC) = SOCo−Σ (discharge current × time) (6)
Thus, the quantity of electricity (SOC) after charging is
Electricity after charging (SOC) = SOCo + Σ (charging current × time × real-time charging efficiency (RCE)) (7)
Respectively.
[0119]
Therefore, the
[0120]
As described above, the estimated SOC is constantly obtained during charging / discharging, and when charging / discharging is stopped, the final SOC at stop (i.e., SOCn) is estimated by Expression (6) or Expression (7), and this estimation is performed. The obtained SOCn is converted into a corresponding estimated OCVn. The conversion from SOCn to OCVn is the total amount of electricity that can be charged and discharged between a predetermined full-charge open circuit voltage (OCVf) and a discharge end open circuit voltage (OCVe) for the
[0121]
After the charging / discharging is stopped, the open circuit voltage OCVm, which is the battery terminal voltage in an equilibrium state, is obtained by actual measurement of the battery terminal voltage when the concentration polarization has been eliminated, or by estimation using a power approximation. By comparing OCVn and OCVm with respect to SOCn, it is possible to estimate a decrease in capacity due to inactivation of the active material, reduction of the electrolyte solution, and the like. 8 shows the SOC-OCV characteristics in the case of discharging, and FIG. 9 shows the SOC-OCV characteristics in the case of charging.
[0122]
8 and 9 that the OCVn and the OCVm with respect to the SOC change show the same change with respect to the change amount of the SOC when the deterioration due to the above does not occur, but when the deterioration is progressing, the same SOC change is caused by the discharge. OCVm shows a lower value than OCVn with respect to the amount, and OCVm shows a higher value than OCVn when charging. FIGS. 10 and 11 show a method of calculating the SOC decrease amount, not the OCV change amount.
[0123]
Therefore, in the vehicle-mounted
[0124]
Next, a specific process executed by the
[0125]
The
[0126]
When charging / discharging is completed, the process proceeds from step S6 to step S7, and OCVn and SOCn after charging / discharging are obtained using the SOC calculated in step S4 or S5. Since OCVn and SOCn are for a non-deteriorated battery, the initial electric power, which is the total amount of electricity that can be charged and discharged between a predetermined full-charge open circuit voltage and a predetermined discharge end open circuit voltage for the non-deteriorated battery, is used. Based on the quantity, it can be obtained from the SOCn corresponding to the calculated SOC and the OCVn corresponding thereto. Note that the predetermined full-charge open circuit voltage, discharge end open circuit voltage, and the initial amount of electricity that is the total amount of chargeable / dischargeable electricity between them are stored in the above-described nonvolatile memory in the
[0127]
When the OCVn and the SOCn are obtained in step S7, the process proceeds to step S8, where the OCVm is obtained by estimation using a power approximation formula or by actual measurement, and then the process proceeds to step S9 to calculate the degree of deterioration. In the calculation of the degree of deterioration in step S9, the difference between the open-circuit voltages OCVo and OCVn before charging / discharging, that is, ΔOCVn, the difference between the open-circuit voltages OCVo and OCVm before charging / discharging, that is, the ratio to ΔOCVm is calculated as the degree of deterioration SOH2. I do. The calculated deterioration degree SOH2 is recorded and held in the non-volatile memory until the next new deterioration degree SOH2 is calculated, and is used when estimating the amount of electricity of the
[0128]
As is clear from the processing operation of the
[0129]
Further, the
[0130]
Further, the
[0131]
Next, a method for estimating an open circuit voltage within a short time period in which charge / discharge polarization is not canceled even when charge / discharge is stopped will be described below.
[0132]
In general, when the charging of the battery mounted on the vehicle is completed, the terminal voltage in the open state of the battery gradually decreases as time increases due to concentration polarization and gradually decreases as shown in FIG. For example, the open circuit voltage E which is the terminal voltage in the equilibrium state of the battery after 24 hours0, And such an asymptotic curve is generally expressed by a power equation.
[0133]
Therefore, now the open circuit voltage E0Is unknown, the assumed open circuit voltage E is determined as shown in FIG. 14, and the assumed estimated open circuit voltage E is subtracted from the terminal voltage V (t). As shown in FIG. Power approximation α · t asymptotic toDWill be represented by Further, the diffusion phenomenon is represented by a power approximation α · tDIt is said that the power exponent D is approximately -0.5 when approximating by
[0134]
Therefore, as shown in FIG. 15, after the charging of the battery is completed, the open circuit voltage of the battery is measured for a predetermined time Tb of, for example, 15 minutes after elapse of the predetermined time Ta of, for example, 5 minutes. Then, the assumed open circuit voltage E is subtracted from the measured open circuit voltage to obtain a power approximation α · tDIs calculated.
[0135]
In general, the diffusion phenomenon is represented by a power approximation α · tDIt is said that the power exponent D is approximately -0.5 when approximating by Since the change in the open circuit voltage after the end of charging can be attributed to the voltage change caused by the diffusion of the electrolytic solution, the power approximation α · t such that the exponent D becomes −0.5DCan be regarded as an open circuit voltage.
[0136]
On the other hand, when the discharge of the battery is completed, the terminal voltage in the open state of the battery gradually increases by eliminating the drop due to the concentration polarization with time and, for example, the equilibrium of the battery after 24 hours. Open circuit voltage E which is the terminal voltage in the state0To asymptotically. In the case of discharging, the assumed open circuit voltage E is calculated by the power approximation α · t.DSince the value is always larger, the value obtained by subtracting the assumed open-circuit voltage E from the measured open-circuit voltage is negative. Therefore, the power approximation formula is obtained by using the absolute value of the value obtained by subtracting the assumed open-circuit voltage E from the open-circuit voltage. α ・ tDIs calculated.
[0137]
Generally, after charging or discharging is completed, an open circuit voltage of a battery is measured a plurality of times during a predetermined time after a predetermined time has elapsed, and an assumed open circuit voltage is calculated from the measured open circuit voltage. Is determined based on the value obtained by subtracting the power of approximation, and the power approximation is determined until the power of the determined power approximation becomes -0.5. May be updated and repeatedly executed, and the assumed open circuit voltage when the exponent becomes −0.5 may be estimated as the open circuit voltage.
[0138]
In addition, even if the assumed open circuit voltage is updated a predetermined number of times and repeatedly executed, if the exponent does not become −0.5 in some cases, the exponent becomes approximately −0 by executing the predetermined number of times. .5 is determined, the assumed open circuit voltage at this time is estimated as an open circuit voltage, and it is possible to eliminate the need to repeat the processing for determining the power approximation formula more than necessary.
[0139]
Further, the sampling of the open-circuit voltage is started after elapse of a predetermined time Ta of, for example, 5 minutes after the charge / discharge is stopped, because the voltage change immediately after the charge / discharge includes internal resistance, activation polarization, This is because a voltage change that is not related to the diffusion of the electrolyte, such as an overvoltage due to gas generation, is included, and sampling this change is an error factor, and is not included in the data for obtaining the power approximation formula. .
[0140]
The sampling is performed up to the time Tb not only for the sake of convenience, but also because there is a possibility that the accuracy of the estimation of the open-circuit voltage may be reduced depending on the resolution of the measurement due to the decrease in the voltage change over time. This is because the influence of the voltage drop due to the dark current of the vehicle increases with time.
[0141]
As described above, the diffusion phenomenon is represented by the power approximation α · t.DA specific example that proves that the exponent D is close to -0.5 by approximating with FIG. 16 will be described. In a battery having an open circuit voltage of 12.34 V, the assumed open circuit voltage is 12.34 V In a power approximation equation determined using a value subtracted from the open-circuit voltage measured after the charging is stopped, while the exponent is -0.500, the estimated open-circuit voltage is 12.34 V For a smaller value of 12.29 V, the exponent is -0.452, which is greater than -0.500, and for a value of 12.39 V, which is greater than 12.34 V, the exponent is -0.559, which is smaller than -0.500. This indicates that when the exponent of the power approximation becomes -0.5, the assumed open circuit voltage becomes equal to the open circuit voltage.
[0142]
To summarize the above-described method, the open circuit voltage estimation method estimates the open circuit voltage of a battery mounted on a vehicle to supply power to a load mounted on the vehicle, and terminates charging or discharging. After that, the open-circuit voltage of the battery is measured a plurality of times during a predetermined time after a predetermined time has elapsed, and the exponent is calculated based on the difference between the measured open-circuit voltage and the assumed open circuit voltage. A predetermined power-approximation equation that is negative is determined, and determination of the power-approximation equation is assumed until the power of the determined power-approximation equation becomes -0.5 or approximately -0.5. The repetition is performed while updating the circuit voltage, and the assumed open circuit voltage when the exponent becomes -0.5 or becomes approximately -0.5 is estimated as the open circuit voltage.
