JP2002042895A - バッテリの状態検出装置 - Google Patents
バッテリの状態検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ニッケル化合物を正極に用いたバッテリの使
用可能容量の減少がメモリ効果又は劣化のいずれに起因
するかを正しく判断する。 【解決手段】 まず、内部抵抗安定領域における１セル
当たりの内部抵抗が第一の所定抵抗値かを判定し（ステ
ップＳ２）、「内部抵抗＜第一の所定抵抗値（１．３ｍ
Ω／セル）」の場合は、使用可能残容量の比率（初期
比）が所定比率（８０％）以下であるかを判定する（ス
テップＳ３）。そして、「内部抵抗＜第一の所定抵抗
値」かつ「初期比＜所定比率」の場合はメモリ効果の発
生有りと判断し、リフレッシュ充電を行う（ステップＳ
４）。他方、「第二の所定抵抗値（２．０ｍΩ／セル）
≦内部抵抗」の場合は劣化の発生と判断し（ステップＳ
１５）、リフレッシュ充電を行わない。
用可能容量の減少がメモリ効果又は劣化のいずれに起因
するかを正しく判断する。 【解決手段】 まず、内部抵抗安定領域における１セル
当たりの内部抵抗が第一の所定抵抗値かを判定し（ステ
ップＳ２）、「内部抵抗＜第一の所定抵抗値（１．３ｍ
Ω／セル）」の場合は、使用可能残容量の比率（初期
比）が所定比率（８０％）以下であるかを判定する（ス
テップＳ３）。そして、「内部抵抗＜第一の所定抵抗
値」かつ「初期比＜所定比率」の場合はメモリ効果の発
生有りと判断し、リフレッシュ充電を行う（ステップＳ
４）。他方、「第二の所定抵抗値（２．０ｍΩ／セル）
≦内部抵抗」の場合は劣化の発生と判断し（ステップＳ
１５）、リフレッシュ充電を行わない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル化合物を
正極に用いたバッテリの使用可能容量の減少がメモリ効
果又は劣化のいずれに起因するかを判断するバッテリの
状態検出装置に関するものである。
正極に用いたバッテリの使用可能容量の減少がメモリ効
果又は劣化のいずれに起因するかを判断するバッテリの
状態検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ニッケル化合物を正極に用いたア
ルカリ系バッテリの充電制御においては、例えば、充電
停止条件が整った場合の残容量を検知し、その時の充電
量もしくは放電量が初期状態よりも減少していた場合に
は、充電停止後にリフレッシュ充電（完全充電）、もし
くはこのリフレッシュ充電よりも若干低い残容量まで追
加充電を行っていた。
ルカリ系バッテリの充電制御においては、例えば、充電
停止条件が整った場合の残容量を検知し、その時の充電
量もしくは放電量が初期状態よりも減少していた場合に
は、充電停止後にリフレッシュ充電（完全充電）、もし
くはこのリフレッシュ充電よりも若干低い残容量まで追
加充電を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、充電を
完全充電まで行わずに途中で止める場合や、高温環境化
であるために完全充電まで充電しきれない場合には、充
電不足の状態となり、この状態が続くと、バッテリにい
わゆるメモリ効果が発生する。このメモリ効果が発生す
ると、充電電位に変化が起こり、完全充電停止条件が整
った場合においても、バッテリは完全充電状態に至らな
い。
完全充電まで行わずに途中で止める場合や、高温環境化
であるために完全充電まで充電しきれない場合には、充
電不足の状態となり、この状態が続くと、バッテリにい
わゆるメモリ効果が発生する。このメモリ効果が発生す
ると、充電電位に変化が起こり、完全充電停止条件が整
った場合においても、バッテリは完全充電状態に至らな
い。
【０００４】すなわち、メモリ効果が発生したバッテリ
は、充電すると酸化還元電位へ早く到達してそれ以上の
充電ができなくなるので、適正温度環境下で充電停止条
件を満足するまで充電をしても充電不足になり、結果と
して使用可能容量が低下する。また、一定量の追加充電
を行う場合も、バッテリ劣化を考慮しつつメモリ効果解
消に至る十分な充電量を設定することが難しく、結果と
してバッテリが完全充電されていないことがあった。
は、充電すると酸化還元電位へ早く到達してそれ以上の
充電ができなくなるので、適正温度環境下で充電停止条
件を満足するまで充電をしても充電不足になり、結果と
して使用可能容量が低下する。また、一定量の追加充電
を行う場合も、バッテリ劣化を考慮しつつメモリ効果解
消に至る十分な充電量を設定することが難しく、結果と
してバッテリが完全充電されていないことがあった。
【０００５】このように、ニッケル化合物を正極とした
アルカリ系バッテリは、メモリ効果を残したまま使用可
能容量が減少した状態で使用されることが多く、さらに
