JP2000306613A - バッテリ状態監視装置 - Google Patents
バッテリ状態監視装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＯＣが正確に算定できるバッテリ状態監視
装置を提供する。 【解決手段】 内部抵抗演算手段12によりバッテリ電流
Ibとバッテリ電圧Vbとに基づいてバッテリの内部抵抗Rn
を演算し、開放電圧演算手段12によりバッテリ電流、バ
ッテリ電圧及び内部抵抗を用いてバッテリ開放電圧OCV
を演算し、さらに、バッテリ容量推定手段13がこのバッ
テリ開放電圧からバッテリ容量SOCを推定する。一方、
電流容量演算手段14がバッテリ電流Ibを用いて電流容量
Ahを積算する。そして、バッテリ容量補正手段15は、バ
ッテリ電流が所定範囲内にある場合にはバッテリ容量推
定手段の推定するバッテリ容量SOCを、バッテリ電流が
所定範囲外である場合には当該所定範囲外に逸脱する直
前のバッテリ容量SOCに当該所定範囲外に逸脱した時点
以降の電流容量Ahを加算して最終バッテリ容量SOCとし
て出力する。
装置を提供する。 【解決手段】 内部抵抗演算手段12によりバッテリ電流
Ibとバッテリ電圧Vbとに基づいてバッテリの内部抵抗Rn
を演算し、開放電圧演算手段12によりバッテリ電流、バ
ッテリ電圧及び内部抵抗を用いてバッテリ開放電圧OCV
を演算し、さらに、バッテリ容量推定手段13がこのバッ
テリ開放電圧からバッテリ容量SOCを推定する。一方、
電流容量演算手段14がバッテリ電流Ibを用いて電流容量
Ahを積算する。そして、バッテリ容量補正手段15は、バ
ッテリ電流が所定範囲内にある場合にはバッテリ容量推
定手段の推定するバッテリ容量SOCを、バッテリ電流が
所定範囲外である場合には当該所定範囲外に逸脱する直
前のバッテリ容量SOCに当該所定範囲外に逸脱した時点
以降の電流容量Ahを加算して最終バッテリ容量SOCとし
て出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車載バッテリの充
放電状態を監視するバッテリ状態監視装置に関する。
放電状態を監視するバッテリ状態監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特にパラレルハイブリッド電気自
動車（ＰＨＥＶ）に搭載されているリチウムイオンバッ
テリの充放電状態を監視するバッテリ状態監視装置で
は、バッテリの充放電電圧と充放電電流とから開放電圧
ＯＣＶを推定し、さらにこの開放電圧からバッテリ容量
ＳＯＣを推定し、このバッテリ容量推定値を諸々の制御
に利用している。
動車（ＰＨＥＶ）に搭載されているリチウムイオンバッ
テリの充放電状態を監視するバッテリ状態監視装置で
は、バッテリの充放電電圧と充放電電流とから開放電圧
ＯＣＶを推定し、さらにこの開放電圧からバッテリ容量
ＳＯＣを推定し、このバッテリ容量推定値を諸々の制御
に利用している。
【０００３】つまり、図４に示すように、バッテリの開
放電圧ＯＣＶは、検出されるバッテリ電圧Ｖｂとバッテ
リ電流Ｉｂ、そして２点のバッテリ電圧Ｖb1，Ｖb2とバ
ッテリ電流Ｉb1，Ｉb2とから求めることができる内部抵
抗Ｒｎとから、次のようにして求める。
放電圧ＯＣＶは、検出されるバッテリ電圧Ｖｂとバッテ
リ電流Ｉｂ、そして２点のバッテリ電圧Ｖb1，Ｖb2とバ
ッテリ電流Ｉb1，Ｉb2とから求めることができる内部抵
抗Ｒｎとから、次のようにして求める。
【０００４】ＯＣＶ＝Ｖｂ＋Ｉｂ・Ｒｎ だたし、内部抵抗Ｒｎは、Ｒｎ＝（Ｖb2−Ｖb1）／（Ｉ
b2−Ｉb1）で求められる。
b2−Ｉb1）で求められる。
【０００５】そして、リチウムイオンバッテリの場合、
バッテリの開放電圧ＯＣＶとバッテリ容量ＳＯＣとは、
図５に示すような相関関係があり、ＯＣＶからＳＯＶを
一義的に決定する。
バッテリの開放電圧ＯＣＶとバッテリ容量ＳＯＣとは、
