JP2002071769A - 電池の充放電状態の検知方法 - Google Patents
電池の充放電状態の検知方法Info
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な充電および放電過程を経た二次電池の
充放電状態を、高い精度および信頼性をもって検知する
方法を提供する。 【構成】 電池の開回路電圧を基準にして電池の充放電
状態を検知する方法であって、前記開回路電圧は実測さ
れた電圧から履歴電圧および通電による電圧変動値を除
去して算定する。
充放電状態を、高い精度および信頼性をもって検知する
方法を提供する。 【構成】 電池の開回路電圧を基準にして電池の充放電
状態を検知する方法であって、前記開回路電圧は実測さ
れた電圧から履歴電圧および通電による電圧変動値を除
去して算定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池の充放電状態の
検知方法、特に複雑な充電や放電を経過した電池に対し
てもその充放電状態を精度良く検知するための電池の充
放電状態の検知方法に関する。
検知方法、特に複雑な充電や放電を経過した電池に対し
てもその充放電状態を精度良く検知するための電池の充
放電状態の検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電池の充放電状態を検知する方法
としては、初期の充放電状態を基準にしてその後に流れ
た通電電気量から求める方法（以下通電電気量法とい
う）がある。この方法の場合、通電電気量と電池の充放
電状態変化量との間には、電池の充電効率が１００％に
満たないことおよび自己放電によって消失する電気量を
無視している等により誤差が生じる。従って、サイクル
を重ねたり時間を経過するにつれその誤差が積算される
ため、検知された充放電状態に大きな狂いが生じる問題
があった。
としては、初期の充放電状態を基準にしてその後に流れ
た通電電気量から求める方法（以下通電電気量法とい
う）がある。この方法の場合、通電電気量と電池の充放
電状態変化量との間には、電池の充電効率が１００％に
満たないことおよび自己放電によって消失する電気量を
無視している等により誤差が生じる。従って、サイクル
を重ねたり時間を経過するにつれその誤差が積算される
ため、検知された充放電状態に大きな狂いが生じる問題
があった。
【０００３】電池の使用方法が完全充電状態または完全
放電状態を経過するような場合には、その都度充放電状
態算定値に修正を加えることが可能である、従って通電
電気量法を適用しても生じる誤差は小さくて済む。しか
し、全てが完全充電状態または完全放電状態を経過する
使われ方をするわけではない。むしろ、完全充電状態あ
るいは完全放電状態に至らない複雑な充放電を繰り返す
ような状況下で使われる例が多い。このような状況下に
於いては、通電電気量法によって充放電状態を正確に検
知することが困難であった。
放電状態を経過するような場合には、その都度充放電状
態算定値に修正を加えることが可能である、従って通電
電気量法を適用しても生じる誤差は小さくて済む。しか
し、全てが完全充電状態または完全放電状態を経過する
使われ方をするわけではない。むしろ、完全充電状態あ
るいは完全放電状態に至らない複雑な充放電を繰り返す
ような状況下で使われる例が多い。このような状況下に
於いては、通電電気量法によって充放電状態を正確に検
知することが困難であった。
【０００４】他方、電池電圧と電池の充放電状態の相関
性を利用して充放電状態を検知する方法が考えられ、例
えば電池の開回路電圧（以下ＯＣＶという）を実測して
充放電状態を検知しようとする試みが行われている。し
かし、ＯＣＶは電池の充放電状態以外にＯＣＶ測定以前
の履歴によっても影響を受けるため、単にＯＣＶを実測
して充放電状態を検知しようとすると誤差が大きい欠点
があった。
性を利用して充放電状態を検知する方法が考えられ、例
えば電池の開回路電圧（以下ＯＣＶという）を実測して
充放電状態を検知しようとする試みが行われている。し
かし、ＯＣＶは電池の充放電状態以外にＯＣＶ測定以前
の履歴によっても影響を受けるため、単にＯＣＶを実測
して充放電状態を検知しようとすると誤差が大きい欠点
があった。