は、メモリ効果による充電電圧の変化がバッテリ劣化と
同じような充電電位挙動を示すために、メモリ効果の発
生による使用可能容量の減少を早期劣化によるものと誤
って判断してしまう場合があった。
アルカリ系バッテリは、メモリ効果を残したまま使用可
能容量が減少した状態で使用されることが多く、さらに
は、メモリ効果による充電電圧の変化がバッテリ劣化と
同じような充電電位挙動を示すために、メモリ効果の発
生による使用可能容量の減少を早期劣化によるものと誤
って判断してしまう場合があった。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、ニッケル化合物を
正極に用いたバッテリの使用可能容量の減少がメモリ効
果又は劣化のいずれに起因するかを正しく判断し得る装
置を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、ニッケル化合物を
正極に用いたバッテリの使用可能容量の減少がメモリ効
果又は劣化のいずれに起因するかを正しく判断し得る装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、以下の構成を採用した。ニッケル化合物
を正極に用いたバッテリ（例えば、実施の形態における
バッテリ６）にメモリ効果又は劣化のいずれが発生して
いるかを判断するバッテリの状態検出装置であって、充
電から放電に至る過程においてバッテリから放電可能な
残容量、あるいは放電から充電に至る過程においてバッ
テリに充電可能な残容量を、バッテリ使用可能残容量と
して検出する手段（例えば、実施の形態における演算処
理部２２）と、バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗
検出手段（例えば、実施の形態における演算処理部２
２）と、バッテリの最大残容量である定格容量に対す
る、該検出されたバッテリ使用可能残容量の比率と、該
検出されたバッテリ内部抵抗とに基づいて、バッテリに
メモリ効果または劣化のいずれかが生じたことを検出す
る。
に、本発明は、以下の構成を採用した。ニッケル化合物
を正極に用いたバッテリ（例えば、実施の形態における
バッテリ６）にメモリ効果又は劣化のいずれが発生して
いるかを判断するバッテリの状態検出装置であって、充
電から放電に至る過程においてバッテリから放電可能な
残容量、あるいは放電から充電に至る過程においてバッ
テリに充電可能な残容量を、バッテリ使用可能残容量と
して検出する手段（例えば、実施の形態における演算処
理部２２）と、バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗
検出手段（例えば、実施の形態における演算処理部２
２）と、バッテリの最大残容量である定格容量に対す
る、該検出されたバッテリ使用可能残容量の比率と、該
検出されたバッテリ内部抵抗とに基づいて、バッテリに
メモリ効果または劣化のいずれかが生じたことを検出す
る。
【０００８】ここで、「バッテリ使用可能残容量の比
率」とは、最大残容量（すなわち、バッテリメーカが言
う「定格」）に対して、現在そのバッテリが何％の実容
量を持っているか、を表す。以下、この比率を「初期
比」と略記することがある。
率」とは、最大残容量（すなわち、バッテリメーカが言
う「定格」）に対して、現在そのバッテリが何％の実容
量を持っているか、を表す。以下、この比率を「初期
比」と略記することがある。
【０００９】また、本発明は、このような構成におい
て、前記内部抵抗が第一所定抵抗値（例えば、実施の形
態では１．３ｍΩ／セル）以下かつ前記使用可能残容量
の比率（例えば、実施の形態では８０％）が所定比率以
下の場合はメモリ効果の発生と判断し、前記内部抵抗が
第二所定抵抗値（例えば、実施の形態では２．０ｍΩ／
セル）以上の場合は劣化の発生と判断する。
て、前記内部抵抗が第一所定抵抗値（例えば、実施の形
態では１．３ｍΩ／セル）以下かつ前記使用可能残容量
の比率（例えば、実施の形態では８０％）が所定比率以
下の場合はメモリ効果の発生と判断し、前記内部抵抗が
第二所定抵抗値（例えば、実施の形態では２．０ｍΩ／
セル）以上の場合は劣化の発生と判断する。
【００１０】以上の構成によれば、使用可能残容量の比
率だけでなく、バッテリ内部抵抗も判断要素に加わるの
で、バッテリにメモリ効果が発生していることを早期劣
化と誤ることなく正しく判断することが可能になる。
率だけでなく、バッテリ内部抵抗も判断要素に加わるの
で、バッテリにメモリ効果が発生していることを早期劣
化と誤ることなく正しく判断することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の一実施の形態について説明する。本実施の形態