図５に示すような相関関係があり、ＯＣＶからＳＯＶを
一義的に決定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のバッテリ状態監視装置の場合、次のような問題点
があった。リチウムイオンバッテリでは、図６に示すよ
うに、放電率により内部抵抗が変化し、その変化の挙動
は放電率が小さい間は放電サイクルそれぞれにおいてほ
ぼリニアであるが、たとえば、３０Ａを超えるような大
きな放電率になると内部抵抗を厳密に規定することがで
きなくなる。そのため、開放電圧ＯＣＶが正確に求めら
れず、結果的にバッテリ容量ＳＯＣも正確に推定するこ
とができなくなる問題点があった。
従来のバッテリ状態監視装置の場合、次のような問題点
があった。リチウムイオンバッテリでは、図６に示すよ
うに、放電率により内部抵抗が変化し、その変化の挙動
は放電率が小さい間は放電サイクルそれぞれにおいてほ
ぼリニアであるが、たとえば、３０Ａを超えるような大
きな放電率になると内部抵抗を厳密に規定することがで
きなくなる。そのため、開放電圧ＯＣＶが正確に求めら
れず、結果的にバッテリ容量ＳＯＣも正確に推定するこ
とができなくなる問題点があった。
【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、放電率が大きい場合にも正確にバッテ
リ容量を推定することができるバッテリ状態監視装置を
提供することを目的とする。
なされたもので、放電率が大きい場合にも正確にバッテ
リ容量を推定することができるバッテリ状態監視装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のバッテ
リ状態監視装置は、バッテリ電流を検出する電流検出手
段と、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、前記電
流検出手段の検出した前記バッテリ電流と前記電圧検出
手段の検出した前記バッテリ電圧とに基づいて、バッテ
リの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、前記バッ
テリ電流、前記バッテリ電圧及び前記内部抵抗を用いて
バッテリ開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、前記
開放電圧演算手段の算出した前記バッテリ開放電圧から
バッテリ容量を推定するバッテリ容量推定手段と、前記
バッテリ電流を用いて電流容量を積算する電流容量演算
手段と、前記バッテリ電流が所定範囲内にある場合には
前記バッテリ容量推定手段の推定する前記バッテリ容量
を最終バッテリ容量とし、前記バッテリ電流が前記所定
範囲外である場合には当該所定範囲外に逸脱する直前に
前記バッテリ容量推定手段の推定したバッテリ容量に対
して、当該所定範囲外に逸脱した時点以降に前記電流容
量演算手段の積算した電流容量を加算して最終バッテリ
容量として出力するバッテリ容量補正手段とを備えたも
のである。
リ状態監視装置は、バッテリ電流を検出する電流検出手
段と、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、前記電
流検出手段の検出した前記バッテリ電流と前記電圧検出
手段の検出した前記バッテリ電圧とに基づいて、バッテ
リの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、前記バッ
テリ電流、前記バッテリ電圧及び前記内部抵抗を用いて
バッテリ開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、前記
開放電圧演算手段の算出した前記バッテリ開放電圧から
バッテリ容量を推定するバッテリ容量推定手段と、前記
バッテリ電流を用いて電流容量を積算する電流容量演算
手段と、前記バッテリ電流が所定範囲内にある場合には
