JP2003009408A - メモリー効果の検出方法およびその解消方法 - Google Patents
メモリー効果の検出方法およびその解消方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両走行中でも二次電池のメモリー効果の発
生を容易且つ精度良く検出し、それを解消することが可
能な方法を提供する。 【解決手段】 二次電池に流れる電流を検出し、検出し
た電流に所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算
により所定の期間における残存容量変化量ΔＳＯＣを演
算し（Ｓ３０２）、二次電池の温度を検出し、検出した
電流と、検出した温度および演算しているＳＯＣに応じ
た内部抵抗とに基づいて、所定の期間における無負荷電
圧変化量ΔＶを算出し（Ｓ３０３）、残存容量の変化量
に対する無負荷電圧の変化量の比率ｋを算出し（Ｓ３０
４）、比率が所定の閾値ｋｓｔを越えた場合に、二次電
池においてメモリー効果が発生したものと判定し（Ｓ３
０７）、所定の時間期間にわたって、使用ＳＯＣ範囲を
拡大するか（Ｓ３０８）、または電圧によるＳＯＣ補正
を禁止する（Ｓ３０９）。
生を容易且つ精度良く検出し、それを解消することが可
能な方法を提供する。 【解決手段】 二次電池に流れる電流を検出し、検出し
た電流に所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算
により所定の期間における残存容量変化量ΔＳＯＣを演
算し（Ｓ３０２）、二次電池の温度を検出し、検出した
電流と、検出した温度および演算しているＳＯＣに応じ
た内部抵抗とに基づいて、所定の期間における無負荷電
圧変化量ΔＶを算出し（Ｓ３０３）、残存容量の変化量
に対する無負荷電圧の変化量の比率ｋを算出し（Ｓ３０
４）、比率が所定の閾値ｋｓｔを越えた場合に、二次電
池においてメモリー効果が発生したものと判定し（Ｓ３
０７）、所定の時間期間にわたって、使用ＳＯＣ範囲を
拡大するか（Ｓ３０８）、または電圧によるＳＯＣ補正
を禁止する（Ｓ３０９）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車（ＰＥ
Ｖ）やハイブリッド車両（ＨＥＶ）等に搭載されるニッ
ケル−水素二次電池などの二次電池におけるメモリー効
果の発生を検出するとともに、メモリー効果を解消する
技術に関する。
Ｖ）やハイブリッド車両（ＨＥＶ）等に搭載されるニッ
ケル−水素二次電池などの二次電池におけるメモリー効
果の発生を検出するとともに、メモリー効果を解消する
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池には、鉛バッテリやニッケル−
カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）バッテリ、ニッケル−水素
（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリ、リチウムイオンバッテリ等が
ある。これらのバッテリは、電力が消耗されると、外部
電源に接続して所定の電流を流すことにより充電するこ
とができるという性質がある。かかる性質を利用して、
これらのバッテリは、従来より各種の機器に使用されて
いる。
カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）バッテリ、ニッケル−水素
（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリ、リチウムイオンバッテリ等が
ある。これらのバッテリは、電力が消耗されると、外部
電源に接続して所定の電流を流すことにより充電するこ
とができるという性質がある。かかる性質を利用して、
これらのバッテリは、従来より各種の機器に使用されて
いる。