によるバッテリの状態検出装置は、例えば電気自動車や
ハイブリッド車両等に備えられ、図１に示すように、電
流センサ１と、制御装置２と、残容量計３と、電圧セン
サ４と、例えば冷却媒体として水や空気等を利用する冷
却装置５と、バッテリ６と、バッテリ温度センサ７と、
冷却温度センサ８と、例えばモータや発電機等からなる
負荷１１とを備えて構成されている。
本発明の一実施の形態について説明する。本実施の形態
によるバッテリの状態検出装置は、例えば電気自動車や
ハイブリッド車両等に備えられ、図１に示すように、電
流センサ１と、制御装置２と、残容量計３と、電圧セン
サ４と、例えば冷却媒体として水や空気等を利用する冷
却装置５と、バッテリ６と、バッテリ温度センサ７と、
冷却温度センサ８と、例えばモータや発電機等からなる
負荷１１とを備えて構成されている。
【００１２】バッテリ６は、Ｎｉ化合物を正極に用いた
アルカリ系の電池が用いられ、本実施の形態では、水素
吸蔵合金を負極に用いたＮi−ＭＨ電池により構成され
ている。制御装置２は、記憶部２１と、演算処理部（内
部抵抗検出手段を兼ねる）２２と、タイマー２３とを備
えて構成されており、バッテリ６の充放電制御を行う
他、表示パネル等に設けられた残容量計３への残容量表
示等を行う。
アルカリ系の電池が用いられ、本実施の形態では、水素
吸蔵合金を負極に用いたＮi−ＭＨ電池により構成され
ている。制御装置２は、記憶部２１と、演算処理部（内
部抵抗検出手段を兼ねる）２２と、タイマー２３とを備
えて構成されており、バッテリ６の充放電制御を行う
他、表示パネル等に設けられた残容量計３への残容量表
示等を行う。
【００１３】制御装置２には、バッテリ６からモータや
発電機等の負荷１１へ供給される放電電流、及び、負荷
１１からバッテリ６へ供給される充電電流を検出する電
流センサ１から出力される電流Ｉｂの信号と、バッテリ
６の端子電圧を検出する電圧センサ４から出力される電
圧Ｖｂの信号と、バッテリ６の温度を検出するバッテリ
温度センサ７から出力されるバッテリ温度Ｔｂの信号
と、冷却装置５の冷却媒体の温度を検出する冷却温度セ
ンサ８から出力される冷却温度Ｔｗの信号とが入力され
る。
発電機等の負荷１１へ供給される放電電流、及び、負荷
１１からバッテリ６へ供給される充電電流を検出する電
流センサ１から出力される電流Ｉｂの信号と、バッテリ
６の端子電圧を検出する電圧センサ４から出力される電
圧Ｖｂの信号と、バッテリ６の温度を検出するバッテリ
温度センサ７から出力されるバッテリ温度Ｔｂの信号
と、冷却装置５の冷却媒体の温度を検出する冷却温度セ
ンサ８から出力される冷却温度Ｔｗの信号とが入力され
る。
【００１４】記憶部２１は、例えば初期状態等のメモリ
効果や劣化の無い状態での電圧特性を予め実験により求
めて作成した残容量修正マップ、言い換えれば、バッテ
リ６の所定残容量における電流値及び温度に対する電圧
値の関係を示すマップを備えている。このマップは、電
流積算により算出したバッテリ６の残容量を一定条件下
でリセットするためのものであり、また、後述する図３
のステップＳ３において、使用可能残容量の比率を算出
する際にも参照される。
効果や劣化の無い状態での電圧特性を予め実験により求
めて作成した残容量修正マップ、言い換えれば、バッテ
リ６の所定残容量における電流値及び温度に対する電圧
値の関係を示すマップを備えている。このマップは、電
流積算により算出したバッテリ６の残容量を一定条件下
でリセットするためのものであり、また、後述する図３
のステップＳ３において、使用可能残容量の比率を算出
する際にも参照される。
【００１５】演算処理部２２は、例えば、バッテリ６の
残容量，内部抵抗，使用可能残容量の比率等を算出す
る。バッテリ６の残容量は、充電電流及び充電電流の電
流Ｉｂを積算して積算充電量及び積算放電量を算出し、
これらの積算充電量及び積算放電量を初期状態或いは充
放電開始直前の残容量に加算或いは減算して得た電流積
算残容量を適宜上記マップでリセットしながら算出す
る。
残容量，内部抵抗，使用可能残容量の比率等を算出す
る。バッテリ６の残容量は、充電電流及び充電電流の電
流Ｉｂを積算して積算充電量及び積算放電量を算出し、
これらの積算充電量及び積算放電量を初期状態或いは充
放電開始直前の残容量に加算或いは減算して得た電流積
算残容量を適宜上記マップでリセットしながら算出す
る。
【００１６】内部抵抗は、例えば、無負荷時の開路電
圧から所定の電流値で充電もしくは放電し、開路電圧か
らの変化電位を電流値で割って求めたり、充放電時の
電流電圧特性を直線回帰してその傾きから求める。
圧から所定の電流値で充電もしくは放電し、開路電圧か
らの変化電位を電流値で割って求めたり、充放電時の
電流電圧特性を直線回帰してその傾きから求める。
【００１７】ところで、本発明の発明者は、バッテリ容