【０００５】特開平１１−３４６４４４号公報には電池
の動作履歴から開回路電圧の修正量を算出し、該算出量
によって前記開回路電圧を修正して修正電圧を求め、該
修正電圧から電池の充電状態（ＳＯＣ）を検知する方法
が提案されている。本公報でいう動作履歴とは前回使用
終了時から今回使用開始時までの自己放電履歴であっ
て、該履歴から前記修正量を算出するものである。しか
し本公報に提案された方法によっても検知の正確さは十
分ではなかった。
の動作履歴から開回路電圧の修正量を算出し、該算出量
によって前記開回路電圧を修正して修正電圧を求め、該
修正電圧から電池の充電状態（ＳＯＣ）を検知する方法
が提案されている。本公報でいう動作履歴とは前回使用
終了時から今回使用開始時までの自己放電履歴であっ
て、該履歴から前記修正量を算出するものである。しか
し本公報に提案された方法によっても検知の正確さは十
分ではなかった。
【０００６】また、特開平１１−１３５１５９号公報に
は所定時間以上放電電流および充電電流が実質的に流れ
ない時の端子電圧（ＯＣＶ）から残存容量を推定する方
法が記載されている。本方法によれば、開回路電圧に対
する通電履歴の影響を極力排除することができる。しか
し、本方法の場合所定の時間以上無通電状態に置いた後
でないと充放電状態を検知出来ない。従って、任意の時
点で電池の充放電状態を検知するという要求に応えられ
ない欠点があった。
は所定時間以上放電電流および充電電流が実質的に流れ
ない時の端子電圧（ＯＣＶ）から残存容量を推定する方
法が記載されている。本方法によれば、開回路電圧に対
する通電履歴の影響を極力排除することができる。しか
し、本方法の場合所定の時間以上無通電状態に置いた後
でないと充放電状態を検知出来ない。従って、任意の時
点で電池の充放電状態を検知するという要求に応えられ
ない欠点があった。
【０００７】特開平６−５９００３号公報や特開平９−
９６６６５号公報には電池のＶ−Ｉ特性から電池の残存
容量を推測する方法が提案されている。この方法は通電
状態にある電池の充放電状態を検知しようとするもので
あるが、対象とする電池は放電状態にあり、かつ放電電
流値が所定値以上でかつその値が増加しているものに限
定される欠点があった。
９６６６５号公報には電池のＶ−Ｉ特性から電池の残存
容量を推測する方法が提案されている。この方法は通電
状態にある電池の充放電状態を検知しようとするもので
あるが、対象とする電池は放電状態にあり、かつ放電電
流値が所定値以上でかつその値が増加しているものに限
定される欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来法の中、電池電圧
から充放電状態を検知する方法の多くは、予め作成され
た電池の充放電状態とＯＣＶとの相関性を示す曲線に基
づいて行われるが、正確な検知が困難であった。一例と
してアルカリ蓄電池の例を図２に示す。以下説明の都合
上、充放電状態を表す尺度として放電深度（ＤＯＤ、単
位％）を使用する。図２は１個の電池において、電池電
圧測定以前の通電履歴が種々異なる場合のＤＯＤ５０％
に於ける電池電圧と通電電流の関係を示すものである。
図で電流値０Ａの電圧がＯＣＶで、図示した如く、１個
の電池であっても通電履歴の違いにより、最大値で１．
３５０Ｖ、最小値で１．３００Ｖとなり、０．０５Ｖの
差がある。図３は同電池の通電履歴の影響を排除したＯ
ＣＶとＤＯＤの関係を示す曲線である。前記図２に示し
たＯＣＶに基づいて、従来法により図３のＯＣＶとＤＯ
Ｄの関係からＤＯＤを求めると、前者１．３５０Ｖでは
１６％、後者１．３００Ｖでは５０％となる。このよう
に、ＤＯＤを同一にした１個の電池に於いても検知され
たＤＯＤに幅があり、しかも実際のＤＯＤ５０％に対し
て、検知された値が１６％と極めて大きい差が生じる。
これは、ＤＯＤ検知に適用されるＯＣＶはＤＯＤによっ
て一義的に決まるものでなければならないのに対して、
実測されたＯＣＶにはそれ以前に通電されたことによる
電圧変動が完全に減衰せずに残存している。言い換えれ
過去の通電履歴による電圧変動値を含んでいるためであ
る。
から充放電状態を検知する方法の多くは、予め作成され
た電池の充放電状態とＯＣＶとの相関性を示す曲線に基
づいて行われるが、正確な検知が困難であった。一例と