【０００３】たとえば、バッテリは車両に搭載されて、
始動時にエンジンの点火プラグへの電力供給を行うとい
うエンジン始動用バッテリとしての役目を果たしてい
る。最近では、Ｎｉ−ＭＨバッテリが、電気自動車（Ｐ
ＥＶ）や、エンジンとモータとを備えたいわゆるハイブ
リッド車両（ＨＥＶ）において、モータを駆動する際の
主電源としても使用されている。
始動時にエンジンの点火プラグへの電力供給を行うとい
うエンジン始動用バッテリとしての役目を果たしてい
る。最近では、Ｎｉ−ＭＨバッテリが、電気自動車（Ｐ
ＥＶ）や、エンジンとモータとを備えたいわゆるハイブ
リッド車両（ＨＥＶ）において、モータを駆動する際の
主電源としても使用されている。
【０００４】例えば、ＨＥＶに搭載されている二次電池
の場合、車両走行中に二次電池の充放電が繰り返される
場合がある。ＨＥＶでは、走行に必要な動力に対してエ
ンジンからの出力が大きい場合には、余剰の動力で発電
機を駆動して二次電池の充電が行われる。逆に、エンジ
ンからの出力が小さい場合には、二次電池の電力を用い
てモータを駆動して不足の動力を出力する。この場合、
二次電池の放電が行われる。かかる充放電の繰り返し
は、車両の走行状態や、バッテリの充電状態、および運
転者の操作に応じて行われる。
の場合、車両走行中に二次電池の充放電が繰り返される
場合がある。ＨＥＶでは、走行に必要な動力に対してエ
ンジンからの出力が大きい場合には、余剰の動力で発電
機を駆動して二次電池の充電が行われる。逆に、エンジ
ンからの出力が小さい場合には、二次電池の電力を用い
てモータを駆動して不足の動力を出力する。この場合、
二次電池の放電が行われる。かかる充放電の繰り返し
は、車両の走行状態や、バッテリの充電状態、および運
転者の操作に応じて行われる。
【０００５】このように、二次電池の浅い（不完全な）
充電と放電が繰り返されると、それに応じて、放電末期
の電圧が低下し、実際に使用できる放電エネルギー量が
減少することになり、いわゆるメモリー効果が発生す
る。通常、このメモリー効果で一時的に放電エネルギー
量の低下した二次電池は、一旦深く（完全に）放電する
ことで実質容量を回復することができる。例えば、Ｎｉ
−ＭＨバッテリの場合、１セル当たりの電圧が１Ｖに低
下するまで強制放電させるとメモリー効果を解消するこ
とができる。
充電と放電が繰り返されると、それに応じて、放電末期
の電圧が低下し、実際に使用できる放電エネルギー量が
減少することになり、いわゆるメモリー効果が発生す
る。通常、このメモリー効果で一時的に放電エネルギー
量の低下した二次電池は、一旦深く（完全に）放電する
ことで実質容量を回復することができる。例えば、Ｎｉ
−ＭＨバッテリの場合、１セル当たりの電圧が１Ｖに低
下するまで強制放電させるとメモリー効果を解消するこ
とができる。
【０００６】このメモリー効果による放電エネルギー量
の減少を避けるため、充電器に、充電前に一旦電池を完
全放電させるリフレッシュ機能を持たせたり、充電回数
により自動的にリフレッシュ放電を行なわせたりして、
放電エネルギー量の減少を防ぐのが一般的であった。
の減少を避けるため、充電器に、充電前に一旦電池を完
全放電させるリフレッシュ機能を持たせたり、充電回数
により自動的にリフレッシュ放電を行なわせたりして、
放電エネルギー量の減少を防ぐのが一般的であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＨＥＶ
に搭載される二次電池システムでは、モータを駆動する
のに必要な出力を得るために、単電池を多数個直列に接
続して組電池とし、電池電圧、電流、および温度を監視
して、二次電池の残存容量（ＳＯＣ）が満充電の５０％
から７０％の範囲内で充放電を繰り返し行っている。か
かるシステムにおいて、車両走行中にメモリー効果を解
消するために完全放電を行うと、車両が路上で停止する
といった重大な故障につながる恐れがある。そのため、