量の劣化（完全充電後容量）と内部抵抗との関係を解析
したところ、容量劣化が進むと内部抵抗も増加するとの
知見を得た。一例として、Ｎi−ＭＨバッテリ（１．２
Ｖ／セル）を０．２Ｃ（定格容量の５分の１）で充放電
した場合におけるサイクル数の変化に伴う使用可能残容
量の比率、すなわち初期比（実線）と内部抵抗（破線）
の推移を図２に示す。
量の劣化（完全充電後容量）と内部抵抗との関係を解析
したところ、容量劣化が進むと内部抵抗も増加するとの
知見を得た。一例として、Ｎi−ＭＨバッテリ（１．２
Ｖ／セル）を０．２Ｃ（定格容量の５分の１）で充放電
した場合におけるサイクル数の変化に伴う使用可能残容
量の比率、すなわち初期比（実線）と内部抵抗（破線）
の推移を図２に示す。
【００１８】この図より明らかなように、サイクル数の
増加に従って容量劣化も徐々に進み、バッテリ劣化と見
なせる使用可能残容量の比率（初期比）が８０％の付近
では、内部抵抗が急増していることがわかる。図より、
この実験に使用したＮi−ＭＨバッテリについては、内
部抵抗が２．０ｍΩ／セル以下であれば、初期比１００
％までの回復が可能であることがわかった。
増加に従って容量劣化も徐々に進み、バッテリ劣化と見
なせる使用可能残容量の比率（初期比）が８０％の付近
では、内部抵抗が急増していることがわかる。図より、
この実験に使用したＮi−ＭＨバッテリについては、内
部抵抗が２．０ｍΩ／セル以下であれば、初期比１００
％までの回復が可能であることがわかった。
【００１９】また、発明者は、容量劣化等の無い初期状
態での充放電電位と内部抵抗との関係を解析したとこ
ろ、充電領域では残容量が９０％以下、放電領域では残
容量が２０％以上であれば内部抵抗が安定する（変化し
ない）ため、この領域内で測定した内部抵抗をバッテリ
特性値として採用できるとの知見を得た。以下、この領
域を「内部抵抗安定領域」という。
態での充放電電位と内部抵抗との関係を解析したとこ
ろ、充電領域では残容量が９０％以下、放電領域では残
容量が２０％以上であれば内部抵抗が安定する（変化し
ない）ため、この領域内で測定した内部抵抗をバッテリ
特性値として採用できるとの知見を得た。以下、この領
域を「内部抵抗安定領域」という。
【００２０】さらに、発明者は、メモリ効果の発生して
いるＮi−ＭＨバッテリと発生していないＮi−ＭＨバッ
テリのそれぞれについて、内部抵抗安定領域における充
電電位と内部抵抗との関係を解析したところ、メモリ効
果無しのＮi−ＭＨバッテリでは、内部抵抗と充電電位
が共に安定しているのに対し、メモリ効果有りのＮi−
ＭＨバッテリでは、内部抵抗が安定しているにも拘わら
ず充電電位が上昇していることから、劣化バッテリと同
じような電位挙動を示すとの知見も得た。
いるＮi−ＭＨバッテリと発生していないＮi−ＭＨバッ
テリのそれぞれについて、内部抵抗安定領域における充
電電位と内部抵抗との関係を解析したところ、メモリ効
果無しのＮi−ＭＨバッテリでは、内部抵抗と充電電位
が共に安定しているのに対し、メモリ効果有りのＮi−
ＭＨバッテリでは、内部抵抗が安定しているにも拘わら
ず充電電位が上昇していることから、劣化バッテリと同
じような電位挙動を示すとの知見も得た。
【００２１】以上より、残容量が「内部抵抗安定領域」
である場合において、使用可能残容量の比率（初期比）
が所定比率（図２では、８０％）以下、かつ、内部抵抗
が第一所定抵抗値（図２では、１．３ｍΩ／セル）以下
であれば、使用可能容量の減少原因がメモリ効果の発生
によるものであると正しく判断することが可能になり、
また、使用可能残容量の比率（初期比）にかかわらず、
内部抵抗が第二所定抵抗値（図２では、２ｍΩ／セル）
以上であれば、使用可能容量の減少原因がバッテリ劣化
によるものと正しく判断することが可能になる。
である場合において、使用可能残容量の比率（初期比）
が所定比率（図２では、８０％）以下、かつ、内部抵抗
が第一所定抵抗値（図２では、１．３ｍΩ／セル）以下
であれば、使用可能容量の減少原因がメモリ効果の発生
によるものであると正しく判断することが可能になり、
また、使用可能残容量の比率（初期比）にかかわらず、
内部抵抗が第二所定抵抗値（図２では、２ｍΩ／セル）
以上であれば、使用可能容量の減少原因がバッテリ劣化
によるものと正しく判断することが可能になる。
【００２２】次に、図３を用いて、以上の知見を踏まえ
た制御装置２によるメモリ効果解消のための充電制御フ
ローを説明する。まず、ステップＳ１において、内部抵
抗測定前条件の成否を判定する。具体的には、電気化学
反応時に内部抵抗が安定した状態にあるかを残容量によ
って判定し、「２０％≦残容量≦９０％」の場合、すな
わち、内部抵抗測定前条件が成立する場合は、ステップ
Ｓ２に進み、「残容量＜２０％」又は「９０％＜残容