[0143]
According to this method, after charging or discharging of a battery mounted on the vehicle to supply power to a load mounted on the vehicle is completed, the battery is charged for a predetermined time after a predetermined time has elapsed. The open circuit voltage is measured several times. Next, a predetermined power approximate expression having a negative power is determined based on the difference between the measured open circuit voltage and the assumed open circuit voltage. Until the power of the determined power approximation becomes -0.5 or approximately -0.5, the power exponentiation is repeatedly determined by updating the assumed open circuit voltage, and the power becomes- 0.5, or since the assumed open circuit voltage when it becomes approximately -0.5 is estimated as the open circuit voltage, within a relatively short time after charging or discharging of the battery is completed. By measuring the measured open circuit voltage of the battery, an asymptote of a power approximation that does not change under the influence of temperature can be estimated as an open circuit voltage.
[0144]
In the above open-circuit voltage estimation method, when the measured open-circuit voltage is obtained after charging is completed, if a time is t, an unknown coefficient is α, and an unknown negative exponent is D, the power approximation formula is α ・ tDAnd the power approximation α · tDSince the assumed open-circuit voltage when the exponent D becomes -0.5 or becomes approximately -0.5 is estimated as the open-circuit voltage, after the charging of the battery is completed, By measuring the open circuit voltage of the battery measured within a short time, an asymptote of a power approximation that does not change under the influence of temperature is obtained, and this can be estimated as an open circuit voltage.
[0145]
When the measured open circuit voltage is obtained after the end of discharge, the value for determining the power approximation formula is the absolute value of a value obtained by subtracting the assumed open circuit voltage from the measured open circuit voltage. , The time is t, the unknown coefficient is α, and the unknown negative power is D, the power approximation formula is α · tDAnd the power approximation α · tDSince the assumed open circuit voltage when the exponent D becomes -0.5 or becomes approximately -0.5 is estimated as the open circuit voltage, after the battery discharge is completed, By measuring the open circuit voltage of the battery measured within a short time, an asymptote of a power approximation that does not change under the influence of temperature is obtained, and this can be estimated as an open circuit voltage.
[0146]
Further, the open-circuit voltage measured during a certain period of time is set to an arbitrary number of 2 or more, and an arbitrary number of open-circuit voltages obtained by this measurement is subjected to regression calculation processing to determine the exponent D of the power approximation formula. , Power approximation α · tDEven if the exponent D of-does not become -0.5, the assumed open circuit voltage when the power approximation equation is determined a predetermined number of times can be estimated as the open circuit voltage, and after the charging and discharging of the battery is completed. The asymptote of a power approximation that does not change under the influence of temperature can be accurately obtained by measuring the open-circuit voltage of the battery in a relatively short time, and this can be estimated as an open-circuit voltage.
[0147]
Next, another method for estimating an open circuit voltage different from the above-described method will be described below.
[0148]
In general, when charging of a battery mounted on a vehicle is completed, the terminal voltage in the open state of the battery gradually decreases due to concentration rise due to concentration polarization and gradually decreases, for example, 24 hours later. It changes so as to approach the open circuit voltage OCV which is a terminal voltage in an equilibrium state, and such an asymptotic curve is generally expressed by a power equation.
[0149]
Then, for example, after charging is completed, when the temperature is high, the speed of asymptotically approaching the open circuit voltage OCV is higher than when the temperature is low. In addition, the terminal voltage drop acceleration decreases with the elapse of time, and the asymptotic curve is almost linearly approximated in a time zone portion after a certain period of time has elapsed from the end of charging.
[0150]
Therefore, when an appropriate portion of the terminal voltage-time characteristic after a certain period of time has elapsed from the end of charging is linearly approximated, it is expressed by a linear approximation V (t) = ct · t + E having an extremely small inclination with respect to the horizontal axis. Become like
[0151]
Therefore, after charging of the battery is completed, as shown in FIG. 17, the open-circuit voltage of the battery is measured after a predetermined time T1 has elapsed and before a predetermined time T2, and the measured open-circuit voltage is measured. Thus, a linear approximation formula V (t) = ct · T + E indicating the relationship between the open-circuit voltage of the battery and the elapsed time from the end of charging is calculated.
[0152]
In general, the change in open circuit voltage after the end of charge or discharge can be attributed to the change in voltage caused by the diffusion of the electrolyte, which can be dull at lower temperatures. Since the temperature becomes higher when the temperature is higher, the absolute value of c, which is a coefficient indicating the slope of the calculated linear approximation formula V (t) = ct · T + E with respect to the horizontal axis (time axis), is relatively small. The value becomes large when the temperature is low, and becomes small when the temperature is high. On the other hand, the complement E indicating the intercept with respect to the vertical axis (voltage axis) of the calculated linear approximation formula V (t) = ct · E + E becomes a large value when the temperature is low after charging. Higher temperatures have smaller values. Conversely, in the case of discharge, the value becomes small when the temperature is low, and becomes large when the temperature is high.
[0153]
Therefore, in this linear approximation formula V (t) = ct · T + E, even if c and E are calculated to have any values depending on the temperature, the open circuit voltage is obtained in the linear approximation formula V (t) = ct · t + E. There is an identical time t = T3 that can be determined. Therefore, the value of the linear approximation formula V (t) = ct · E + E at this value of t can be regarded as the open circuit voltage OCV of the battery in the equilibrium state.
[0154]
Incidentally, in the present embodiment, the time T1 at which the sampling of the open-circuit voltage is started is set to 20 minutes after the stop of the charge / discharge, and the time T2 at which the sampling of the open-circuit voltage is ended is set to 30 minutes after the stop of the charge / discharge. The time T3 to be substituted into t of the linear approximation V (t) = ct · E + E of the terminal voltage-elapsed time after charge / discharge characteristic calculated from the open-circuit voltage sampled during the 10 minutes is set as the charge time. It is assumed that one
[0155]
The reason why the sampling is performed up to the time T2 is not only for the convenience of stopping the number of times of sampling to an appropriate number, but also because the amount of change in the voltage over time becomes small, and depending on the resolution of the measurement, the open circuit voltage may be reduced. This is because the estimation accuracy may be reduced, and the influence of the voltage drop due to the dark current of the vehicle increases with time.
[0156]
To summarize the above described method, an open circuit voltage estimating method is an open circuit voltage estimating method for a vehicle battery for estimating an open circuit voltage in a state of equilibrium of a battery mounted on a vehicle to supply power to a load mounted on the vehicle. In the voltage estimation method, the open circuit voltage of the battery is measured a plurality of times during a period from the first time to the second time, the elapsed time after the end of charging or discharging, and From the measured open-circuit voltage, after the end of the charge or discharge, the period from the end of the first time to the end of the second time, from the end of the open-circuit voltage and the end of the charge or discharge When a predetermined linear approximation formula indicating a correlation with the elapsed time is determined, and a predetermined third time longer than the second time is substituted as the elapsed time from the end of the charging or discharging. Before It determined the solution of linear approximation to estimate the open circuit voltage in the equilibrium state of the battery.
[0157]
According to this method, the open time of the battery is measured a plurality of times during a period from the end of the charge or the discharge to the end of the predetermined second time to the end of the predetermined time, From the measured open-circuit voltage, the relationship between the open-circuit voltage and the elapsed time from the end of the charge or discharge with respect to the period from the end of the first period to the end of the second period after the end of charging or discharging. A predetermined straight-line approximation expression indicating a correlation is determined, and the determined straight-line approximation is obtained when a predetermined third time longer than the second time is substituted as the elapsed time from the end of charging or discharging. The solution of the equation will be estimated as the open circuit voltage at the battery's equilibrium state.
[0158]
Further, assuming that the elapsed time from the end of charging or discharging is t, the unknown coefficient is c, and the unknown complement is E, the linear approximation is represented by c · t + E. From the open voltage of the battery measured a plurality of times during the period from the first time to the second time, the elapsed time from the end of charging or discharging is represented by t, Assuming that the unknown coefficient is c and the unknown complement is E, a linear approximation expression represented by c · t + E is determined.
[0159]
Subsequently, a basic concept of the real-time charging efficiency (RCE) and a method of obtaining the real-time charging efficiency (RCE) of the
[0160]
First, when the
[0161]
In this case, even if charging of
[0162]
Then, the charging current I of the
[0163]
On the other hand, the charging current ICHGIs the set charging voltage value VTAt this point, the passivation film is completely destroyed at that point, and the resistance component due to the passivation film has disappeared.TCharging current I of the
[0164]
Then, the charge current I of the
[0165]
It should be noted that the
[0166]
For this reason, the set charging voltage value V is applied to the
Rs = R0+ Rpol0
[0167]
Then, the set charging voltage value VTDuring charging by the
[0168]
Here, the internal electromotive force E of the
Rs' = REo+ R '+ Rpol'
[0169]
By the way, when charging the
[0170]
Therefore, before charging and during charging, the relationship of the following equation with respect to the internal resistance of the
REo+ R '+ Rpol' = R0+ Rpol0
∵ (REo+ R '+ Rpol') × ICHG= (R0+ Rpol0 ) × ICHGo
Should hold.