充電サイト等で車両を停止させ、二次電池の完全放電を
行った後に、満充電になるまで二次電池を所定時間かけ
て充電する必要があった。
に搭載される二次電池システムでは、モータを駆動する
のに必要な出力を得るために、単電池を多数個直列に接
続して組電池とし、電池電圧、電流、および温度を監視
して、二次電池の残存容量（ＳＯＣ）が満充電の５０％
から７０％の範囲内で充放電を繰り返し行っている。か
かるシステムにおいて、車両走行中にメモリー効果を解
消するために完全放電を行うと、車両が路上で停止する
といった重大な故障につながる恐れがある。そのため、
充電サイト等で車両を停止させ、二次電池の完全放電を
行った後に、満充電になるまで二次電池を所定時間かけ
て充電する必要があった。
【０００８】このように、ＨＥＶの場合、車両走行中に
完全充放電を行なわないため、メモリー効果の発生を確
認することは極めて困難である。また、ＨＥＶにおいて
は、リフレッシュ放電や完全充電が難しいため、車両走
行中にメモリー効果を解消することも困難であった。
完全充放電を行なわないため、メモリー効果の発生を確
認することは極めて困難である。また、ＨＥＶにおいて
は、リフレッシュ放電や完全充電が難しいため、車両走
行中にメモリー効果を解消することも困難であった。
【０００９】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、車両走行中でもメモリー効果
の発生を精度良く検出して、それを解消することが可能
なメモリー効果の検出方法およびその解消方法を提供す
ることにある。
ものであり、その目的は、車両走行中でもメモリー効果
の発生を精度良く検出して、それを解消することが可能
なメモリー効果の検出方法およびその解消方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るメモリー効果の第１の検出方法は、複
数個の単電池を組み合わせて組電池とした二次電池に流
れる電流を検出し、検出した電流に所定の充電効率を乗
じて、少なくとも電流積算により所定の期間における残
存容量の変化量を演算し、二次電池の温度を検出し、検
出した電流と、検出した温度および演算している残存容
量に応じた内部抵抗とに基づいて、所定の期間における
無負荷電圧の変化量を算出し、残存容量の変化量に対す
る無負荷電圧の変化量を算出し、残存容量の変化量に対
する無負荷電圧の変化量が所定の閾値以上となった場合
に、二次電池においてメモリー効果が発生したものと判
定することを特徴とする。
め、本発明に係るメモリー効果の第１の検出方法は、複
数個の単電池を組み合わせて組電池とした二次電池に流
れる電流を検出し、検出した電流に所定の充電効率を乗
じて、少なくとも電流積算により所定の期間における残
存容量の変化量を演算し、二次電池の温度を検出し、検
出した電流と、検出した温度および演算している残存容
量に応じた内部抵抗とに基づいて、所定の期間における
無負荷電圧の変化量を算出し、残存容量の変化量に対す
る無負荷電圧の変化量を算出し、残存容量の変化量に対
する無負荷電圧の変化量が所定の閾値以上となった場合
に、二次電池においてメモリー効果が発生したものと判
定することを特徴とする。
【００１１】前記の目的を達成するため、本発明に係る
メモリー効果の第２の検出方法は、二次電池である複数
個の単電池を組み合わせて成り、中間的充電状態で使用
される電池パックに流れる電流を検出し、検出した電流
に所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算により
所定の期間における残存容量の変化量を演算し、電池パ
ック内の温度を検出し、検出した電流と、検出した温度
および演算している残存容量に応じた内部抵抗とに基づ
いて、所定の期間における無負荷電圧の変化量を算出
し、残存容量の変化量に対する無負荷電圧の変化量を算
出し、残存容量の変化量に対する無負荷電圧の変化量が