量」の場合は、本フローによる処理を終了する。
た制御装置２によるメモリ効果解消のための充電制御フ
ローを説明する。まず、ステップＳ１において、内部抵
抗測定前条件の成否を判定する。具体的には、電気化学
反応時に内部抵抗が安定した状態にあるかを残容量によ
って判定し、「２０％≦残容量≦９０％」の場合、すな
わち、内部抵抗測定前条件が成立する場合は、ステップ
Ｓ２に進み、「残容量＜２０％」又は「９０％＜残容
量」の場合は、本フローによる処理を終了する。
【００２３】ステップＳ２では、測定した１セル当たり
の内部抵抗が第一の所定抵抗値（例えば、１．３ｍΩ／
セル）以下であるかを判定し、「内部抵抗＜第一の所定
抵抗値」の場合は、ステップＳ３に進み、「第一の所定
抵抗値≦内部抵抗」の場合は、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ３では、使用可能残容量の比率（初期比）を
算出し、この初期比が所定比率（例えば、８０％）以下
であるかを判定する。
の内部抵抗が第一の所定抵抗値（例えば、１．３ｍΩ／
セル）以下であるかを判定し、「内部抵抗＜第一の所定
抵抗値」の場合は、ステップＳ３に進み、「第一の所定
抵抗値≦内部抵抗」の場合は、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ３では、使用可能残容量の比率（初期比）を
算出し、この初期比が所定比率（例えば、８０％）以下
であるかを判定する。
【００２４】使用可能残容量の比率（初期比）は、例え
ば、定格残容量の９０％に相当するバッテリ電圧Ｖ1
と、定格残容量の１０％に相当するバッテリ電圧Ｖ2と
を、上記マップより予め求めておき、バッテリを充電ま
たは放電させ、電圧センサ４でバッテリ電圧Ｖ1，Ｖ2を
検知するまでの間に、最大残容量である定格容量に対し
て何％の充電電流あるいは放電電流が流れたかを電流セ
ンサ１で検知することにより推定する。この場合におい
て、所定残容量幅で検知する（０％から１００％の間で
測定しない）のは、検知精度の問題と、バッテリ保護の
観点からである。
ば、定格残容量の９０％に相当するバッテリ電圧Ｖ1
と、定格残容量の１０％に相当するバッテリ電圧Ｖ2と
を、上記マップより予め求めておき、バッテリを充電ま
たは放電させ、電圧センサ４でバッテリ電圧Ｖ1，Ｖ2を
検知するまでの間に、最大残容量である定格容量に対し
て何％の充電電流あるいは放電電流が流れたかを電流セ
ンサ１で検知することにより推定する。この場合におい
て、所定残容量幅で検知する（０％から１００％の間で
測定しない）のは、検知精度の問題と、バッテリ保護の
観点からである。
【００２５】そして、「初期比＜所定比率」の場合は、
メモリ効果の発生有りと判断してステップＳ４に進み、
「所定比率≦初期比」の場合は、正常であると判断し
（ステップＳ５）、本フローによる処理を終了する。ス
テップＳ４では、図４に示す制御マップに従い、残容量
に応じたリフレッシュ充電量を求め、メモリ効果解消の
ためのリフレッシュ充電を行う。
メモリ効果の発生有りと判断してステップＳ４に進み、
「所定比率≦初期比」の場合は、正常であると判断し
（ステップＳ５）、本フローによる処理を終了する。ス
テップＳ４では、図４に示す制御マップに従い、残容量
に応じたリフレッシュ充電量を求め、メモリ効果解消の
ためのリフレッシュ充電を行う。
【００２６】この場合において、特に夏場のような高温
度環境下では、バッテリ温度Ｔｂが上昇し、リフレッシ
ュ充電によるメモリ効果解消の効果が不十分となる虞れ
があるため、バッテリ温度Ｔｂをバッテリ温度センサ７
で検知しながら、リフレッシュ充電量をコントロールす
る。
度環境下では、バッテリ温度Ｔｂが上昇し、リフレッシ
ュ充電によるメモリ効果解消の効果が不十分となる虞れ
があるため、バッテリ温度Ｔｂをバッテリ温度センサ７
で検知しながら、リフレッシュ充電量をコントロールす
る。
【００２７】なお、バッテリ温度Ｔｂが高く、リフレッ
シュ充電を実施してもメモリ効果解消の効果が不十分と
なる虞れのある場合には、その効果が十分に発揮し得る
まで環境温度が下がった時点で、リフレッシュ充電を再
実施する。この場合には、充電しきれなかったリフレッ
シュ充電量の残量を記憶部２１に記憶しておき、再実施
の際にその残量相当分を充電する。
シュ充電を実施してもメモリ効果解消の効果が不十分と
なる虞れのある場合には、その効果が十分に発揮し得る
まで環境温度が下がった時点で、リフレッシュ充電を再
実施する。この場合には、充電しきれなかったリフレッ
シュ充電量の残量を記憶部２１に記憶しておき、再実施
の際にその残量相当分を充電する。
【００２８】ステップＳ２において、「第一の所定抵抗
値≦内部抵抗」の場合は、ステップＳ１１において、１
セル当たりの内部抵抗が第二の所定抵抗値（例えば、２