前記バッテリ容量推定手段の推定する前記バッテリ容量
を最終バッテリ容量とし、前記バッテリ電流が前記所定
範囲外である場合には当該所定範囲外に逸脱する直前に
前記バッテリ容量推定手段の推定したバッテリ容量に対
して、当該所定範囲外に逸脱した時点以降に前記電流容
量演算手段の積算した電流容量を加算して最終バッテリ
容量として出力するバッテリ容量補正手段とを備えたも
のである。
【０００９】請求項２の発明のバッテリ状態監視装置
は、請求項１において、前記バッテリ容量補正手段が、
前記内部抵抗の電流依存変化率がほぼ一定の範囲を前記
バッテリ電流の所定範囲としたものである。
は、請求項１において、前記バッテリ容量補正手段が、
前記内部抵抗の電流依存変化率がほぼ一定の範囲を前記
バッテリ電流の所定範囲としたものである。
【００１０】請求項１及び２の発明のバッテリ状態監視
装置では、内部抵抗演算手段により電流検出手段の検出
したバッテリ電流と電圧検出手段の検出したバッテリ電
圧とに基づいてバッテリの内部抵抗を演算し、また開放
電圧演算手段によりバッテリ電流検出手段の検出するバ
ッテリ電流、バッテリ電圧検出手段の検出するバッテリ
電圧及び前記内部抵抗を用いてバッテリ開放電圧を演算
し、さらに、バッテリ容量推定手段がこの開放電圧演算
手段の算出したバッテリ開放電圧からバッテリ容量を推
定する。一方、電流容量演算手段が電流検出手段の検出
するバッテリ電流を用いて電流容量を積算する。
装置では、内部抵抗演算手段により電流検出手段の検出
したバッテリ電流と電圧検出手段の検出したバッテリ電
圧とに基づいてバッテリの内部抵抗を演算し、また開放
電圧演算手段によりバッテリ電流検出手段の検出するバ
ッテリ電流、バッテリ電圧検出手段の検出するバッテリ
電圧及び前記内部抵抗を用いてバッテリ開放電圧を演算
し、さらに、バッテリ容量推定手段がこの開放電圧演算
手段の算出したバッテリ開放電圧からバッテリ容量を推
定する。一方、電流容量演算手段が電流検出手段の検出
するバッテリ電流を用いて電流容量を積算する。
【００１１】そして、バッテリ容量補正手段は、バッテ
リ電流が所定範囲内にある場合にはバッテリ容量推定手
段の推定するバッテリ容量を最終バッテリ容量とし、バ
ッテリ電流が所定範囲外である場合には当該所定範囲外
に逸脱する直前にバッテリ容量推定手段の推定したバッ
テリ容量に対して、当該所定範囲外に逸脱した時点以降
に電流容量演算手段の積算した電流容量を加算して最終
バッテリ容量として出力する。
リ電流が所定範囲内にある場合にはバッテリ容量推定手
段の推定するバッテリ容量を最終バッテリ容量とし、バ
ッテリ電流が所定範囲外である場合には当該所定範囲外
に逸脱する直前にバッテリ容量推定手段の推定したバッ
テリ容量に対して、当該所定範囲外に逸脱した時点以降
に電流容量演算手段の積算した電流容量を加算して最終
バッテリ容量として出力する。
【００１２】これにより、バッテリ電流がバッテリの内
部抵抗の変化率がほぼ一定となる所定範囲内にある場合
にはバッテリ開放電圧からバッテリ容量を正確に推定し
て最終バッテリ容量として出力し、また、バッテリ電流
がバッテリの内部抵抗の変化率がほぼ一定となる所定範
囲を逸脱した場合にはその範囲を逸脱する直前のバッテ
リ開放電圧から推定したバッテリ容量に対して、所定範
囲を逸脱した後の電流容量の積算値を加算する補正を行
って最終バッテリ容量として出力することができ、バッ
テリ電流の変化が激しい使用状態でも正確なバッテリ容
量監視が可能である。
部抵抗の変化率がほぼ一定となる所定範囲内にある場合
にはバッテリ開放電圧からバッテリ容量を正確に推定し
て最終バッテリ容量として出力し、また、バッテリ電流
がバッテリの内部抵抗の変化率がほぼ一定となる所定範
囲を逸脱した場合にはその範囲を逸脱する直前のバッテ
リ開放電圧から推定したバッテリ容量に対して、所定範
囲を逸脱した後の電流容量の積算値を加算する補正を行