所定の閾値以上となった場合に、二次電池においてメモ
リー効果が発生したものと判定することを特徴とする。
メモリー効果の第２の検出方法は、二次電池である複数
個の単電池を組み合わせて成り、中間的充電状態で使用
される電池パックに流れる電流を検出し、検出した電流
に所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算により
所定の期間における残存容量の変化量を演算し、電池パ
ック内の温度を検出し、検出した電流と、検出した温度
および演算している残存容量に応じた内部抵抗とに基づ
いて、所定の期間における無負荷電圧の変化量を算出
し、残存容量の変化量に対する無負荷電圧の変化量を算
出し、残存容量の変化量に対する無負荷電圧の変化量が
所定の閾値以上となった場合に、二次電池においてメモ
リー効果が発生したものと判定することを特徴とする。
【００１２】第１および第２の検出方法において、所定
の充電効率は、検出した温度と現在演算している残存容
量とに基づいて決定することが好ましい。
の充電効率は、検出した温度と現在演算している残存容
量とに基づいて決定することが好ましい。
【００１３】また、第１および第２の検出方法におい
て、所定の閾値は、判定したいメモリー効果のレベルに
応じて決定することが好ましい。
て、所定の閾値は、判定したいメモリー効果のレベルに
応じて決定することが好ましい。
【００１４】前記の目的を達成するため、本発明に係る
メモリー効果の第１の解消方法は、第１または第２の検
出方法により、メモリー効果が発生したものと判定した
場合、残存容量の制御範囲を通常の使用範囲よりも広く
することを特徴とする。
メモリー効果の第１の解消方法は、第１または第２の検
出方法により、メモリー効果が発生したものと判定した
場合、残存容量の制御範囲を通常の使用範囲よりも広く
することを特徴とする。
【００１５】前記の目的を達成するため、本発明に係る
メモリー効果の第２の解消方法は、第１または第２の検
出方法により、メモリー効果が発生したものと判定した
場合、演算した残存容量の電圧変化による補正を一定時
間禁止することを特徴とする。
メモリー効果の第２の解消方法は、第１または第２の検
出方法により、メモリー効果が発生したものと判定した
場合、演算した残存容量の電圧変化による補正を一定時
間禁止することを特徴とする。
【００１６】前記の目的を達成するため、本発明に係る
メモリー効果の第３の検出方法は、複数個の単電池を組
み合わせて組電池とした二次電池に流れる電流を検出
し、検出した電流に対応させて二次電池の出力電圧を検
出し、所定の期間における出力電圧の検出電流に対する
変化に基づいて、検出電流がゼロの場合の無負荷電圧を
算出し、算出された無負荷電圧に対応して、検出電流に
所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算により所
定の期間における残存容量を演算し、所定の変化範囲内
における無負荷電圧と演算した残存容量の相関係数を算
出し、相関係数が所定の閾値以下となった場合に、二次
電池においてメモリー効果が発生したものと判定するこ
とを特徴とする。
メモリー効果の第３の検出方法は、複数個の単電池を組
み合わせて組電池とした二次電池に流れる電流を検出
し、検出した電流に対応させて二次電池の出力電圧を検
出し、所定の期間における出力電圧の検出電流に対する
変化に基づいて、検出電流がゼロの場合の無負荷電圧を
算出し、算出された無負荷電圧に対応して、検出電流に
所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算により所
定の期間における残存容量を演算し、所定の変化範囲内
における無負荷電圧と演算した残存容量の相関係数を算
出し、相関係数が所定の閾値以下となった場合に、二次
電池においてメモリー効果が発生したものと判定するこ