[0171]
Then, the value of the internal resistance Rs (= R0+ Rpol0) Is naturally constant, so that the real-time charging efficiency (RCE) is 100% of the ideal value, and the value of the internal resistance Rs ′ (= REo+ R '+ Rpol' ) Is also constant.
[0172]
However, the real-time charging efficiency (RCE) of the
[0173]
Considering this generation of gas as a change in the internal resistance of the
Rs' = REo+ R '+ Rpol' + RGAS
[0174]
In addition, since the amount of gas generated during charging increases as the state of charge of the
[0175]
By the way, the charge of the
[0176]
Therefore, the value I of the charging current corresponding to the total amount of electricity actually flowing into the battery 13CHG(Hereafter, for convenience, ICHG(Actual measurement). ), The value of a current which is equivalent to the value of the amount of electricity actually stored in the
ICHG(Actual measurement) = ICHG(Effective) + IGAS
[0177]
Then, the real-time charging efficiency (RCE) of the
Real-time charging efficiency (RCE) = [ICHG(Effective) / ICHG(Actual measurement)] x 100%
Can be determined by:
[0178]
By the way, ICHG(Actual measurement) is the value of the current that actually flows into the
Real-time charging efficiency (RCE) = [ICHG(Effective) / ICHG(Actual measurement)] x 100%
Needs to be replaced with another factor that can be measured or calculated.
[0179]
Here, of the total amount of electricity flowing into the
[0180]
Therefore, from a different point of view, when the
[0181]
Further, the value of the internal resistance Rs ′ = (REo+ R '+ Rpol' + RGAS) Of the gasification resistance component RGASCan be considered as a value corresponding to the value of the amount of electricity that does not accumulate in the
[0182]
Therefore, the value R of the gasification resistance component at any time during chargingGASCan be obtained by the following equation as described above.
RGAS= Rs'-Rs = (R '+ Rpol')-(R0+ Rpol0)
[0183]
On the other hand, the internal resistance Rf of the
∵RF= RGASf+ Rs
[0184]
Therefore, the gasification resistance component R in the fully charged stateGASfCan be obtained by the following equation.
RGASf= RF-Rs
[0185]
From the above, the gasification resistance component R at any time during chargingGASIs calculated as follows: charging efficiency = 0, that is, gasification resistance component R in a fully charged stateGASfCan be obtained by the following equation.
(Rs'-Rs) / (RF-Rs)
[0186]
Therefore, the value representing the rate of decrease in the charging efficiency of the
(Rs'-Rs) / (RF-Rs)
It can be obtained by the following formula, from which 1 is subtracted,
｛1- (Rs'-Rs) / (RF−Rs)｝ × 100%
The following expression can be used to determine the real-time charging efficiency (RCE) of the
[0187]
That is, the real-time charging efficiency (RCE) is represented by the following equation.
Real-time charging efficiency (RCE) = {1− (Rs′−Rs) / (R)F−Rs)｝ × 100%
[0188]
The value R of the gasification resistance component when the real-time charging efficiency (RCE) is 0GASfHowever, when the real-time charging efficiency (RCE) = 0, the gasification resistance component RGASIs the fully charged state of the
RGAS≫REo+ R '+ Rpol'
Is established.
[0189]
Incidentally, the full-charge resistance value R, which is the value of the internal resistance of the
Rf + Rpolf = REo+ R '+ Rpol' + RGAS
Is established.
[0190]
Then, in the fully charged state of the
RGAS≫REo+ R '+ Rpol'
Holds, and
Rf + Rpolf = REo+ R '+ Rpol' + RGAS
Since the relationship is established,
Rf + Rpol ≒ RGAS
And therefore (Rf + Rpolf) becomes RFAnd R in a fully charged stateGASIs RGASfBecause
RF≒ RGASf
The following relationship holds.
[0191]
Therefore, the value R of the gasification resistance component in the fully charged state of the
Real-time charging efficiency (RCE) = {1- (Rs'-Rs) / RF｝ × 100%
[0192]
The above is the basic concept of the real-time charging efficiency (RCE) of the
[0193]
Next, the internal resistance R + Rpol (the pure resistance R and the polarization resistance component Rpol as another resistance component) of the
[0194]
Assuming that the above-described passivation film is not formed on the electrode surface of the
VT−E = (R + Rpol) × ICHG
[0195]
Therefore, the internal resistance R + Rpol of the
(R + Rpol) = (VT-E) / ICHG
Can be obtained by
[0196]
Next, a method of obtaining the internal electromotive force E of the
[0197]
Since the internal electromotive force E of the
[0198]
Therefore, a specific method of obtaining the open circuit voltage OCV of the
[0199]
First, when the
[0200]
At the same time, the voltage-current characteristics of the
[0201]
Then, the estimated voltage Vn, which is the open circuit voltage of the
[0202]
Therefore, first, the characteristics of a general battery itself will be examined.
[0203]
By the way, loads that require large current, such as starter motors and motor generators, are installed in general vehicles that use the engine as a propulsion power source, and hybrid vehicles that use a motor to assist the shortage of power generated by the engine. Examples of voltage-current (VI) characteristics of a battery that supplies power to these loads are as shown in FIG. 22 and FIG.
[0204]
Conventionally, a method of approximating the VI characteristic by a linear expression V = aI + b as shown in FIG. 22 has been generally performed. However, due to the nonlinear characteristic of the polarization resistance component shown in FIG. It has been found that the quadratic equation can obtain an equation having a higher correlation than the following equation. Therefore, in the present embodiment, when obtaining the approximate VI characteristic based on the pure resistance of the
[0205]
When a load requiring a large current as described above is driven, constant load discharge is performed at a predetermined large current value corresponding to the maximum power supply value to the load. At this time, the terminal voltage of the battery and the discharge current are periodically measured, and based on actual data indicating the correlation between the terminal voltage and the discharge current, as shown in the graph of FIG. , And a second approximate curve expression M2 of the battery VI characteristic during a decrease in the discharge current. The equation shown in FIG. 25 is an example of a specific approximate curve equation obtained from actual data. The difference between these two approximate curve expressions M1 and M2 will be analyzed below.
[0206]
In the case of the approximate curve equation M1, when the discharge starts and the current increases, the polarization resistance component gradually increases based on the polarization resistance component at the start of the discharge. Thereafter, when the current reaches the maximum value, the polarization resistance component reaches a peak, and the polarization should be eliminated as the current decreases. However, in practice, the polarization resistance component does not disappear in proportion to the decrease in the current, but the reaction appears later rather than disappearing. Therefore, in the case of the approximate curve equation M2, the same VI characteristic as the increasing direction is not exhibited. As a result, a larger voltage drop is generated, and two approximate curve expressions M1 and M2 corresponding to the increase and decrease of the current are obtained.
[0207]
A method of measuring the pure resistance R of the battery using the approximate curves represented by the two approximate curve expressions M1 and M2 of the above-described VI characteristic will be specifically described below with reference to FIGS. explain.
[0208]
First, as shown in FIG. 26, an arbitrary point A is selected within the range of the actual data on the approximate curve represented by one of the approximate curve expressions M1, and an intercept C1 with respect to the vertical axis of the approximate curve of the expression M1 is selected. The voltage drop ΔV1 to the point A on the approximate curve is obtained. The value obtained by dividing ΔV1 by the current I1 at the point A is a combined resistance obtained by adding the value Rpol1 at that point of time of the polarization resistance component, which is another resistance component other than the pure resistance, to the pure resistance R. That is,
R + Rpol1 = ΔV1 / I1
It is.
[0209]
Similarly, as shown in FIG. 26, an arbitrary point B is selected within the range of actual data on the approximate curve represented by the other M2 of the approximate curve equation, and an intercept C2 with respect to the vertical axis of the approximate curve of the equation M2 is selected. From V to the point B on the approximate curve. The value obtained by dividing ΔV2 by the current I2 at the point B is a combined resistance obtained by adding the value Rpol2 of the polarization resistance component, which is the other resistance component except the pure resistance, to the pure resistance R at that time. That is,
R + Rpol2 = ΔV2 / I2
It is.
[0210]
The difference ΔR between the combined resistance values of the two points A and B is
ΔR = R + Rpol1- (R + Rpol2) = Rpol1-Rpol2
Which is the difference between the polarization resistance components at points A and B. This is apparent from the fact that the pure resistance R during one discharge does not change.