って最終バッテリ容量として出力することができ、バッ
テリ電流の変化が激しい使用状態でも正確なバッテリ容
量監視が可能である。
【００１３】請求項３の発明のバッテリ状態監視装置
は、請求項１又は２において、前記バッテリ容量補正手
段が、前記バッテリ電流が前記所定範囲内に復帰したと
きに、前記最終バッテリ容量を前記バッテリ容量推定手
段の推定する前記バッテリ容量にリセットするようにし
たものであり、放電率の変化が激しい使用状態の後でも
バッテリ容量を正確に監視できる。
は、請求項１又は２において、前記バッテリ容量補正手
段が、前記バッテリ電流が前記所定範囲内に復帰したと
きに、前記最終バッテリ容量を前記バッテリ容量推定手
段の推定する前記バッテリ容量にリセットするようにし
たものであり、放電率の変化が激しい使用状態の後でも
バッテリ容量を正確に監視できる。
【００１４】
【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、バッテ
リ電流がバッテリの内部抵抗の変化率がほぼ一定となる
所定範囲内にある場合にはバッテリ開放電圧からバッテ
リ容量を正確に推定して最終バッテリ容量として出力
し、また、バッテリ電流がバッテリの内部抵抗の変化率
がほぼ一定となる所定範囲を逸脱した場合にはその範囲
を逸脱する直前のバッテリ開放電圧から推定したバッテ
リ容量に対して、所定範囲を逸脱した後の電流容量の積
算値を加算する補正を行って最終バッテリ容量として出
力することができ、バッテリ電流の変化が激しい使用状
態でも正確なバッテリ容量監視が可能である。
リ電流がバッテリの内部抵抗の変化率がほぼ一定となる
所定範囲内にある場合にはバッテリ開放電圧からバッテ
リ容量を正確に推定して最終バッテリ容量として出力
し、また、バッテリ電流がバッテリの内部抵抗の変化率
がほぼ一定となる所定範囲を逸脱した場合にはその範囲
を逸脱する直前のバッテリ開放電圧から推定したバッテ
リ容量に対して、所定範囲を逸脱した後の電流容量の積
算値を加算する補正を行って最終バッテリ容量として出
力することができ、バッテリ電流の変化が激しい使用状
態でも正確なバッテリ容量監視が可能である。
【００１５】請求項３の発明によれば、請求項１又は２
の発明の効果に加えて、バッテリ電流が所定範囲内に復
帰したときに、最終バッテリ容量としてバッテリ容量推
定手段の推定するバッテリ容量にリセットするようにし
たので、放電率の変化が激しい使用状態の後でもバッテ
リ容量を正確に監視できる。
の発明の効果に加えて、バッテリ電流が所定範囲内に復
帰したときに、最終バッテリ容量としてバッテリ容量推
定手段の推定するバッテリ容量にリセットするようにし
たので、放電率の変化が激しい使用状態の後でもバッテ
リ容量を正確に監視できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の
構成を示している。この実施の形態のバッテリ状態監視
装置は、バッテリ１から負荷２に流れるバッテリ電流Ｉ
ｂを検出する電流計３、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電
圧計４、このバッテリ電流Ｉｂ、バッテリ電圧Ｖｂを入
力してバッテリ容量ＳＯＣを演算し、エンジン５その他
の諸々の機器を制御するコントローラ６、エンジン５の
駆動によって発電し、バッテリ１に充電電流を供給する
発電機７を備えている。なお、パラレルハイブリッド電
気自動車ＰＨＥＶの場合、エンジン５の回転出力は直
接、自動車を走行駆動するために利用される。
基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の
構成を示している。この実施の形態のバッテリ状態監視
装置は、バッテリ１から負荷２に流れるバッテリ電流Ｉ
ｂを検出する電流計３、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電