とを特徴とする。
【００１７】前記の目的を達成するため、本発明に係る
メモリー効果の第４の検出方法は、二次電池である複数
個の単電池を組み合わせて成り、中間的充電状態で使用
される電池パックに流れる電流を検出し、検出した電流
に対応させて二次電池の出力電圧を検出し、所定の期間
における出力電圧の検出電流に対する変化に基づいて、
検出電流がゼロの場合の無負荷電圧を算出し、算出され
た無負荷電圧に対応して、検出電流に所定の充電効率を
乗じて、少なくとも電流積算により所定の期間における
残存容量を演算し、所定の変化範囲内における無負荷電
圧と演算した残存容量の相関係数を算出し、相関係数が
所定の閾値以下となった場合に、二次電池においてメモ
リー効果が発生したものと判定することを特徴とする。
メモリー効果の第４の検出方法は、二次電池である複数
個の単電池を組み合わせて成り、中間的充電状態で使用
される電池パックに流れる電流を検出し、検出した電流
に対応させて二次電池の出力電圧を検出し、所定の期間
における出力電圧の検出電流に対する変化に基づいて、
検出電流がゼロの場合の無負荷電圧を算出し、算出され
た無負荷電圧に対応して、検出電流に所定の充電効率を
乗じて、少なくとも電流積算により所定の期間における
残存容量を演算し、所定の変化範囲内における無負荷電
圧と演算した残存容量の相関係数を算出し、相関係数が
所定の閾値以下となった場合に、二次電池においてメモ
リー効果が発生したものと判定することを特徴とする。
【００１８】第３および第４の検出方法において、二次
電池の温度を検出し、所定の充電効率は、検出した温度
と現在演算している残存容量とに基づいて決定すること
が好ましい。
電池の温度を検出し、所定の充電効率は、検出した温度
と現在演算している残存容量とに基づいて決定すること
が好ましい。
【００１９】また、第３および第４の検出方法におい
て、無負荷電圧の算出は、充電方向と放電方向における
所定の範囲内の検出電流に対応する出力電圧の偏差が所
定の分散値内に収まった場合に行なうことが好ましい。
て、無負荷電圧の算出は、充電方向と放電方向における
所定の範囲内の検出電流に対応する出力電圧の偏差が所
定の分散値内に収まった場合に行なうことが好ましい。
【００２０】さらに、所定の閾値は、判定したいメモリ
ー効果のレベルに応じて決定することが好ましい。
ー効果のレベルに応じて決定することが好ましい。
【００２１】前記の目的を達成するため、本発明に係る
メモリー効果の第３の解消方法は、メモリー効果の第３
または第４の検出方法により、メモリー効果が発生した
ものと判定した場合、通常の使用範囲内における残存容
量に対する無負荷電圧の変化曲線の面積を算出し、該面
積と、メモリー効果が発生していない場合の、通常の使
用範囲内における残存容量に対する無負荷電圧の変化曲
線の面積との差分値に応じて、残存容量の制御範囲を通
常の使用範囲よりも広くすることを特徴とする。
メモリー効果の第３の解消方法は、メモリー効果の第３
または第４の検出方法により、メモリー効果が発生した
ものと判定した場合、通常の使用範囲内における残存容
量に対する無負荷電圧の変化曲線の面積を算出し、該面
積と、メモリー効果が発生していない場合の、通常の使
用範囲内における残存容量に対する無負荷電圧の変化曲
線の面積との差分値に応じて、残存容量の制御範囲を通
常の使用範囲よりも広くすることを特徴とする。
【００２２】前記の目的を達成するため、本発明に係る
メモリー効果の第４の解消方法は、メモリー効果の第３
または第４の検出方法により、メモリー効果が発生した
ものと判定した場合、通常の使用範囲内における残存容
量に対する無負荷電圧の変化曲線の面積を算出し、該面
積と、メモリー効果が発生していない場合の、通常の使
用範囲内における残存容量に対する無負荷電圧の変化曲
線の面積との差分値に応じて、演算した残存容量の電圧
変化による補正を一定時間禁止することを特徴とする。