ｍΩ）以下であるかを判定し、「内部抵抗＜第二の所定
抵抗値」の場合はステップＳ１２に進み、「第二の所定
抵抗値≦内部抵抗」の場合は、劣化と判断し（ステップ
Ｓ１５）、本フローによる処理を終了する。
値≦内部抵抗」の場合は、ステップＳ１１において、１
セル当たりの内部抵抗が第二の所定抵抗値（例えば、２
ｍΩ）以下であるかを判定し、「内部抵抗＜第二の所定
抵抗値」の場合はステップＳ１２に進み、「第二の所定
抵抗値≦内部抵抗」の場合は、劣化と判断し（ステップ
Ｓ１５）、本フローによる処理を終了する。
【００２９】ステップＳ１２では、ステップＳ３で求め
た使用可能残容量の比率（初期比）が第二の所定比率
（例えば、７０％）以下であるかを判定し、「初期比＜
第二の所定比率」の場合は、メモリ効果の発生有りと判
断してステップＳ１３に進み、「第二の所定比率≦初期
比」の場合は、正常（但し、やや劣化傾向）と判断し
（ステップＳ１４）、本フローによる処理を終了する。
ステップＳ１３では、図５に示す制御マップに従い、残
容量に応じたリフレッシュ充電量を求め、メモリ効果解
消のためのリフレッシュ充電を行う。
た使用可能残容量の比率（初期比）が第二の所定比率
（例えば、７０％）以下であるかを判定し、「初期比＜
第二の所定比率」の場合は、メモリ効果の発生有りと判
断してステップＳ１３に進み、「第二の所定比率≦初期
比」の場合は、正常（但し、やや劣化傾向）と判断し
（ステップＳ１４）、本フローによる処理を終了する。
ステップＳ１３では、図５に示す制御マップに従い、残
容量に応じたリフレッシュ充電量を求め、メモリ効果解
消のためのリフレッシュ充電を行う。
【００３０】この図５に示す制御マップは、図４の制御
マップと比較して、同一残容量に対するリフレッシュ充
電量が低めに設定されている。これは、「第一の所定抵
抗値≦内部抵抗」の場合は、バッテリが若干劣化傾向に
あると考えられるため、新品バッテリよりも少なめのリ
フレッシュ充電量にしないと、過充電になる虞れがある
からである。
マップと比較して、同一残容量に対するリフレッシュ充
電量が低めに設定されている。これは、「第一の所定抵
抗値≦内部抵抗」の場合は、バッテリが若干劣化傾向に
あると考えられるため、新品バッテリよりも少なめのリ
フレッシュ充電量にしないと、過充電になる虞れがある
からである。
【００３１】また、ステップＳ１２において、ステップ
Ｓ３よりもリフレッシュ充電の要否判定閾値を低めに設
定したのは、以下の理由による。すなわち、バッテリが
若干劣化傾向にあると、それが使用可能残容量の初期比
減少に影響する虞れがある一方で、「内部抵抗＜第二の
所定抵抗値」の場合は、バッテリ劣化のみによって、
「初期比＜第二の所定比率」にまで低下することはな
い。
Ｓ３よりもリフレッシュ充電の要否判定閾値を低めに設
定したのは、以下の理由による。すなわち、バッテリが
若干劣化傾向にあると、それが使用可能残容量の初期比
減少に影響する虞れがある一方で、「内部抵抗＜第二の
所定抵抗値」の場合は、バッテリ劣化のみによって、
「初期比＜第二の所定比率」にまで低下することはな
い。
【００３２】そこで、ステップＳ１２での判定閾値をス
テップＳ３よりも低めに設定することにより、バッテリ
が劣化傾向にあり、かつメモリ効果が発生している状態
においても、メモリ効果の発生を正しく検知してリフレ
ッシュ充電を行えるようにしている。この場合に、図４
に示す制御マップに基づくリフレッシュ充電を行うと、
過充電となってバッテリ寿命の低下を来す虞れがあるた
め、ステップ４のそれよりもリフレッシュ充電量を低め
に設定している。
テップＳ３よりも低めに設定することにより、バッテリ
が劣化傾向にあり、かつメモリ効果が発生している状態
においても、メモリ効果の発生を正しく検知してリフレ
ッシュ充電を行えるようにしている。この場合に、図４
に示す制御マップに基づくリフレッシュ充電を行うと、
過充電となってバッテリ寿命の低下を来す虞れがあるた
め、ステップ４のそれよりもリフレッシュ充電量を低め
に設定している。
【００３３】また、高温度環境下でバッテリ温度Ｔｂを
バッテリ温度センサ７で検知しながら、リフレッシュ充
電量をコントロールする点と、バッテリ温度Ｔｂが高
く、リフレッシュ充電を実施してもメモリ効果解消の効
果が不十分となる虞れのある場合は、環境温度が下がっ
てからリフレッシュ充電を実施する点については、ステ
ップＳ４における充電制御と同様である。
バッテリ温度センサ７で検知しながら、リフレッシュ充
電量をコントロールする点と、バッテリ温度Ｔｂが高
く、リフレッシュ充電を実施してもメモリ効果解消の効
果が不十分となる虞れのある場合は、環境温度が下がっ
てからリフレッシュ充電を実施する点については、ステ
ップＳ４における充電制御と同様である。
【００３４】以上説明したように、本実施の形態による