[0211]
As shown in FIG. 27, the approximate curve represented by the equation M1 has a value (R + Rpol1 ′) equal to the combined resistance (R + Rpol2) at an arbitrary point B selected on the approximate curve of the equation M2. Point A 'exists. Also, as shown in FIG. 28, a value (R + pol2 ′) equal to the combined resistance (R + Rpol1) at an arbitrary point A selected on the approximation curve of the expression M1 was also present on the approximation curve represented by the expression M2. Point B 'exists. That is,
R + Rpol1 '= R + Rpol2
Is present on the approximate curve represented by the equation M1,
R + Rpol1 = R + Rpol2 '
Is present on the approximate curve represented by the equation M2.
[0212]
In short, assuming that the current and voltage at point A 'are I1' and V1 ', respectively, and the current and voltage at point B' are I2 'and V2', respectively, the coordinates (I1 ', V1') of point A 'and point B It can be understood that the values of the polarization resistance components at the coordinates (I2, V2) are equal to each other, and the values of the polarization resistance components at the coordinates (I1, V1) of the point A and the point B '(I2', V2 ') are also equal to each other. .
[0213]
First, a method of calculating the current I1 'and the voltage V1' at the point A 'having a value equal to the value of the combined resistance (R + Rpol2) at the point B with reference to the point B will be described below.
[0214]
Now, assuming that the voltage drop from the intercept C1 to the point A 'with respect to the vertical axis of the approximate curve represented by
ΔV1 ′ = C1- (a1I1 ′)2+ B1I1 '+ C1) = (R + Rpol2) I1'
And rearranging this equation,
− (A1I1 ′ + b1) = R + Rpol2
And the current I1 'at the point A' is
I1 '=-(b1 + R + Rpol2) / a1
Becomes In addition,
R + Rpol2 (= R + pol1 ′) = ΔV2 / I2 (= ΔV1 ′ / I1 ′)
So
V1 '= a1I1'2+ B1I1 '+ C1
Therefore, the coordinates (I1 ', V1') of the point A 'are determined from known values.
[0215]
Similarly, based on the point A, the current I2 'and the voltage V2' of the point B 'having a value equal to the resistance value (R + Rpol1) of the point A are
[0216]
When the coordinates (I1 ', V1') of the point A 'are determined as described above, the coordinates (I1', V1 ') of the point A' and the coordinates (I2, V2 ') of the point B are obtained as shown in FIG. ) Is obtained, the value R1 of the combined resistance is obtained. The value R1 of the combined resistance is obtained by dividing the difference (V1'-V2) of the voltage drop caused by the combined resistance composed of the pure resistance and the polarization resistance component Rpol2 by the difference (I1'-I2) of the current flowing at each point. Required by That is,
R1 = (V1'-V2) / (I1'-I2)
Becomes
[0217]
Similarly, when the coordinates (I2 ', V2') of the point B 'are determined, the coordinates (I2', V2 ') of the point B' and the coordinates (I1, V1) of the point A are set as shown in FIG. The value R2 of the combined resistance is obtained by calculating the slope of the straight line L2 connecting. The value R2 of the combined resistance is obtained by dividing the difference (V1-V2 ') of the voltage drop caused by the combined resistance composed of the pure resistance and the polarization resistance component Rpol1 by the difference (I1-I2') of the current flowing at each point. Required by That is,
R2 = (V1-V2 ') / (I1-I2')
Becomes
[0218]
However, the combined resistance values R1 and R2 determined as described above are obtained by dividing the difference in voltage drop caused by the combined resistance composed of the pure resistance and the polarization resistance component by the difference in the current flowing at each point. And does not match the pure resistance. In order to make the slope between the two points coincide with the pure resistance, the difference between the voltage drops excluding the voltage drop caused by the polarization resistance component may be divided by the current difference.
[0219]
First, the case where the point B is used as a reference will be described.
R1 = R1 '+ Rpol2 = R1' + Rpol1 '
If a current corresponding to the difference between the current I1 'at the point A' and the current I2 at the point B flows through the resistor R1 ', the voltage drop caused by the polarization resistance component Rpol1' (or Rpol2) The voltage at the point A 'may be raised and corrected by the voltage drop caused by the flow of the current corresponding to the difference between the current I1' and the current I2 at the point B, and the following equation is established.
R1 '(I1'-I2) = [V1' + Rpol1 '(I1'-I2)]-V2
[0220]
Rearranging this equation,
R1 '(I1'-I2) = (V1'-V2) + Rpol1' (I1'-I2)
Becomes Here, since Rpol1 ′ = ΔV1 ′ / I1′−R1 ′,
R1 ′ (I1′−I2) = (V1′−V2) + (ΔV1 ′ / I1′−R1 ′) × (I1′−I2)
2R1 '(I1'-I2) = (V1'-V2) +. DELTA.V1' / I1 '(I1'-I2)
And, as a result,
R1 ′ = [(V1′−V2) + (ΔV1 ′ / I1 ′) × (I1′−I2)] / 2 (I1′−I2)
Is required. (ΔV1 ′ / I1 ′) can be replaced with (ΔV2 / I2).
[0221]
Next, in the same manner when the point A is used as a reference,
R2 = R2 '+ Rpol1 = R2' + Rpol2 '
If a current corresponding to the difference between the current I1 at the point A and the current I2 'at the point B' flows through the resistor R2 ', the voltage drop caused by the polarization resistance component Rpol12' (or Rpol1) The voltage at point B 'may be lowered and corrected by the voltage drop caused by the flow of the current corresponding to the difference between I1 and the current I2' at point B ', and the following equation is established.
R2 '(I1-I2') = V1- [V2'-Rpol2 '(I1-I2')]
[0222]
Rearranging this equation,
R2 '(I1-I2') = (V1-V2 ') + Rpol2' (I1-I2 ')
Becomes Here, since Rpol2 ′ = ΔV2 ′ / I2′−R2 ′,
R2 '(I1-I2') = (V1-V2 ') + (. DELTA.V2' / I2'-R2 ') (I1-I2')
2R2 '(I1-I2') = (V1-V2 ') +. DELTA.V2' / I2 '(I1-I2')
And, as a result,
R2 '= [(V1-V2') + ([Delta] V2 '/ I2') (I1-I2 ')] / 2 (I1-I2')
Is required. (ΔV2 ′ / I2 ′) can be replaced with (ΔV1 / I1).
[0223]
The two values R1 'and R2' obtained as described above are based on the two points A and B, use different polarization resistance components (Rpol1 '= Rpol2) and (Rpol1 = Rpol2'), and use different intercepts. Since it is obtained using the voltage drop Δ1 ′ (ΔV1) from C1 and the voltage drop Δ2 ′ (ΔV2) from the intercept C2, it cannot be a true pure resistance R. Therefore, the averaging of both
R = (R1 '+ R2') / 2
, A true pure resistance R is obtained.
[0224]
Therefore, in obtaining the pure resistance of the
[0225]
Next, a first point A is determined on the voltage-current characteristic curve represented by the first approximate curve equation M1, and a second point A is defined on the voltage-current characteristic curve represented by the second approximate curve equation M2. Point B is determined. At this time, the first point A defined on the voltage-current characteristic curve represented by the first approximate curve expression M1 and the voltage V-current characteristic curve represented by the second approximate curve expression M2 are determined. The second point B is preferably set within a range in which the actual data of the terminal voltage and the discharge current used in obtaining each approximate curve equation exist. By determining in this way, when assuming the supposed points corresponding to the respective points thereafter, the supposed points are not assumed to be located far away from the supposed points. Preferably, the first point A and the second point B are set on both sides of the point where the polarization resistance component is maximum. With this determination, assumed points are determined on both sides of the maximum point, and thereafter, the accuracy in obtaining the pure resistance is improved.
[0226]
Then, when a second discharge current I2 corresponding to the second point B flows, a second voltage drop ΔV2 is caused, and a second combined resistance R2 composed of a battery pure resistance and a second polarization resistance component Rpol2 is generated. A first assumed point A ′ having the same resistance value is assumed on the first approximate curve equation M1, and when the first discharge current I1 corresponding to the first point A flows, the first assumed point A ′ A second assumed point B ′ having the same resistance value as the first combined resistance R1 composed of the pure resistance of the
[0227]
When the two assumed points A 'and B' can be assumed, the first slope R1 of the straight line L1 connecting the second point B and the first assumed point A 'is determined by the second discharge current I2 and the first slope R1. The voltage drop due to the second polarization resistance component Rpol2 is corrected by the difference Rpol2 (I1′−I2) of the voltage drop due to the second polarization resistance component Rpol2, which is caused by the discharge current I1 ′ at the assumed point A ′. A first correction slope R1 'excluding the first correction current R1' is obtained, and a second slope R2 of a straight line L2 connecting the first point and the second assumed point B 'is determined by the first discharge current I1 The second polarization resistance component Rpol1 (I1-I2 ') compensates for the voltage drop difference Rpol1 (I1-I2') caused by the first polarization resistance component Rpol1 due to the discharge current I2 'at the second assumed point B'. The second excluding the voltage drop Obtaining a correction inclination R2 '.