してアルカリ蓄電池の例を図２に示す。以下説明の都合
上、充放電状態を表す尺度として放電深度（ＤＯＤ、単
位％）を使用する。図２は１個の電池において、電池電
圧測定以前の通電履歴が種々異なる場合のＤＯＤ５０％
に於ける電池電圧と通電電流の関係を示すものである。
図で電流値０Ａの電圧がＯＣＶで、図示した如く、１個
の電池であっても通電履歴の違いにより、最大値で１．
３５０Ｖ、最小値で１．３００Ｖとなり、０．０５Ｖの
差がある。図３は同電池の通電履歴の影響を排除したＯ
ＣＶとＤＯＤの関係を示す曲線である。前記図２に示し
たＯＣＶに基づいて、従来法により図３のＯＣＶとＤＯ
Ｄの関係からＤＯＤを求めると、前者１．３５０Ｖでは
１６％、後者１．３００Ｖでは５０％となる。このよう
に、ＤＯＤを同一にした１個の電池に於いても検知され
たＤＯＤに幅があり、しかも実際のＤＯＤ５０％に対し
て、検知された値が１６％と極めて大きい差が生じる。
これは、ＤＯＤ検知に適用されるＯＣＶはＤＯＤによっ
て一義的に決まるものでなければならないのに対して、
実測されたＯＣＶにはそれ以前に通電されたことによる
電圧変動が完全に減衰せずに残存している。言い換えれ
過去の通電履歴による電圧変動値を含んでいるためであ
る。
【０００９】また、電池が通電中の時はＯＣＶの実測が
できない。従ってＯＣＶから充放電状態を検知しようと
すると、実施が電池の非通電時に限定される欠点があ
る。従来から、電池が通電状態にあるか否かに関わり無
く、実測電圧に基づいてＤＯＤを検知する方法が求めら
れていた。この場合、ＯＣＶのみでなく通電下にある電
池の電圧（閉回路電圧、以下ＣＣＶという）の実測値か
らもＤＯＤの検知が可能でなければならない。前記の図
２はＤＯＤ５０％に於けるＣＣＶをも示している。図で
判るように、１個の電池で通電電流値が同一であっても
ＣＣＶは充電側、放電側共に幅をもっている。我々の知
見によれば、前記ＯＣＶ同様ＣＣＶもまた通電履歴によ
る電圧変動値を含んでいる。
できない。従ってＯＣＶから充放電状態を検知しようと
すると、実施が電池の非通電時に限定される欠点があ
る。従来から、電池が通電状態にあるか否かに関わり無
く、実測電圧に基づいてＤＯＤを検知する方法が求めら
れていた。この場合、ＯＣＶのみでなく通電下にある電
池の電圧（閉回路電圧、以下ＣＣＶという）の実測値か
らもＤＯＤの検知が可能でなければならない。前記の図
２はＤＯＤ５０％に於けるＣＣＶをも示している。図で
判るように、１個の電池で通電電流値が同一であっても
ＣＣＶは充電側、放電側共に幅をもっている。我々の知
見によれば、前記ＯＣＶ同様ＣＣＶもまた通電履歴によ
る電圧変動値を含んでいる。
【００１０】以上に記述したように、従来の方法では使
用中の電池の実測電圧から正確にＤＯＤを検知すること
はできない。特に充放電が不規則に切り替わり、該不規
則な充放電過程が繰り返されるような状況下に於いて誤
差は大きくなる。アルカリ蓄電池の場合、過放電される
と容量低下を招き、過充電されると電池の内圧が上昇し
液漏れの危険性が増す。従って、電池が過放電や過充電
に陥らないよう管理するため、電池のＤＯＤを正確に検
知することが求められている。
用中の電池の実測電圧から正確にＤＯＤを検知すること
はできない。特に充放電が不規則に切り替わり、該不規
則な充放電過程が繰り返されるような状況下に於いて誤
差は大きくなる。アルカリ蓄電池の場合、過放電される
と容量低下を招き、過充電されると電池の内圧が上昇し
液漏れの危険性が増す。従って、電池が過放電や過充電
に陥らないよう管理するため、電池のＤＯＤを正確に検
知することが求められている。
【００１１】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は充電と放電が不規則に切り替わ
り、それが繰り返されるような状態においても電池の実
測電圧に基づいて正確にＤＯＤを検知することができる
充放電状態検知方法を提供することにある。
ものであり、その目的は充電と放電が不規則に切り替わ
り、それが繰り返されるような状態においても電池の実
測電圧に基づいて正確にＤＯＤを検知することができる
充放電状態検知方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では、ＯＣＶまた