メモリー効果の第４の解消方法は、メモリー効果の第３
または第４の検出方法により、メモリー効果が発生した
ものと判定した場合、通常の使用範囲内における残存容
量に対する無負荷電圧の変化曲線の面積を算出し、該面
積と、メモリー効果が発生していない場合の、通常の使
用範囲内における残存容量に対する無負荷電圧の変化曲
線の面積との差分値に応じて、演算した残存容量の電圧
変化による補正を一定時間禁止することを特徴とする。
【００２３】上記の方法によれば、ＨＥＶ用途において
も、車両走行中に、メモリー効果の発生を容易に且つ精
度良く検出することができ、発生したメモリー効果をそ
の度合いに応じて容易に解消することができるので、二
次電池システムにおいて高いエネルギー効率を維持する
ことができる。
も、車両走行中に、メモリー効果の発生を容易に且つ精
度良く検出することができ、発生したメモリー効果をそ
の度合いに応じて容易に解消することができるので、二
次電池システムにおいて高いエネルギー効率を維持する
ことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して説明する。
について、図面を参照して説明する。
【００２５】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態によるメモリー効果の発生を検出し、それを
解消するシステム１００の構成を示すブロック図であ
る。
の実施形態によるメモリー効果の発生を検出し、それを
解消するシステム１００の構成を示すブロック図であ
る。
【００２６】図１において、１は、ハイブリッド車両に
搭載される、二次電池、例えばニッケル−水素バッテリ
で構成された電池パックである。この電池パック１は、
通常、モータ１２に対する所定の出力を得るため、ニッ
ケル−水素バッテリである複数の単電池が電気的に直列
接続された電池モジュール（セル）をさらに複数個電気
的に直列接続した電池パックで構成される。本実施形態
では、電池パック１は１０セルを直列接続して構成され
１０Ａｈの容量を有する。
搭載される、二次電池、例えばニッケル−水素バッテリ
で構成された電池パックである。この電池パック１は、
通常、モータ１２に対する所定の出力を得るため、ニッ
ケル−水素バッテリである複数の単電池が電気的に直列
接続された電池モジュール（セル）をさらに複数個電気
的に直列接続した電池パックで構成される。本実施形態
では、電池パック１は１０セルを直列接続して構成され
１０Ａｈの容量を有する。
【００２７】２は電流検出部であり、電池パック１のマ
イナス出力端子とモータ１２のマイナス入力端子間に配
置され、電流センサ（不図示）から出力される電池パッ
ク１の充放電電流を所定時間毎にサンプリングして、電
流サンプルＩ（ｎ）を取得して電流の大きさを検出する
と共に、その符号により充電であるのか放電であるのか
の充放電方向Ｃ／Ｄも検出する。
イナス出力端子とモータ１２のマイナス入力端子間に配
置され、電流センサ（不図示）から出力される電池パッ
ク１の充放電電流を所定時間毎にサンプリングして、電
流サンプルＩ（ｎ）を取得して電流の大きさを検出する
と共に、その符号により充電であるのか放電であるのか
の充放電方向Ｃ／Ｄも検出する。
【００２８】３は温度検出部であり、電池パック１内の
所定位置に配置された温度センサ（不図示）から出力さ
れる電池温度を所定時間毎にサンプリングして、温度サ
ンプルＴ（ｎ）を取得する。
所定位置に配置された温度センサ（不図示）から出力さ
れる電池温度を所定時間毎にサンプリングして、温度サ
ンプルＴ（ｎ）を取得する。
【００２９】４は電圧検出部であり、電池パック１の出
力電圧を所定時間毎にサンプリングして、電圧サンプル
Ｖ（ｎ）を取得する。
力電圧を所定時間毎にサンプリングして、電圧サンプル
Ｖ（ｎ）を取得する。
【００３０】電流検出部２からの電流サンプルＩ（ｎ）
と充放電方向Ｃ／Ｄ、温度検出部３からの温度サンプル