[0228]
By averaging the first correction slope R1 'and the second correction slope R2' obtained in this way, the average slope of the first correction slope R1 'and the second correction slope R2' is calculated. , The pure resistance R of the
[0229]
When the pure resistance R of the
[0230]
Next, among the actual data of the discharge current I of the
[0231]
Next, the linear voltage-current characteristic equation V that does not include the influence of the polarization of the
[0232]
Subsequently, the virtual current value Is = −10 A (amps) at which the estimated voltage Vn in the constant current discharge shows a linear characteristic with respect to the capacity of the
[0233]
Here, a predetermined residual voltage drop value e0When the
[0234]
The above is a specific method for obtaining the open circuit voltage OCV (corrected estimated voltage Vn ′) of the
[0235]
Note that the content of the process of obtaining the open circuit voltage OCV (corrected estimated voltage Vn ′) of the
[0236]
To summarize the above-described method, the charging efficiency detection method includes, at an arbitrary point in time from the start of charging to the end of charging of a battery supplying power to a load, of the total amount of electricity flowing into the battery as electromotive force. A real-time charging efficiency (RCE), which is a ratio of the amount of electricity charged to the battery as electric power, is detected.
[0237]
According to this charging efficiency detection method, the real-time charging efficiency (RCE) of the battery at an arbitrary point in time is accurately detected in consideration of the occurrence of a gasification phenomenon accompanying a change in the state of charge of the battery. .
[0238]
In addition, the charging efficiency detecting method includes, at an arbitrary point in time from the start of charging to the end of charging of a battery that supplies power to a load, an electric charge that is charged to the battery as an electromotive force out of a total amount of electricity flowing into the battery. In detecting the real-time charging efficiency (RCE), which is a percentage of the amount, the starting resistance value, which is the internal resistance value at the start of charging of the battery, and the internal resistance at any time from the start of charging to the end of charging of the battery The post-start resistance value is determined using the battery terminal voltage and the charging current measured at each point in time, and the difference resistance value that is the difference between the post-start resistance value and the start resistance value is determined. Calculating the ratio of the differential resistance value to the full-charge resistance value, which is the internal resistance value of the battery in a fully charged state, Based on the ratio of the partial resistance value to detect a real-time charging efficiency of the battery at any time (RCE).
[0239]
According to this charging efficiency detection method, both the post-start resistance value and the start resistance value are obtained from the battery terminal voltage at the time of charging and the corresponding charging current, so that the difference between the two resistance values is obtained. By calculating the ratio of a certain differential resistance value to the resistance value at full charge, the real-time charging efficiency (RCE) of the battery at an arbitrary point in time is determined using the battery terminal voltage that can be measured during charging and the corresponding charging current. Is accurately detected in consideration of the occurrence of the gasification phenomenon accompanying the change in the state of charge of the battery.
[0240]
Further, the ratio of the differential resistance value to the full-charge resistance value is calculated as a value indicating a decrease from the ideal value of the real-time charging efficiency (RCE) of the battery at an arbitrary time, and the real-time charging efficiency of the battery at an arbitrary time ( As a value indicating RCE), a value obtained by subtracting the ratio of the differential resistance value to the resistance value at full charge from 1 is obtained, so that the real-time charging efficiency (RCE) of the battery at an arbitrary time is detected.
[0241]
Further, in the charging efficiency detection method, the ratio of the differential resistance value between the resistance value after the start and the resistance value at the start to the resistance value at the time of full charge indicates a decrease in the real-time charging efficiency (RCE) of the battery from the ideal value. The real-time charging efficiency (RCE) of the battery at an arbitrary time is detected by obtaining a value obtained by subtracting this value from 1.
[0242]
In the charging efficiency detection method, the ratio of the difference resistance value between the resistance value after the start and the resistance value at the start to the difference resistance value between the resistance value at the time of full charge and the resistance value after the start is determined by the real-time charging efficiency (RCE) of the battery. Is obtained as a value indicating a decrease from the ideal value, and by obtaining a value obtained by subtracting this value from 1, the real-time charging efficiency (RCE) of the battery at an arbitrary time is detected.
[0243]
Furthermore, based on the real-time charging efficiency (RCE) of the battery repeatedly and continuously detected from the charging start time to the charging end time by the charging efficiency detection method, the charging is performed from the charging start time to the charging end time. The amount of charged electricity stored in the battery is detected.
[0244]
Further, according to the charging efficiency detection method, the real-time charging efficiency (RCE) repeatedly and continuously detected from the charging start time to the charging end time of the battery can be used per unit time from the charging start time to the charging end time of the battery. Of the total amount of electricity flowing into the battery, the amount of electricity actually charged and stored in the battery as the electromotive force is obtained, and by integrating them, the battery is charged from the start of charging to the end of charging of the battery. Thus, the amount of electricity actually charged and stored is accurately detected.
[0245]
Further, in the method of detecting the amount of charged electricity, the charging start time is the starting point of the charging operation from the active state of the electrode where the passivation film is not formed on the electrode of the battery. It is determined whether or not the electrodes of the battery are in an active state based on the state. In the active state, the amount of charge stored in the battery due to charging is continuously repeated from the charging start point to the charging end point of the battery. The battery is detected based on the real-time charging efficiency (RCE) of the battery, and is detected by the charging operation of the passive film in a state where a passive film is formed on the electrode of the battery before the battery reaches an active state. In the transient period of the electrode in which the charging current is progressing, the amount of charge obtained by multiplying the charging current of the battery by the charging time by the charging current is integrated, thereby making the transition. The charge between the to detect the amount of charge stored in the battery.
[0246]
In addition, if an insulating passivation film is formed on the surface of the battery electrode at the stage before the start of charging of the battery, the charging current is reduced due to the destruction of the passivation film due to energization of the electrode for charging. The value increases toward the original value commensurate with the voltage applied to the battery for charging, but during periods when such electrodes are not active, the charging current is low and gasification occurs. It can be assumed that there is no decrease in the real-time charging efficiency (RCE). Therefore, in a transition period in which the electrode is not in the active state, the amount of electricity charged to the battery is periodically obtained as the amount of electricity charged per unit time by multiplying the charging current of the battery by the charging time by the charging current. On the other hand, in the active state of the electrode in which the passivation film is not formed on the surface of the electrode of the battery, the real-time charging efficiency of the battery detected repeatedly and continuously from the charging start point to the charging end point by the charging efficiency detection method. , The amount of electricity charged to the battery is detected.
[0247]
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications and applications are possible.
[0248]
For example, in the above-described embodiment, as the relationship between the battery open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the
[0249]
Hereinafter, this embodiment will be described. As shown in the actual measurement example of the relationship between OCV and SOC in FIG. 29, the relationship between OCV and SOC actually keeps a linear relationship in the SOC region where the state of charge SOC (%) exceeds 20 to 30%. However, in the low SOC region of 20 to 30% or less, the actually measured OCV decreases, and the linear relationship is broken.
[0250]
In the above-described embodiment, when charging / discharging is performed, SOCo is obtained from OCVo based on the straight line N, and then the time product of the charging / discharging current is added to the obtained SOCo, so that SOCn after charging / discharging is obtained. Is calculated. However, as shown in FIG. 30, when the SOC after charging is calculated by integrating the charging current from the low SOC state during charging, the charging proceeds and the SOC after charging exceeds 20 to 30%. In the SOC region, the error between the OCV corresponding to the calculated SOC on the OCV-SOC characteristic (the straight line indicated by the arrow in the figure) based on the integration of the charging current and the OCV in the relationship between the actually measured OCV and the SOC is The problem that it becomes large arises.
[0251]
Therefore, the
[0252]
In the flowchart of FIG. 31, first, only SOC data of a region exceeding a predetermined value (for example, 30%) SOC of the
[0253]
The non-volatile memory in the
[0254]
Next, a method for estimating the amount of charge (state of charge (SOC)) of the
[0255]
In the flowchart of FIG. 32, the
[0256]
Next, the
[0257]
When the charging / discharging is completed (Y in step S23), the
[0258]
Next, the
[0259]
The measured OCV (OCVm) is the OCVth(Y in step S26), the
[0260]
On the other hand, the measured OCV (OCVm) is the OCVthThe following (that is, (OCVm ≦ OCVth)) (N in step S26), then, the
[0261]
Next, a method for estimating the open circuit voltage of the
[0262]
In the flowchart of FIG. 33, the
[0263]
Next, the
[0264]
When charging / discharging is completed (Y in step S33), the
[0265]
Next, the
[0266]
Next, the
[0267]
The measured OCV (OCVm) is the OCVth(Y in step S36), the
[0268]
On the other hand, the measured OCV (OCVm) is the OCVthThe following (that is, (OCVm ≦ OCVth)) (N in step S36), the
[0269]
As described above, when charging / discharging is performed, the relationship between the preset open circuit voltage (OCV) of the
[0270]
Therefore, the above-described state-of-charge estimation method and apparatus can accurately estimate the SOC without causing an error as in the related art even in a region where the relationship between the OCV and the SOC is non-linear.