はＣＣＶの実測電圧から正確にＤＯＤを算定するため
に、実測電圧から過去の通電履歴による電圧変動値（以
下履歴電圧という）を除去し、履歴電圧を含まないＯＣ
Ｖを算定する。ＯＣＶの実測電圧に基づいてＤＯＤを算
定する場合、このように算定したＯＣＶと、予め履歴電
圧の影響を受けないようにして作成されたＯＣＶとＤＯ
Ｄの相関を示す曲線を対比することによりＤＯＤを算定
する（以下ＤＯＤ算定法１という）。
はＣＣＶの実測電圧から正確にＤＯＤを算定するため
に、実測電圧から過去の通電履歴による電圧変動値（以
下履歴電圧という）を除去し、履歴電圧を含まないＯＣ
Ｖを算定する。ＯＣＶの実測電圧に基づいてＤＯＤを算
定する場合、このように算定したＯＣＶと、予め履歴電
圧の影響を受けないようにして作成されたＯＣＶとＤＯ
Ｄの相関を示す曲線を対比することによりＤＯＤを算定
する（以下ＤＯＤ算定法１という）。
【００１３】また、ＣＣＶの実測値からＤＯＤを算定す
るためには、実測されたＣＣＶから電圧実測時の通電に
よる電圧変動値（電圧降下又は電圧上昇）および前記履
歴電圧を除去することにより電圧変動値を含まないＯＣ
Ｖを算定する。次いで前記ＤＯＤ算定法１と同様、該Ｏ
ＣＶと、予め前記のように作成されたＯＣＶとＤＯＤの
相関を示す曲線とを対比することによりＤＯＤを算定す
る（以下ＤＯＤ算定法２という）。
るためには、実測されたＣＣＶから電圧実測時の通電に
よる電圧変動値（電圧降下又は電圧上昇）および前記履
歴電圧を除去することにより電圧変動値を含まないＯＣ
Ｖを算定する。次いで前記ＤＯＤ算定法１と同様、該Ｏ
ＣＶと、予め前記のように作成されたＯＣＶとＤＯＤの
相関を示す曲線とを対比することによりＤＯＤを算定す
る（以下ＤＯＤ算定法２という）。
【００１４】本方法において、電池電圧実測時の通電に
よる電圧変動値は電池の内部インピーダンスと通電電流
値の積として求められる。該内部インピーダンスは予め
実測して作成された電池の内部インピーダンスとＤＯＤ
の相関を示す曲線において、前記通電電気量法によって
求められた仮のＤＯＤ値における内部インピーダンスと
して求められる。
よる電圧変動値は電池の内部インピーダンスと通電電流
値の積として求められる。該内部インピーダンスは予め
実測して作成された電池の内部インピーダンスとＤＯＤ
の相関を示す曲線において、前記通電電気量法によって
求められた仮のＤＯＤ値における内部インピーダンスと
して求められる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図に従って説明する。 〔履歴電圧の算定〕第一に履歴電圧の求め方を図によっ
て説明する。図１は履歴電圧算定法の実施形態を説明す
るためのグラフである。本発明における履歴電圧算定法
では、ある充電又は放電を以下のように記録する。
実施形態という）を、図に従って説明する。 〔履歴電圧の算定〕第一に履歴電圧の求め方を図によっ
て説明する。図１は履歴電圧算定法の実施形態を説明す
るためのグラフである。本発明における履歴電圧算定法
では、ある充電又は放電を以下のように記録する。
【００１６】充電又は放電の電流パターンを単位時間で
分割する。分割した単位時間に流れた電流値（以下履歴
電流と記す）は、該単位時間に流れた電流の平均値と
し、単位時間の間前記平均値に相当する電流が継続して
流れたとする。例えば図１において、電圧実測時点より
時間ｔ１［ｓｅｃ］過去においてｔ１〜ｔ２間の単位時
間に、充電側に平均値ａ［Ａ］の電流が流れた場合、履
歴電流はｔ１にａ［Ａ］というように記録する。同様に
ｔ２にｂ［Ａ］、ｔ３にｃ［Ａ］と記録される。理論的
には前記単位時間は微少であればあるほど精度は向上す
るが、積算が非常に煩雑になる欠点がある。電池の使わ
れ方にもよるが、単位時間としては０．０１〜１０ｓｅ
ｃが適当である。これを単位通電とする。
分割する。分割した単位時間に流れた電流値（以下履歴
電流と記す）は、該単位時間に流れた電流の平均値と
し、単位時間の間前記平均値に相当する電流が継続して
流れたとする。例えば図１において、電圧実測時点より
時間ｔ１［ｓｅｃ］過去においてｔ１〜ｔ２間の単位時
間に、充電側に平均値ａ［Ａ］の電流が流れた場合、履
歴電流はｔ１にａ［Ａ］というように記録する。同様に