バッテリの状態検出装置によれば、使用可能残容量の減
少に対し、その原因をバッテリ劣化によるものと誤るこ
となく、正しくメモリ効果の発生によるものと判断する
ことができるので、メモリ効果が解消するまでリフレッ
シュ充電を実施することにより、バッテリ使用可能容量
を効果的に回復させることが可能になる。
バッテリの状態検出装置によれば、使用可能残容量の減
少に対し、その原因をバッテリ劣化によるものと誤るこ
となく、正しくメモリ効果の発生によるものと判断する
ことができるので、メモリ効果が解消するまでリフレッ
シュ充電を実施することにより、バッテリ使用可能容量
を効果的に回復させることが可能になる。
【００３５】特に、電気自動車用のバッテリにあって
は、高温環境下に晒される頻度が民生用より多く、しか
もドライバによる使い勝手の関係で完全充電頻度が少な
くなるため、メモリ効果発生による走行距離の減少を招
き易い。かかる走行距離の減少は、商品性を著しく損な
うことになるから、本実施の形態によるバッテリの状態
検出装置は、電気自動車用バッテリに対して特に有効で
ある。
は、高温環境下に晒される頻度が民生用より多く、しか
もドライバによる使い勝手の関係で完全充電頻度が少な
くなるため、メモリ効果発生による走行距離の減少を招
き易い。かかる走行距離の減少は、商品性を著しく損な
うことになるから、本実施の形態によるバッテリの状態
検出装置は、電気自動車用バッテリに対して特に有効で
ある。
【００３６】なお、本発明は上記実施の形態に限られる
ものではなく、また、上述した各具体的数値は、あくま
でも一例であって、これに限られるものではない。従っ
て、本発明における第一所定抵抗値及び第二所定抵抗値
や所定比率に関しては、バッテリの種類や、同種のバッ
テリにおいても固体差に応じて、適宜の値に設定するこ
とが可能である。
ものではなく、また、上述した各具体的数値は、あくま
でも一例であって、これに限られるものではない。従っ
て、本発明における第一所定抵抗値及び第二所定抵抗値
や所定比率に関しては、バッテリの種類や、同種のバッ
テリにおいても固体差に応じて、適宜の値に設定するこ
とが可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリにメモリ効果が発生していることを早期劣化と
誤ることなく正しく判断することができる。これによ
り、使用開始後初期の段階でメモリ効果の発生有りと判
断した場合には、リフレッシュ充電を実施してメモリ効
果の解消を図り、バッテリの使用可能容量を効果的に回
復させることが可能になる。
バッテリにメモリ効果が発生していることを早期劣化と
誤ることなく正しく判断することができる。これによ
り、使用開始後初期の段階でメモリ効果の発生有りと判
断した場合には、リフレッシュ充電を実施してメモリ効
果の解消を図り、バッテリの使用可能容量を効果的に回
復させることが可能になる。
【図１】 本発明に係るバッテリの状態検出装置の一実
施の形態を示す全体構成図である。
施の形態を示す全体構成図である。
【図２】 使用可能残容量の比率（初期比）及び内部抵
抗とサイクル数の変化との相関図である。
抗とサイクル数の変化との相関図である。
【図３】 メモリ効果解消のために実施される充電制御
の内容を示すフローチャートである。
の内容を示すフローチャートである。
【図４】 図３のステップＳ４で実施されるリフレッシ
ュ充電の制御マップ図である。
ュ充電の制御マップ図である。
【図５】 図３のステップＳ１３で実施されるリフレッ
シュ充電の制御マップ図である。
シュ充電の制御マップ図である。
１ 電流センサ ２ 制御装置 ４ 電圧センサ ６ バッテリ ７ バッテリ温度センサ ２２ 演算処理部（内部抵抗検出手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB06 CB12 CB31 CC01 CC04 CC06 CC13 CC27 CC28 CE08 5G003 BA01 DA04 EA09 GC05 5H030 AS20 BB01 BB21 FF41 FF43 FF44 FF51
Claims (2)
- 【請求項１】 ニッケル化合物を正極に用いたバッテ
リにメモリ効果又は劣化のいずれが発生しているかを判
断するバッテリの状態検出装置であって、 充電から放電に至る過程においてバッテリから放電可能
な残容量、あるいは放電から充電に至る過程においてバ
ッテリに充電可能な残容量を、バッテリ使用可能残容量
として検出する手段と、 バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段と、 バッテリの最大残容量である定格容量に対する、該検出
されたバッテリ使用可能残容量の比率と、該検出された
バッテリ内部抵抗とに基づいて、バッテリにメモリ効果