[0271]
When grasping the state of deterioration of the
[0272]
The set value of the discharge termination OCV when estimating the theoretical coulomb amount (full capacity at the time of non-deterioration) can use the estimated OCV with respect to the SOC (%) obtained by the above-described approximate straight line. In the calculation of the theoretical coulomb amount used in the above, the ADC can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC by using the above-described set value of the discharge termination OCV.
[0273]
Although the predetermined value of the SOC is set to 30%, the predetermined value is not limited to this, and may be set to another appropriate value such as, for example, 20%.
[0274]
In the above description, only the SOC data of the region exceeding the SOC of the predetermined value (for example, 30%) and the OCV data corresponding to the SOC of the region are collected, and the collected SOC and the approximation calculated by the OCV data are collected. Instead of using an approximation formula that represents a straight line, an approximation curve that is an approximation curve calculated from the collected SOC and OCV data and that is close to the above-mentioned approximation line but has a slight curve Expressions may be used.
[0275]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, even if the inactive deterioration of the active material occurs in the battery, the inactive deterioration is considered by estimating or measuring the open circuit voltage of the battery. The state of charge of the battery can be more accurately estimated.
[0276]
According to the second aspect of the present invention, even if the battery has undergone inactive deterioration of the active material, by estimating or actually measuring the open circuit voltage of the battery, the inactive deterioration is performed based on the amount of electricity corresponding to the open circuit voltage. The state of charge of the battery can be estimated after taking into account the degree of deterioration caused by the battery.
[0277]
According to the third aspect of the present invention, the SOC can be estimated with high accuracy even at a low SOC. Further, since the discharge end open circuit voltage is set by the approximate expression, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC.
[0278]
According to the fourth aspect of the invention, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and the SOC data in the non-linear region.
[0279]
According to the fifth aspect of the present invention, even if the active material is inactivated and degraded in the battery, the increase or decrease in the open circuit voltage of the battery is estimated or measured to determine the battery based on the amount of electricity corresponding to the open circuit voltage. The state of charge of the battery can be estimated in consideration of the degree of deterioration due to activity deterioration.
[0280]
According to the invention described in
[0281]
According to the seventh aspect of the present invention, even when the active material is inactively degraded in the battery, the change in the open circuit voltage when the battery is fully charged and the increase or decrease in the open circuit voltage are estimated or actually measured, thereby opening the battery. Based on the amount of electricity corresponding to the circuit voltage, the state of charge of the battery can be estimated after taking into account the degree of deterioration due to inactive deterioration.
[0282]
According to the eighth aspect of the present invention, even if the battery has undergone inactive deterioration of the active material, the degree of deterioration due to the inactive deterioration is measured based on the open circuit voltage corresponding to the amount of electricity by actually measuring the amount of electricity of the battery. , The open circuit voltage of the battery can be estimated.
[0283]
According to the ninth aspect of the present invention, even if the active material is inactively degraded in the battery, the open circuit voltage of the battery can be more accurately determined in consideration of the deactivation by actually measuring the amount of electricity of the battery. Can be estimated.
[0284]
According to the tenth aspect, the SOC can be estimated with high accuracy even at a low SOC. Further, since the discharge end open circuit voltage is set by the approximate expression, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC.
[0285]
According to the eleventh aspect, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and the SOC data in the non-linear region.
[0286]
According to the twelfth aspect of the invention, even if the active material is inactivated and degraded in the battery, the increase or decrease in the open circuit voltage of the battery is estimated or measured to determine the battery based on the open circuit voltage corresponding to the quantity of electricity. After the correction based on the degree of deterioration due to the activity deterioration, the open circuit voltage of the battery can be estimated.
[0287]
According to the thirteenth aspect of the present invention, even if the active material is inactively degraded in the battery, by estimating or measuring the increase or decrease in the amount of electricity of the battery, the battery is inactivated based on the open circuit voltage corresponding to the amount of electricity. After the correction based on the degree of deterioration due to deterioration, the open circuit voltage of the battery can be estimated.
[0288]
According to the fourteenth aspect of the invention, even when the active material is inactively degraded in the battery, the change in the open circuit voltage at the time of full charge of the battery and the increase or decrease in the open circuit voltage are estimated or actually measured, whereby the electric power is obtained. It is possible to estimate the open circuit voltage of the battery after performing correction based on the degree of deterioration due to inactive deterioration based on the open circuit voltage corresponding to the amount.
[0289]
According to the invention described in
[0290]
According to the sixteenth aspect of the invention, the calculated degree of deterioration is the total amount of electricity that can be charged / discharged between the full-circuit open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at any time, and Change in the relationship between the initial amount of charge, which is the total amount of chargeable and dischargeable electricity between the open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at the end of discharge, that is, the inactive state of the battery active material. The deterioration is reflected, and by using the calculated degree of deterioration, it is possible to more accurately estimate the state of charge, which is the amount of electricity at an arbitrary time, and the open circuit voltage.
[0291]
According to the seventeenth aspect of the invention, the calculated degree of deterioration is the total amount of electricity that can be charged and discharged between the open circuit voltage when the battery is fully charged and the open circuit voltage at the end of discharge at any time, and Change in the relationship between the initial amount of charge, which is the total amount of chargeable / dischargeable electricity between the open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at end of discharge, that is, the inactive state of the battery active material. By using the calculated degree of deterioration, it is possible to more accurately estimate the state of charge, which is the amount of electricity, and the open circuit voltage, and more accurately grasp the state of the battery. The degree of deterioration of the battery that can be used for the calculation can be calculated.
[0292]
According to the eighteenth aspect of the invention, the amount of electricity reduced by the discharge is grasped by measuring the discharge current, and the open circuit voltage of the battery at any time with respect to the battery at the time of non-deterioration is reduced with the decrease in the amount of electricity. The degree of deterioration can be calculated by calculating the rate of decrease.
[0293]
According to the invention of claim 19, the amount of electricity increased by charging is grasped by more accurately measuring the real-time charging efficiency in consideration of the real-time charging efficiency. The degree of increase in the open circuit voltage with the increase can be obtained more accurately to calculate the degree of deterioration.
[0294]
According to the twentieth aspect, the open circuit voltage before and after charging / discharging is estimated or measured from the battery terminal voltage, and is calculated based on the amount of electricity after charging / discharging. Can be calculated.
[0295]
According to the invention described in
[0296]
According to the invention described in
[0297]
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a basic configuration diagram of a deterioration degree calculating device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state-of-charge estimating device that implements the method of estimating the state of charge of a vehicle-mounted battery according to the present invention; an open-circuit voltage estimating device that implements the method of estimating an open-circuit voltage; FIG. 1 is an explanatory diagram showing, in partial blocks, a schematic configuration of an in-vehicle battery management device according to an embodiment of the present invention, which incorporates a deterioration degree calculation device that performs a method of calculating a deterioration degree used for the present invention.
3A and 3B are diagrams illustrating
FIG. 4 is a view showing OCV characteristics with respect to SOC in active
FIG. 5 is a diagram showing OCV characteristics with respect to SOC in active
FIG. 6 is a diagram showing OCV characteristics with respect to SOC in active
FIG. 7 is a diagram showing an example of OCV characteristics with respect to SOC when all of the active
FIG. 8 is a graph for explaining a method of calculating a ratio (K1 / K2) of a gradient in the degree of deterioration (SOH2) during discharging.
FIG. 9 is a graph for explaining a method of calculating a ratio (K1 / K2) of a gradient in a degree of deterioration (SOH2) during charging.
FIG. 10 is a graph for explaining another method of calculating the ratio (K1 / K2) of the gradient in the degree of deterioration (SOH2) during discharging.
FIG. 11 is a graph for explaining another method of calculating the rate of inclination (K1 / K2) in the degree of deterioration (SOH2) during charging.
12 is a flowchart showing a process performed by a CPU according to a control program stored in a ROM of the microcomputer of FIG.
FIG. 13 is a graph showing a change in the open circuit voltage of the battery after charging is completed.
FIG. 14 is a graph used to explain an open circuit voltage estimation method.
FIG. 15 is another graph used to describe an open circuit voltage estimation method.
FIG. 16 is a graph for specifically illustrating the feasibility of the method.
FIG. 17 is a graph used to explain another open circuit voltage estimation method.
FIG. 18 is a graph showing a relationship between a charging time and a charging current.