ｔ２にｂ［Ａ］、ｔ３にｃ［Ａ］と記録される。理論的
には前記単位時間は微少であればあるほど精度は向上す
るが、積算が非常に煩雑になる欠点がある。電池の使わ
れ方にもよるが、単位時間としては０．０１〜１０ｓｅ
ｃが適当である。これを単位通電とする。
【００１７】前記単位通電と、当該電池について予め取
得してあった、単位通電と同一の単位時間に同一の電流
を通電した後のＯＣＶ変動値の減衰曲線とを対比して履
歴電圧（以下単位履歴電圧という）を求める。例えば図
１で現時点より時間ｔ３［ｓｅｃ］過去にｃ［Ａ］の電
流が流れたとする。この場合、現時点での電池電圧が図
１の単位時間の通電Ｃによって影響を受けるであろう単
位履歴電圧を、前もって取得しておいたｃ［Ａ］の電流
を単位時間流した後のＯＣＶ変動値減衰挙動から求め
る。図４に示す例でいえば、単位通電を受ける以前の基
準になるＯＣＶがＶ０である。図４のＣに示した単位時
間の通電Ｃにより電圧が変動し通電が終了した後もＯＣ
Ｖは元に戻らない。変動値（Ｖ０との差）は時間の経過
と共に徐徐に減衰する。本図に示した電圧変動値の経時
変化から、単位通電Ｃによる単位履歴電圧はｔ３後の電
圧変動値＋Ｖ３と算定する。このようにして図１の単位
通電Ａによる単位履歴電圧、単位通電Ｂによる単位履歴
電圧というように、現在から過去ｔｎ［ｓｅｃ］に至る
まで単位履歴電圧を求めそれぞれの値を積算し、その結
果を履歴電圧とする。この方法により履歴電圧を簡便に
求めることができる。
得してあった、単位通電と同一の単位時間に同一の電流
を通電した後のＯＣＶ変動値の減衰曲線とを対比して履
歴電圧（以下単位履歴電圧という）を求める。例えば図
１で現時点より時間ｔ３［ｓｅｃ］過去にｃ［Ａ］の電
流が流れたとする。この場合、現時点での電池電圧が図
１の単位時間の通電Ｃによって影響を受けるであろう単
位履歴電圧を、前もって取得しておいたｃ［Ａ］の電流
を単位時間流した後のＯＣＶ変動値減衰挙動から求め
る。図４に示す例でいえば、単位通電を受ける以前の基
準になるＯＣＶがＶ０である。図４のＣに示した単位時
間の通電Ｃにより電圧が変動し通電が終了した後もＯＣ
Ｖは元に戻らない。変動値（Ｖ０との差）は時間の経過
と共に徐徐に減衰する。本図に示した電圧変動値の経時
変化から、単位通電Ｃによる単位履歴電圧はｔ３後の電
圧変動値＋Ｖ３と算定する。このようにして図１の単位
通電Ａによる単位履歴電圧、単位通電Ｂによる単位履歴
電圧というように、現在から過去ｔｎ［ｓｅｃ］に至る
まで単位履歴電圧を求めそれぞれの値を積算し、その結
果を履歴電圧とする。この方法により履歴電圧を簡便に
求めることができる。
【００１８】１ｍＶ未満の電圧変動値は電圧測定誤差の
範囲内であり、履歴電圧に算入する必要はない。前記の
如く、単位履歴電圧は時間の経過と共に減衰し、いずれ
電圧測定誤差以下になる。従って、時間を経過した通電
履歴による単位履歴電圧は履歴電圧に算入する必要がな
い。一般的に減衰の速さは電池の種類、電池温度、通電
電流値によって異なる。従って、前記履歴電圧算入時間
ｔnはこれらの因子を考慮して設定する。アルカリ蓄電
池に適用しようとする場合通常ｔｎを電圧実測時点前１
０〜３０分程度、好ましくは１時間に設定すれば、単位
履歴電圧は十分電圧測定誤差内に納まる。
範囲内であり、履歴電圧に算入する必要はない。前記の
如く、単位履歴電圧は時間の経過と共に減衰し、いずれ
電圧測定誤差以下になる。従って、時間を経過した通電
履歴による単位履歴電圧は履歴電圧に算入する必要がな
い。一般的に減衰の速さは電池の種類、電池温度、通電
電流値によって異なる。従って、前記履歴電圧算入時間
ｔnはこれらの因子を考慮して設定する。アルカリ蓄電
池に適用しようとする場合通常ｔｎを電圧実測時点前１
０〜３０分程度、好ましくは１時間に設定すれば、単位
履歴電圧は十分電圧測定誤差内に納まる。
【００１９】〔ＤＯＤ算定方法１〕（電圧実測時電池が
通電状態にない場合） 図５に、本発明ＤＯＤ算定法１に係る実施形態を説明す
るためのフロー図を示す。ＤＯＤ算定法１は通電状態に
ない電池に対して適用される方法である。先ずステップ
（Ｓ）１において過去の通電履歴の有無がチェックさ
れ、通電履歴が有ると検知された場合にはＳ２において
前記履歴電圧算定法により履歴電圧を算定する。次いで