圧計４、このバッテリ電流Ｉｂ、バッテリ電圧Ｖｂを入
力してバッテリ容量ＳＯＣを演算し、エンジン５その他
の諸々の機器を制御するコントローラ６、エンジン５の
駆動によって発電し、バッテリ１に充電電流を供給する
発電機７を備えている。なお、パラレルハイブリッド電
気自動車ＰＨＥＶの場合、エンジン５の回転出力は直
接、自動車を走行駆動するために利用される。
【００１７】図２には、コントローラ６におけるバッテ
リ容量演算回路の構成が示してある。バッテリ容量演算
回路は、全体の制御を行う演算制御部１１、バッテリ電
流Ｉｂとバッテリ電圧Ｖｂから開放電圧ＯＣＶを求める
ＯＣＶ演算部１２、ＯＣＶ−ＳＯＣの相関特性データを
内蔵し、ＯＣＶ演算部１２から出力される開放電圧ＯＣ
Ｖに対応するバッテリ容量ＳＯＣを推定して出力するＳ
ＯＣ換算部１３、バッテリ電流Ｉｂを時間積算すること
によって電流容量ΣＡ（ｈ）を演算する電流容量演算部
１４、演算制御部１１の指示によりＳＯＣ換算部１３か
らのバッテリ容量推定値ＳＯＣに対して電流容量演算部
１４からの電流容量ΣＡ（ｈ）を用いて補正を行い最終
的なバッテリ容量ＳＯＣを求めるＳＯＣ補正部１５、そ
して最終的なバッテリ容量ＳＯＣを出力するＳＯＣ出力
部１６から構成されている。
リ容量演算回路の構成が示してある。バッテリ容量演算
回路は、全体の制御を行う演算制御部１１、バッテリ電
流Ｉｂとバッテリ電圧Ｖｂから開放電圧ＯＣＶを求める
ＯＣＶ演算部１２、ＯＣＶ−ＳＯＣの相関特性データを
内蔵し、ＯＣＶ演算部１２から出力される開放電圧ＯＣ
Ｖに対応するバッテリ容量ＳＯＣを推定して出力するＳ
ＯＣ換算部１３、バッテリ電流Ｉｂを時間積算すること
によって電流容量ΣＡ（ｈ）を演算する電流容量演算部
１４、演算制御部１１の指示によりＳＯＣ換算部１３か
らのバッテリ容量推定値ＳＯＣに対して電流容量演算部
１４からの電流容量ΣＡ（ｈ）を用いて補正を行い最終
的なバッテリ容量ＳＯＣを求めるＳＯＣ補正部１５、そ
して最終的なバッテリ容量ＳＯＣを出力するＳＯＣ出力
部１６から構成されている。
【００１８】次に、上記構成のバッテリ状態監視装置の
動作を説明する。この実施の形態の場合、図３に示すよ
うに、開放電圧ＯＣＶから換算したバッテリ容量ＳＯＣ
を直接に最終バッテリ容量ＳＯＣとして使用する領域
を、放電率が−１０Ａ〜１０Ａの範囲に設定している。
なお、この領域は、従来例のところで説明したように、
図６に示したグラフにおいて、リチウムイオンバッテリ
の放電率の変化による内部抵抗の変化率がほぼ一定であ
る範囲、−３０Ａ〜＋３０Ａ程度の範囲内に設定するこ
とができる。 ＯＣＶ演算部１２はバッテリ電流計３の
検出するバッテリ電流Ｉｂ（放電時プラス（＋）、充電
時マイナス（−）とする）、バッテリ電圧計４の検出す
るバッテリ電圧Ｖｂを所定の周期で取り込む。そして、
これまでに取り込んだ有効な２組のバッテリ電流とバッ
テリ電圧との検出値（ここで採用する検出値は内部抵抗
を有効に演算できる２組の検出値を採用する）Ｉb1，Ｉ
b2；Ｖb1，Ｖb2により、上述した式によって内部抵抗Ｒ
ｎを求めておき、新たに取り込んだバッテリ電流Ｉｂと
バッテリ電圧Ｖｂにより、開放電圧ＯＣＶを、 ＯＣＶ＝Ｖｂ＋Ｉｂ・Ｒｎ によって求め、ＳＯＣ換算部１３に出力する。
動作を説明する。この実施の形態の場合、図３に示すよ
うに、開放電圧ＯＣＶから換算したバッテリ容量ＳＯＣ
を直接に最終バッテリ容量ＳＯＣとして使用する領域
を、放電率が−１０Ａ〜１０Ａの範囲に設定している。
なお、この領域は、従来例のところで説明したように、
図６に示したグラフにおいて、リチウムイオンバッテリ
の放電率の変化による内部抵抗の変化率がほぼ一定であ
る範囲、−３０Ａ〜＋３０Ａ程度の範囲内に設定するこ
とができる。 ＯＣＶ演算部１２はバッテリ電流計３の
検出するバッテリ電流Ｉｂ（放電時プラス（＋）、充電