FIG. 19 is an equivalent circuit of a battery at the start of charging.
FIG. 20 is an equivalent circuit of a battery after charging is started.
21 is a graph showing a change over time of a charging / discharging current generated in a battery for detecting a charged amount of electricity using the vehicle-mounted battery charged amount detecting device of FIG.
FIG. 22 is a graph showing an example of a voltage-current characteristic of a battery expressed by a first-order approximation formula.
FIG. 23 is a graph showing an example of a voltage-current characteristic of a battery expressed by a second-order approximation formula.
FIG. 24 is a graph showing an example of a change in polarization with respect to a current.
FIG. 25 is a graph showing an example of an approximate characteristic curve represented by two secondary approximate curve expressions obtained by one discharge.
FIG. 26 is a graph for explaining how to determine two arbitrary points on two approximate characteristic curves.
FIG. 27 is a graph for explaining how to determine an assumed point with respect to a point defined in one approximate characteristic curve and how to correct a slope between two points.
FIG. 28 is a graph for explaining how to determine an assumed point with respect to a point defined in the other approximate characteristic curve and how to correct a slope between two points.
FIG. 29 is a graph showing an actual measurement example of the relationship between OCV and SOC.
FIG. 30 is a graph illustrating the occurrence of an error when estimating the state of charge of the related art.
FIG. 31 is a flowchart for obtaining an approximate straight line as a relationship between a preset battery open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC).
FIG. 32 is a flowchart illustrating a process of estimating the state of charge SOC of the battery using the approximate straight line obtained in the flowchart of FIG. 3;
FIG. 33 is a flowchart of a process for estimating an open circuit voltage of a battery using the approximate straight line obtained in the flowchart of FIG. 3;
FIG. 34 is a graph showing an approximate straight line obtained as a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of a battery.
FIG. 35 is a graph showing a change in SOC-OCV characteristics due to deterioration.
[Explanation of symbols]
23a CPU
23a-21 Electricity increase / decrease calculation means (CPU)
23a-22 Open circuit voltage increase / decrease calculation means (CPU)
23a-23 Open circuit voltage increase / decrease estimation / actual measurement means (CPU)
23a-24 Deterioration degree calculation means (CPU)
Claims (23)
任意時点での前記バッテリの充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、
前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定する
ことを特徴とするバッテリの充電状態推定方法。A method of estimating a state of charge of a battery that estimates an amount of electricity corresponding to an arbitrary open circuit voltage in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable / dischargeable battery in a non-degraded state,
At a given point in time, the ratio of the total chargeable / dischargeable amount of the battery to the initial amount of electricity is calculated as a degree of deterioration,
A method of estimating a state of charge of a battery, comprising: multiplying an amount of electricity estimated corresponding to the arbitrary open circuit voltage by the degree of deterioration to estimate a state of charge of the battery at an arbitrary point in time.
任意時点での前記バッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、
前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定する
ことを特徴とするバッテリの充電状態推定方法。Any open circuit voltage of the battery based on the initial amount of electricity that can be charged / discharged between the predetermined open circuit voltage at full charge and the open circuit voltage at the end of discharge for the battery at the time of non-deterioration. In the method of estimating the state of charge of the battery to estimate the amount of electricity corresponding to
The percentage of the total amount of electricity that can be charged and discharged between the fully charged open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at any time, relative to the initial amount of electricity, is calculated as the degree of deterioration,
A method of estimating a state of charge of a battery, comprising: multiplying an amount of electricity estimated corresponding to the arbitrary open circuit voltage by the degree of deterioration to estimate a state of charge of the battery at an arbitrary point in time.
前記任意の開回路電圧に対応する電気量は、前記任意の開回路電圧が、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧を超えている場合には、前記近似式に前記任意の開回路電圧を代入し、代入された開回路電圧に対応するＳＯＣとして推定され、前記任意の開回路電圧が、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧以下の場合には、充放電開始前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣとして推定される
ことを特徴とする請求項２記載のバッテリの充電状態推定方法。The full-charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at the time of non-deterioration are determined in advance as an approximate expression obtained using SOC data in an area exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. Set based on the relationship between the set open circuit voltage of the battery and the SOC;
When the arbitrary open circuit voltage exceeds the open circuit voltage corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the electric quantity corresponding to the arbitrary open circuit voltage is equal to the arbitrary amount in the approximate expression. Substituting the open-circuit voltage, and estimating the SOC as the SOC corresponding to the substituted open-circuit voltage. When the arbitrary open-circuit voltage is equal to or less than the open-circuit voltage corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, 3. The method for estimating the state of charge of a battery according to claim 2, wherein the SOC is estimated by adding or subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before the start of charging / discharging.
ことを特徴とする請求項３記載のバッテリの充電状態推定方法。The relationship between the preset open circuit voltage of the battery and the SOC represents an approximate straight line obtained by a least square method using SOC data in an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. 4. The method for estimating a state of charge of a battery according to claim 3, wherein the method is represented by an approximate expression.
前記非劣化時のバッテリにおける前記任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出し、
前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定する
ことを特徴とするバッテリの充電状態推定方法。A method of estimating a state of charge of a battery that estimates an amount of electricity corresponding to an arbitrary open circuit voltage in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable / dischargeable battery in a non-degraded state,
The increase or decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase or decrease of the arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration, and the increase or decrease of the open circuit voltage actually generated in the battery at an arbitrary time in response to the increase or decrease of the arbitrary amount of electricity Is calculated as the degree of deterioration,
A method of estimating a state of charge of a battery, comprising: multiplying an amount of electricity estimated corresponding to the arbitrary open circuit voltage by the degree of deterioration to estimate a state of charge of the battery at an arbitrary point in time.
前記非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、前記任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出し、
前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定する
ことを特徴とするバッテリの充電状態推定方法。A method of estimating a state of charge of a battery that estimates an amount of electricity corresponding to an arbitrary open circuit voltage in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable / dischargeable battery in a non-degraded state,
In response to an increase or decrease in the amount of electricity corresponding to an increase or decrease in an arbitrary open circuit voltage in the battery at the time of non-deterioration, an increase or decrease in the amount of electricity actually generated in the battery at any time in response to the increase or decrease in the arbitrary open circuit voltage. Calculate the ratio as the degree of deterioration,
A method of estimating a state of charge of a battery, comprising: multiplying an amount of electricity estimated corresponding to the arbitrary open circuit voltage by the degree of deterioration to estimate a state of charge of the battery at an arbitrary point in time.
前記非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点の前記バッテリの満充電時開回路電圧と前記放電終止電圧の差の割合と、前記非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出し、
前記任意の開回路電圧に対応して推定した電気量に前記劣化度を乗じて任意時点のバッテリの充電状態を推定する
ことを特徴とするバッテリの充電状態推定方法。A method of estimating a state of charge of a battery that estimates an amount of electricity corresponding to an arbitrary open circuit voltage in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable / dischargeable battery in a non-degraded state,
The ratio of the difference between the open-circuit voltage at full charge and the open-circuit voltage at discharge end of the battery at the time of non-deterioration and the difference between the open-circuit voltage at full charge and the discharge end voltage of the battery at any time, Multiplying the increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery by the ratio to the increase / decrease of the open circuit voltage actually generated in the battery at an arbitrary point in time corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity The calculated value is calculated as the degree of deterioration,
A method of estimating a state of charge of a battery, comprising: multiplying an amount of electricity estimated corresponding to the arbitrary open circuit voltage by the degree of deterioration to estimate a state of charge of the battery at an arbitrary point in time.
任意時点での前記バッテリの充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、
前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定する
ことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法。An open circuit voltage estimation method for a battery that estimates an open circuit voltage corresponding to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration.
At a given point in time, the ratio of the total chargeable / dischargeable amount of the battery to the initial amount of electricity is calculated as a degree of deterioration,
A method for estimating an open circuit voltage of a battery, wherein an open circuit voltage of the battery at an arbitrary time is estimated by correcting the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity based on the degree of deterioration.
任意時点での前記バッテリの満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧との間で充放電可能な総電気量の、前記初期電気量に対する割合を劣化度として算出し、
前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定する
ことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法。Based on the initial amount of electricity, which is the total amount of chargeable and dischargeable electricity between the fully charged open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage for the battery at the time of non-deterioration, an arbitrary amount of electricity in the battery In a method for estimating a state of charge of a battery for estimating a corresponding open circuit voltage,
The percentage of the total amount of electricity that can be charged and discharged between the fully charged open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at any time, relative to the initial amount of electricity, is calculated as the degree of deterioration,
A method for estimating an open circuit voltage of a battery, wherein an open circuit voltage of the battery at an arbitrary time is estimated by correcting the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity based on the degree of deterioration.