Ｓ３で通電状態にないことがチェックされた後、Ｓ５に
おいて下記の式により履歴電圧が除去されたＯＣＶを算
定する。すなわち Ｖoe＝Ｖom−Ｖhe Ｖoe：算定開回路電圧 Ｖom：実測開回路電圧 Ｖhe：履歴電圧 の式よりＶoe（ＯＣＶ）を算定する。Ｓ６に於いて前記
のように算定されたＯＣＶと、前記図３に示したＤＯＤ
とＯＣＶとの相関関係を示す曲線を対比してＤＯＤを算
定する。
通電状態にない場合） 図５に、本発明ＤＯＤ算定法１に係る実施形態を説明す
るためのフロー図を示す。ＤＯＤ算定法１は通電状態に
ない電池に対して適用される方法である。先ずステップ
（Ｓ）１において過去の通電履歴の有無がチェックさ
れ、通電履歴が有ると検知された場合にはＳ２において
前記履歴電圧算定法により履歴電圧を算定する。次いで
Ｓ３で通電状態にないことがチェックされた後、Ｓ５に
おいて下記の式により履歴電圧が除去されたＯＣＶを算
定する。すなわち Ｖoe＝Ｖom−Ｖhe Ｖoe：算定開回路電圧 Ｖom：実測開回路電圧 Ｖhe：履歴電圧 の式よりＶoe（ＯＣＶ）を算定する。Ｓ６に於いて前記
のように算定されたＯＣＶと、前記図３に示したＤＯＤ
とＯＣＶとの相関関係を示す曲線を対比してＤＯＤを算
定する。
【００２０】前記の如く、ＤＯＤとＯＣＶとの相関関係
を示す曲線を作成するに際して、通電履歴の影響を含ま
ないＯＣＶが適用されなければならない。該ＯＣＶは、
ＤＯＤを調整するための充電または放電終了後、電池を
開回路状態で放置し、履歴電圧が許容値以下に減衰した
時点に実測して求める。該許容値としては例えば電圧測
定誤差（例えば１ｍＶ）が適用される。アルカリ蓄電池
を例に採れば室温で１時間以上放置すれば履歴電圧の影
響は無視できる。該ＯＣＶの実測時に自己放電等により
電池のＤＯＤに変動があってはならない。該ＤＯＤの変
動を１％以下に抑えることが望ましい。アルカリ蓄電池
の場合、室温での放置期間が数日以内であれば、自己放
電によるＤＯＤの変動を無視できる。
を示す曲線を作成するに際して、通電履歴の影響を含ま
ないＯＣＶが適用されなければならない。該ＯＣＶは、
ＤＯＤを調整するための充電または放電終了後、電池を
開回路状態で放置し、履歴電圧が許容値以下に減衰した
時点に実測して求める。該許容値としては例えば電圧測
定誤差（例えば１ｍＶ）が適用される。アルカリ蓄電池
を例に採れば室温で１時間以上放置すれば履歴電圧の影
響は無視できる。該ＯＣＶの実測時に自己放電等により
電池のＤＯＤに変動があってはならない。該ＤＯＤの変
動を１％以下に抑えることが望ましい。アルカリ蓄電池
の場合、室温での放置期間が数日以内であれば、自己放
電によるＤＯＤの変動を無視できる。
【００２１】〔ＤＯＤ算定方法２〕（電圧実測時電池が
通電状態にある場合） 本算定法は、図５においてＳ２迄はＤＯＤ算定法１と同
じフローの上を進む。Ｓ３で通電状態にあることが確認
された後、Ｓ４で下記式により電池の電圧実測時の通電
による電圧変動値を算定する。 Ｖi＝−ＩＲ Ｖi：電圧実測時の通電による電圧変動値 Ｉ ：通電電流値（充電電流が＋、放電電流が−） Ｒ ：内部インピーダンス（後記仮のＤＯＤに基づき決
定される値で、予め実測された内部インピーダンスとＤ
ＯＤの相関から求められる値） その後、Ｓ５において下記に示す式により電圧実測時の
通電による電圧変動値および履歴電圧が除去されたＯＣ
Ｖを算定する。すなわち Ｖoe＝Ｖcm−Ｖhe＋Ｖi Ｖcm：実測閉回路電圧 次いで、ステップＳ６においてＤＯＤ算定法１と同様に
電池のＤＯＤを算定する。
通電状態にある場合） 本算定法は、図５においてＳ２迄はＤＯＤ算定法１と同
じフローの上を進む。Ｓ３で通電状態にあることが確認
された後、Ｓ４で下記式により電池の電圧実測時の通電
による電圧変動値を算定する。 Ｖi＝−ＩＲ Ｖi：電圧実測時の通電による電圧変動値 Ｉ ：通電電流値（充電電流が＋、放電電流が−） Ｒ ：内部インピーダンス（後記仮のＤＯＤに基づき決
定される値で、予め実測された内部インピーダンスとＤ
ＯＤの相関から求められる値） その後、Ｓ５において下記に示す式により電圧実測時の
通電による電圧変動値および履歴電圧が除去されたＯＣ
Ｖを算定する。すなわち Ｖoe＝Ｖcm−Ｖhe＋Ｖi Ｖcm：実測閉回路電圧 次いで、ステップＳ６においてＤＯＤ算定法１と同様に