時マイナス（−）とする）、バッテリ電圧計４の検出す
るバッテリ電圧Ｖｂを所定の周期で取り込む。そして、
これまでに取り込んだ有効な２組のバッテリ電流とバッ
テリ電圧との検出値（ここで採用する検出値は内部抵抗
を有効に演算できる２組の検出値を採用する）Ｉb1，Ｉ
b2；Ｖb1，Ｖb2により、上述した式によって内部抵抗Ｒ
ｎを求めておき、新たに取り込んだバッテリ電流Ｉｂと
バッテリ電圧Ｖｂにより、開放電圧ＯＣＶを、 ＯＣＶ＝Ｖｂ＋Ｉｂ・Ｒｎ によって求め、ＳＯＣ換算部１３に出力する。
【００１９】ＳＯＣ換算部１３では、内蔵する図５に示
した開放電圧ＯＣＶ−バッテリ容量ＳＯＣ相関特性デー
タを参照し、入力されるバッテリ開放電圧ＯＣＶに対応
するバッテリ容量ＳＯＣを求めて出力する。
した開放電圧ＯＣＶ−バッテリ容量ＳＯＣ相関特性デー
タを参照し、入力されるバッテリ開放電圧ＯＣＶに対応
するバッテリ容量ＳＯＣを求めて出力する。
【００２０】演算制御部１１はバッテリ電流Ｉｂを監視
していて、このバッテリ電流Ｉｂが上述した所定の電流
範囲を逸脱した場合、電流容量演算部１４に積算指令を
与え、またＳＯＣ補正部１５に補正指令を与える。
していて、このバッテリ電流Ｉｂが上述した所定の電流
範囲を逸脱した場合、電流容量演算部１４に積算指令を
与え、またＳＯＣ補正部１５に補正指令を与える。
【００２１】そして、電流容量演算部１４は、入力され
るバッテリ電流Ｉｂの時間積分を行って電流容量積算値
ΣＡ（ｈ）を求めてＳＯＣ補正部１５に出力する。ＳＯ
Ｃ補正部１５は、制御演算部１１から補正指令がない場
合にはＳＯＣ換算部１３からのバッテリ容量ＳＯＣを最
終バッテリ容量としてＳＯＣ出力部１６に出力し、制御
演算部１１から補正指令を受け取ると、ＳＯＣ換算部１
３からのバッテリ容量換算値ＳＯＣに対して、電流容量
演算部１４からの電流容量積算値ΣＡ（ｈ）を加算して
最終バッテリ容量ＳＯＣを推定し、ＳＯＣ出力部１６に
出力する。
るバッテリ電流Ｉｂの時間積分を行って電流容量積算値
ΣＡ（ｈ）を求めてＳＯＣ補正部１５に出力する。ＳＯ
Ｃ補正部１５は、制御演算部１１から補正指令がない場
合にはＳＯＣ換算部１３からのバッテリ容量ＳＯＣを最
終バッテリ容量としてＳＯＣ出力部１６に出力し、制御
演算部１１から補正指令を受け取ると、ＳＯＣ換算部１
３からのバッテリ容量換算値ＳＯＣに対して、電流容量
演算部１４からの電流容量積算値ΣＡ（ｈ）を加算して
最終バッテリ容量ＳＯＣを推定し、ＳＯＣ出力部１６に
出力する。
【００２２】つまり、次のような補正演算を行うのであ
る。
る。
【００２３】
【数１】 ここで、Ｋはバッテリ容量推定値であり、次の電流容量
ＡｈをＳＯＣの単位である％に合わせるための換算値で
ある。すなわち、
ＡｈをＳＯＣの単位である％に合わせるための換算値で
ある。すなわち、
【数２】 で求める。例えば、１Ａｈは３３％であり、３Ａｈであ
れば１００％であるので、Ｋ＝１Ａｈ／３３％を用い
る。
れば１００％であるので、Ｋ＝１Ａｈ／３３％を用い
る。
【００２４】これにより、ＳＯＣ出力部１６は最終バッ
テリ容量として、開放電圧ＯＣＶから正確に換算できる
電流範囲を超えたバッテリの使用状態においても電流容
量によりバッテリ容量を補正してほぼ正確にバッテリ容
量ＳＯＣを出力することができる。
テリ容量として、開放電圧ＯＣＶから正確に換算できる
電流範囲を超えたバッテリの使用状態においても電流容
量によりバッテリ容量を補正してほぼ正確にバッテリ容
量ＳＯＣを出力することができる。
【００２５】制御演算部１１は、バッテリ電流Ｉｂが所
定範囲内に復帰したときには電流容量演算部１４とＳＯ
Ｃ補正部１５に対してリセット指令を与え、電流容量演
算部１４の電流容量積算演算をリセットさせ、またＳＯ
Ｃ補正部１５の電流容量積算値ΣＡ（ｈ）による補正演
算を中止させ、ＳＯＣ換算部１３が出力するＳＯＣ換算
値を最終ＳＯＣとしてＳＯＣ出力部１６に出力するよう