または劣化のいずれかが生じたことを検出するバッテリ
の状態検出装置。 - 【請求項２】 前記内部抵抗が第一所定抵抗値以下か
つ前記使用可能残容量の比率が所定比率以下の場合はメ
モリ効果の発生と判断し、 前記内部抵抗が第二所定抵抗値以上の場合は劣化の発生
と判断することを特徴とする請求項１記載のバッテリの
状態検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000219390A JP2002042895A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | バッテリの状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000219390A JP2002042895A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | バッテリの状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002042895A true JP2002042895A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18714185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000219390A Withdrawn JP2002042895A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | バッテリの状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002042895A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7675291B2 (en) | 2003-08-25 | 2010-03-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for monitoring deterioration of battery |
| CN102282477A (zh) * | 2009-03-24 | 2011-12-14 | 松下电器产业株式会社 | 电池异常检测电路及电源装置 |
| CN101425698B (zh) * | 2007-10-30 | 2012-09-05 | 索尼株式会社 | 电池组、给蓄电池充电的方法以及电池充电器 |
| WO2019159584A1 (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | 株式会社デンソー | 二次電池の異常判定装置 |
-
2000
- 2000-07-19 JP JP2000219390A patent/JP2002042895A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7675291B2 (en) | 2003-08-25 | 2010-03-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for monitoring deterioration of battery |
| CN101425698B (zh) * | 2007-10-30 | 2012-09-05 | 索尼株式会社 | 电池组、给蓄电池充电的方法以及电池充电器 |
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| WO2019159584A1 (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | 株式会社デンソー | 二次電池の異常判定装置 |
| JP2019138852A (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | 株式会社デンソー | 二次電池の異常判定装置 |
| EP3754351A4 (en) * | 2018-02-14 | 2021-04-07 | Denso Corporation | DEVICE FOR DETERMINING ANOMALIES IN A SECONDARY BATTERY |
| US11340277B2 (en) | 2018-02-14 | 2022-05-24 | Denso Corporation | Abnormality determination device for secondary battery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071002 |