電池のＤＯＤを算定する。
【００２２】〔仮のＤＯＤ決定法〕前記本発明に係るＤ
ＯＤ算定法２に於ける仮のＤＯＤは、ＤＯＤが既知であ
る時点を初期とし、該初期に於けるＤＯＤと初期後の通
電電気量をＤＯＤに換算した値の和として求められる。
この場合初期のＤＯＤが前記算定法１又は２で補正され
た値であれば、更に精度が向上する。
ＯＤ算定法２に於ける仮のＤＯＤは、ＤＯＤが既知であ
る時点を初期とし、該初期に於けるＤＯＤと初期後の通
電電気量をＤＯＤに換算した値の和として求められる。
この場合初期のＤＯＤが前記算定法１又は２で補正され
た値であれば、更に精度が向上する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、電池の充放電状態を検知する基準になる電池
の開回路電圧を、実測電圧から履歴電圧および電池の電
圧実測時の通電による電圧変動値を除去して算定してい
るので、算定された開回路電圧に誤差を含まず、従来法
に比べ充放電状態検知の正確さが向上する。また、電池
が通電状態に有る無しの如何に関わらず、任意の時点で
の充放電状態の検知が可能である。本発明の請求項２に
よれば、前記履歴電圧を簡便かつ精度良く求めることが
できるので前記開回路電圧の算定に有効である。の高さ
を生かし、かつ電圧変動値を除去した開回路電圧による
ＤＯＤ算定法によって正確さを補っているので、精度、
正確さ両方に優れた充放電状態検知が可能である。特に
電気自動車用電池のように短い周期で複雑な充放電が繰
り返される条件においても、精度良くかつ信頼性高く電
池の充放電状態を検知することが可能となる。
によれば、電池の充放電状態を検知する基準になる電池
の開回路電圧を、実測電圧から履歴電圧および電池の電
圧実測時の通電による電圧変動値を除去して算定してい
るので、算定された開回路電圧に誤差を含まず、従来法
に比べ充放電状態検知の正確さが向上する。また、電池
が通電状態に有る無しの如何に関わらず、任意の時点で
の充放電状態の検知が可能である。本発明の請求項２に
よれば、前記履歴電圧を簡便かつ精度良く求めることが
できるので前記開回路電圧の算定に有効である。の高さ
を生かし、かつ電圧変動値を除去した開回路電圧による
ＤＯＤ算定法によって正確さを補っているので、精度、
正確さ両方に優れた充放電状態検知が可能である。特に
電気自動車用電池のように短い周期で複雑な充放電が繰
り返される条件においても、精度良くかつ信頼性高く電
池の充放電状態を検知することが可能となる。
【００２４】
【図１】通電履歴を単位時間毎に分割した状態を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図２】充放電電流と電池電圧の関係を示すグラフであ
る。
る。
【図３】電池のＤＯＤとＯＣＶの相関を示すグラフであ
る。
る。
【図４】電池の単位履歴電圧の算定法を示すグラフであ
る。
る。
【図５】ＤＯＤ算定法１およびＤＯＤ算定法２の算定方
法を示すフロー図である。
法を示すフロー図である。
＋Ｖ３ 単位履歴電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CB11 CB12 CB23 CB33 CC01 CC04 CC27 5G003 BA01 EA09 5H030 AS20 FF43 FF44 FF52
Claims (2)
- 【請求項１】 電池の実測電圧から充放電状態を検知す
る方法であって、前記実測電圧の中、開回路電圧を
Ｖom、閉回路電圧をＶcm、実測以前の通電履歴に伴う履
歴電圧をＶhe、実測時点での通電による電圧変動値をＶ
iとした時に、電圧実測時に非通電状態にある電池に対
しては下記１式を、電圧実測時に通電状態にある電池に
対しては下記２式を適用して開回路電圧Ｖoeを算定し、
次いで予め求めておいた通電履歴の影響を受けない電池
の開回路電圧と充放電状態の相関関係において、前記Ｖ
oeに相当する充放電状態を求めて電圧実測時点における
充放電状態とすることを特徴とする電池の充放電状態の
検知方法。 １式 Ｖoe＝Ｖom−Ｖhe ２式 Ｖoe＝Ｖcm−Ｖhe＋Ｖi - 【請求項２】 前記通電履歴による電圧変動値は、単位
時間毎の通電履歴による電圧変動値を積算した値であ
り、該単位時間毎の電圧変動値は、当該単位時間の終了