にする。
定範囲内に復帰したときには電流容量演算部１４とＳＯ
Ｃ補正部１５に対してリセット指令を与え、電流容量演
算部１４の電流容量積算演算をリセットさせ、またＳＯ
Ｃ補正部１５の電流容量積算値ΣＡ（ｈ）による補正演
算を中止させ、ＳＯＣ換算部１３が出力するＳＯＣ換算
値を最終ＳＯＣとしてＳＯＣ出力部１６に出力するよう
にする。
【００２６】これにより、バッテリ開放電圧ＯＣＶから
バッテリ容量ＳＯＣを正確に換算できる範囲では常にそ
の換算値を用いてバッテリ容量ＳＯＣを求め、換算が正
確にできる範囲を逸脱する使用状態では電流容量積算値
によってバッテリ容量を補正し、常にほぼ正確なバッテ
リ容量ＳＯＣを演算出力できる。
バッテリ容量ＳＯＣを正確に換算できる範囲では常にそ
の換算値を用いてバッテリ容量ＳＯＣを求め、換算が正
確にできる範囲を逸脱する使用状態では電流容量積算値
によってバッテリ容量を補正し、常にほぼ正確なバッテ
リ容量ＳＯＣを演算出力できる。
【００２７】なお、電流容量演算部１４は、バッテリ１
の特性に依存するが、リチウムイオンバッテリの場合、
例えば、バッテリ電流Ｉｂの使用状態が、１秒当りに６
０Ａ以上も急激に変化するようなものであれば、バッテ
リ電圧Ｖｂはバッテリ電流Ｉｂの放電に見合う電圧値ま
で低下するのに時間遅れがあり、バッテリ電流Ｉｂとバ
ッテリ電圧Ｖｂによってバッテリ開放電圧ＯＣＶを求め
ても正確な値を得ることができなくなる。
の特性に依存するが、リチウムイオンバッテリの場合、
例えば、バッテリ電流Ｉｂの使用状態が、１秒当りに６
０Ａ以上も急激に変化するようなものであれば、バッテ
リ電圧Ｖｂはバッテリ電流Ｉｂの放電に見合う電圧値ま
で低下するのに時間遅れがあり、バッテリ電流Ｉｂとバ
ッテリ電圧Ｖｂによってバッテリ開放電圧ＯＣＶを求め
ても正確な値を得ることができなくなる。
【００２８】そこで、制御演算部１１にこのバッテリ電
流Ｉｂの時間変化をも監視させ、例えば、２０Ｃ（１時
間放電容量１Ｃの２０倍の速さでの放電）を超える放電
である場合にも、ＯＣＶからＳＯＣを換算して最終バッ
テリ容量を求めることを中止し、電流容量演算部１４に
電流容量積算演算を開始させ、直前のＳＯＣに対して補
正演算を行い、最終ＳＯＣを出力する構成にすることが
できる。
流Ｉｂの時間変化をも監視させ、例えば、２０Ｃ（１時
間放電容量１Ｃの２０倍の速さでの放電）を超える放電
である場合にも、ＯＣＶからＳＯＣを換算して最終バッ
テリ容量を求めることを中止し、電流容量演算部１４に
電流容量積算演算を開始させ、直前のＳＯＣに対して補
正演算を行い、最終ＳＯＣを出力する構成にすることが
できる。
【図１】本発明の１つの実施の形態の構成のブロック
図。
図。
【図２】上記の実施の形態におけるコントローラの詳し
い構成を示すブロック図。
い構成を示すブロック図。
【図３】上記の実施の形態によるバッテリ容量ＳＯＣ演
算の場合分けを示す説明図。
算の場合分けを示す説明図。
【図４】一般的なリチウムイオンバッテリの開放電圧Ｏ
ＣＶとバッテリ電流との関係を示すグラフ。
ＣＶとバッテリ電流との関係を示すグラフ。
【図５】一般的なリチウムイオンバッテリの開放電圧Ｏ
ＣＶ−バッテリ容量ＳＯＣの関係を示すグラフ。
ＣＶ−バッテリ容量ＳＯＣの関係を示すグラフ。
【図６】一般的なリチウムイオンバッテリの内部抵抗特
性の変化を示すグラフ。
性の変化を示すグラフ。
１ バッテリ ２ 負荷 ３ 電流計 ４ 電圧計 ５ エンジン ６ コントローラ １１ 演算制御部 １２ ＯＣＶ演算部 １３ ＳＯＣ換算部 １４ 電流容量演算部 １５ ＳＯＣ補正部 １６ ＳＯＣ出力部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB11 CB12 CB13 CB21 CB22 CB31 CB32 CC01 CC04 CC27 5H030 AA08 AA10 AS08 FF42 FF44 5H115 PG04 PI13 PI22 PU01 PU25 QN15 QN23 TI01 TI05 TI06 TR19