前記任意の電気量に対応する開回路電圧は、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧を超えている場合には、充放電後に測定された開回路電圧として推定され、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応する開回路電圧以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応する開回路電圧として推定される
ことを特徴とする請求項９記載のバッテリの開回路電圧推定方法。The full charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at the time of non-deterioration are preset as approximate expressions obtained using SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region. Is set based on the relationship between the open circuit voltage and the SOC of the battery,
When the open circuit voltage corresponding to the arbitrary amount of electricity exceeds the open circuit voltage corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the open circuit voltage is estimated as an open circuit voltage measured after charging and discharging. When the approximate value is equal to or less than the open circuit voltage corresponding to the SOC of the predetermined value, the SOC calculated by adding or subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before charging / discharging is substituted into the approximate expression. The method for estimating an open circuit voltage of a battery according to claim 9, wherein the open circuit voltage is estimated as an open circuit voltage corresponding to the SOC.
ことを特徴とする請求項１０記載のバッテリの開回路電圧推定方法。The relationship between the preset open circuit voltage of the battery and the SOC represents an approximate straight line obtained by the least square method using SOC data in an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. The method for estimating an open circuit voltage of a battery according to claim 10, wherein the method is represented by an approximate expression.
前記非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算出し、
前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定する
ことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法。An open circuit voltage estimation method for a battery that estimates an open circuit voltage corresponding to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration.
The increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration corresponds to the increase / decrease of the open circuit voltage actually generated in the battery at an arbitrary point in time corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity. Calculate the percentage as the degree of deterioration,
A method for estimating an open circuit voltage of a battery, wherein an open circuit voltage of the battery at an arbitrary time is estimated by correcting the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity based on the degree of deterioration.
前記非劣化時のバッテリにおける任意の開回路電圧の増減に対応する電気量の増減に対する、前記任意の開回路電圧の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する電気量の増減の割合を劣化度として算出し、
前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定する
ことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法。An open circuit voltage estimation method for a battery that estimates an open circuit voltage corresponding to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration.
In response to an increase or decrease in the amount of electricity corresponding to an increase or decrease in an arbitrary open circuit voltage in the battery at the time of non-deterioration, an increase or decrease in the amount of electricity actually generated in the battery at any time in response to the increase or decrease in the arbitrary open circuit voltage. Calculate the ratio as the degree of deterioration,
A method for estimating an open circuit voltage of a battery, wherein an open circuit voltage of the battery at an arbitrary time is estimated by correcting the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity based on the degree of deterioration.
前記非劣化時のバッテリにおける満充電時開回路電圧と放電終止開回路電圧の差に対する、任意時点の前記バッテリの満充電時開回路電圧と前記放電終止電圧の差の割合と、前記非劣化時のバッテリにおける任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減の、前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減に対する割合とを乗算した値を劣化度として算出し、
前記任意の電気量に対応して推定した開回路電圧を前記劣化度により補正して任意時点のバッテリの開回路電圧を推定する
ことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法。An open circuit voltage estimation method for a battery that estimates an open circuit voltage corresponding to an arbitrary amount of electricity in the battery based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable and dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration.
The ratio of the difference between the open-circuit voltage at full charge and the open-circuit voltage at discharge end of the battery at the time of non-deterioration and the difference between the open-circuit voltage at full charge and the discharge end voltage of the battery at any time, Multiplying the increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery by the ratio to the increase / decrease of the open circuit voltage actually generated in the battery at an arbitrary point in time corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity The calculated value is calculated as the degree of deterioration,
A method for estimating an open circuit voltage of a battery, wherein an open circuit voltage of the battery at an arbitrary time is estimated by correcting the open circuit voltage estimated corresponding to the arbitrary amount of electricity based on the degree of deterioration.
ことを特徴とするバッテリの劣化度算出方法。Deterioration of a battery characterized by calculating, as a degree of deterioration, a ratio of the total amount of chargeable / dischargeable electricity of the battery at an arbitrary time to the initial amount of electricity, which is the total amount of chargeable / dischargeable battery in the non-degraded state. Degree calculation method.
ことを特徴とするバッテリの劣化度算出方法。The total amount of electricity that can be charged and discharged between the full-charge open circuit voltage and the discharge end open circuit voltage of the battery at any time, the full-charge open circuit voltage and discharge predetermined for the battery in a non-degraded state. A method for calculating a degree of deterioration of a battery, comprising calculating, as a degree of deterioration, a ratio to an initial amount of electricity, which is a total amount of chargeable / dischargeable electricity with a terminal open circuit voltage.
ことを特徴とするバッテリの劣化度算出方法。The ratio of the increase or decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase or decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery at the time of non-deterioration to the increase or decrease of the open circuit voltage actually generated in the battery at any time in response to the increase or decrease of the arbitrary amount of electricity Is calculated as the degree of deterioration of the battery.
ことを特徴とする請求項１７記載のバッテリの劣化度算出方法。18. The battery according to claim 17, wherein the arbitrary decrease in the amount of electricity is obtained by intermittently measuring a discharge current flowing along with the discharge and integrating a time product of the measured discharge current. Degree calculation method.
ことを特徴とする請求項１７記載のバッテリの劣化度算出方法。The increase in the arbitrary amount of electricity is obtained by intermittently measuring a charging current flowing during charging and multiplying a time product of the measured charging current by a real-time charging efficiency and integrating the measured product. 18. The method for calculating the degree of deterioration of a battery according to claim 17.
前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減を、前記バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電開始前の開回路電圧と、前記バッテリ端子電圧から推定または実測した充放電停止後の開回路電圧の差によって求める
ことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかに記載のバッテリの劣化度算出方法。The increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity is the open circuit voltage before the start of charge / discharge estimated or measured from the battery terminal voltage and the total amount of charge / discharge of the battery at the time of non-deterioration. Obtained by the difference from the open circuit voltage after the stop of charging and discharging calculated based on the initial amount of electricity,
An increase or decrease in the open circuit voltage actually generated in the battery at any time in response to the increase or decrease in the arbitrary amount of electricity, an open circuit voltage before the start of charge / discharge estimated or measured from the battery terminal voltage, and the battery terminal 20. The method for calculating the degree of deterioration of a battery according to any one of claims 17 to 19, wherein the degree of deterioration is calculated by a difference between an open circuit voltage after charging and discharging estimated or measured from a voltage.
ことを特徴とするバッテリの劣化度算出方法。The percentage of the increase or decrease in the amount of electricity actually generated in the battery at any time in response to the increase or decrease in the arbitrary open circuit voltage with respect to the increase or decrease in the amount of electricity corresponding to the increase or decrease in the open circuit voltage of the battery at the time of non-deterioration Is calculated as the degree of deterioration of the battery.
ことを特徴とするバッテリの劣化度算出方法。The ratio of the difference between the open-circuit voltage at full charge and the open-circuit voltage at the end of discharge of the battery at the time of non-degradation, The increase / decrease of the open circuit voltage corresponding to the increase / decrease of an arbitrary amount of electricity in the battery was multiplied by the ratio of the increase / decrease of the open circuit voltage actually occurring in the battery at any point in time corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity. A battery deterioration degree calculation method, wherein a value is calculated as a deterioration degree.
該電気量増減算出手段によって算出した任意の電気量の増減に対応する開回路電圧の増減を、非劣化時のバッテリにおける充放電可能な総電気量である初期電気量に基づいて算出する開回路電圧増減算出手段と、
前記任意の電気量の増減に対応して任意時点の前記バッテリにおいて実際に発生する開回路電圧の増減を推定または実測する開回路電圧増減推定／実測手段と、
前記開回路電圧増減算出手段で算出した前記開回路電圧の増減の、前記開回路電圧増減推定／実測手段により推定または実測した前記開回路電圧の増減に対する割合を劣化度として算定する劣化度算定手段と
を備えることを特徴とするバッテリの劣化度算出装置。An electric quantity increase / decrease calculating means for calculating an increase / decrease of the electric quantity accompanying the charge / discharge of the battery,
An open circuit that calculates an increase or decrease in an open circuit voltage corresponding to an increase or decrease in an arbitrary amount of electricity calculated by the electricity amount increase / decrease calculating means based on an initial amount of electricity that is a total amount of chargeable / dischargeable electricity in the battery at the time of non-deterioration. Voltage increase / decrease calculating means;
Open circuit voltage increase / decrease estimating / measuring means for estimating or actually measuring an increase / decrease of an open circuit voltage actually generated in the battery at an arbitrary point in time corresponding to the increase / decrease of the arbitrary amount of electricity;
Deterioration degree calculating means for calculating, as a degree of deterioration, a ratio of the increase or decrease of the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage change calculation means to the increase or decrease of the open circuit voltage estimated or measured by the open circuit voltage change estimation / measurement means. And a battery deterioration degree calculating device.
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