時点から電圧実測時点に至る迄の電圧変動値の経時変化
から求めることを特徴とする請求項１記載の電池の充放
電状態の検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000264360A JP2002071769A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 電池の充放電状態の検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000264360A JP2002071769A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 電池の充放電状態の検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002071769A true JP2002071769A (ja) | 2002-03-12 |
Family
ID=18751788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000264360A Pending JP2002071769A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 電池の充放電状態の検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002071769A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4787241B2 (ja) * | 2004-04-06 | 2011-10-05 | コバシス， エルエルシー | バッテリ充電状態推定器 |
| US8878539B2 (en) | 2004-04-06 | 2014-11-04 | Robert Bosch Gmbh | State of charge tracking system for battery systems based on relaxation voltage |
| WO2020175667A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 古河電気工業株式会社 | 充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000264360A patent/JP2002071769A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4787241B2 (ja) * | 2004-04-06 | 2011-10-05 | コバシス， エルエルシー | バッテリ充電状態推定器 |
| US8878539B2 (en) | 2004-04-06 | 2014-11-04 | Robert Bosch Gmbh | State of charge tracking system for battery systems based on relaxation voltage |
| WO2020175667A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 古河電気工業株式会社 | 充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法 |
| CN113508488A (zh) * | 2019-02-28 | 2021-10-15 | 古河电气工业株式会社 | 可充电电池状态检测装置和可充电电池状态检测方法 |
| JP7394110B2 (ja) | 2019-02-28 | 2023-12-07 | 古河電気工業株式会社 | 充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法 |
| CN113508488B (zh) * | 2019-02-28 | 2024-03-29 | 古河电气工业株式会社 | 可充电电池状态检测装置和可充电电池状态检测方法 |
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