Claims (3)
- 【請求項１】 バッテリ電流を検出する電流検出手段
と、 バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電流検出手段の検出した前記バッテリ電流と前記電
圧検出手段の検出した前記バッテリ電圧とに基づいて、
バッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、 前記バッテリ電流、前記バッテリ電圧及び前記内部抵抗
を用いてバッテリ開放電圧を演算する開放電圧演算手段
と、 前記開放電圧演算手段の算出した前記バッテリ開放電圧
からバッテリ容量を推定するバッテリ容量推定手段と、 前記バッテリ電流を用いて電流容量を積算する電流容量
演算手段と、 前記バッテリ電流が所定範囲内にある場合には前記バッ
テリ容量推定手段の推定する前記バッテリ容量を最終バ
ッテリ容量とし、前記バッテリ電流が前記所定範囲外で
ある場合には当該所定範囲外に逸脱する直前に前記バッ
テリ容量推定手段の推定したバッテリ容量に対して、当
該所定範囲外に逸脱した時点以降に前記電流容量演算手
段の積算した電流容量を加算して最終バッテリ容量とし
て出力するバッテリ容量補正手段とを備えて成るバッテ
リ状態監視装置。 - 【請求項２】 前記バッテリ容量補正手段は、前記内部
抵抗の電流依存変化率がほぼ一定の範囲を前記バッテリ
電流の所定範囲としたことを特徴とする請求項１に記載
のバッテリ状態監視装置。 - 【請求項３】 前記バッテリ容量補正手段は、前記バッ
テリ電流が前記所定範囲内に復帰したときに、前記最終
バッテリ容量を前記バッテリ容量推定手段の推定する前
記バッテリ容量にリセットすることを特徴とする請求項
１または２に記載のバッテリ状態監視装置。
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|---|---|---|---|
| JP11257099A JP3669202B2 (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | バッテリ状態監視装置 |
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| JP11257099A JP3669202B2 (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | バッテリ状態監視装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306613A true JP2000306613A (ja) | 2000-11-02 |
| JP3669202B2 JP3669202B2 (ja) | 2005-07-06 |
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ID=14590027
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP11257099A Expired - Fee Related JP3669202B2 (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | バッテリ状態監視装置 |
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-
1999
- 1999-04-20 JP JP11257099A patent/JP3669202B2/ja not_active Expired - Fee Related
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