Ｔ（ｎ）、および電圧検出部４からの電圧サンプルＶ
（ｎ）は、残存容量（ＳＯＣ）演算部５に供給され、電
池パック１の残存容量ＳＯＣ（ｎ）が主に電流積算（電
流サンプルＩ（ｎ）・充電効率η）により演算される。
このＳＯＣ演算については、後ほど詳しく説明する。
と充放電方向Ｃ／Ｄ、温度検出部３からの温度サンプル
Ｔ（ｎ）、および電圧検出部４からの電圧サンプルＶ
（ｎ）は、残存容量（ＳＯＣ）演算部５に供給され、電
池パック１の残存容量ＳＯＣ（ｎ）が主に電流積算（電
流サンプルＩ（ｎ）・充電効率η）により演算される。
このＳＯＣ演算については、後ほど詳しく説明する。
【００３１】６は電池入出力制御部であり、残存容量演
算部５により演算された現時点のＳＯＣに基づいて、電
池パック１に対する充放電のパターンを切り替える。電
池入出力制御部６は、残存容量演算部５からのＳＯＣ
（ｎ）が制御範囲の下限である５０％になった場合に、
図２（ａ）に示す充放電電流波形を有する充電過多パタ
ーンに切り替え、残存容量演算部５からのＳＯＣ（ｎ）
が制御範囲の上限である７０％になった場合に、図２
（ｂ）に示す充放電電流波形を有する放電過多パターン
に切り替える。
算部５により演算された現時点のＳＯＣに基づいて、電
池パック１に対する充放電のパターンを切り替える。電
池入出力制御部６は、残存容量演算部５からのＳＯＣ
（ｎ）が制御範囲の下限である５０％になった場合に、
図２（ａ）に示す充放電電流波形を有する充電過多パタ
ーンに切り替え、残存容量演算部５からのＳＯＣ（ｎ）
が制御範囲の上限である７０％になった場合に、図２
（ｂ）に示す充放電電流波形を有する放電過多パターン
に切り替える。
【００３２】また、電池入出力制御部６は、運転者の電
池入出力要求、例えば加速および減速操作に応じて、エ
ンジン１３のパワーアシストおよび回生制動を行うべ
く、電池パック１に対する放電量および充電量の制御を
行う。この際に、運転者からの入出力要求が、車両加速
や登坂のための電池出力要求であった場合、電池入出力
制御部６は、出力要求が解除された後に、電池パック１
に対して短時間充電を行うことにより、放電により低下
した電池電圧を速やかに上昇させることで、その後の出
力性能を向上させることができる。
池入出力要求、例えば加速および減速操作に応じて、エ
ンジン１３のパワーアシストおよび回生制動を行うべ
く、電池パック１に対する放電量および充電量の制御を
行う。この際に、運転者からの入出力要求が、車両加速
や登坂のための電池出力要求であった場合、電池入出力
制御部６は、出力要求が解除された後に、電池パック１
に対して短時間充電を行うことにより、放電により低下
した電池電圧を速やかに上昇させることで、その後の出
力性能を向上させることができる。
【００３３】７は残存容量変化量算出部であり、残存容
量演算部５により演算されたＳＯＣ（ｎ）の所定の時間
期間（例えば、３分間）における残存容量ＳＯＣ（ｎ）
の変化量ΔＳＯＣを算出する。
量演算部５により演算されたＳＯＣ（ｎ）の所定の時間
期間（例えば、３分間）における残存容量ＳＯＣ（ｎ）
の変化量ΔＳＯＣを算出する。
【００３４】８は無負荷電圧変化量算出部であり、電流
検出部２からの電流サンプルＩ（ｎ）と、温度検出部３
からの温度サンプルＴ（ｎ）および残存容量演算部５で
現在演算されている残存容量ＳＯＣ（ｎ）に応じた内部
抵抗とに基づいて、所定時間期間（例えば、３分間）に
おける無負荷電圧Ｖ０の変化量ΔＶを算出する。
検出部２からの電流サンプルＩ（ｎ）と、温度検出部３
からの温度サンプルＴ（ｎ）および残存容量演算部５で
現在演算されている残存容量ＳＯＣ（ｎ）に応じた内部
抵抗とに基づいて、所定時間期間（例えば、３分間）に
おける無負荷電圧Ｖ０の変化量ΔＶを算出する。
【００３５】９は比率算出部であり、残存容量変化量算
出部７からの残存容量の変化量ΔＳＯＣに対する、無負
荷電圧変化量算出部８からの無負荷電圧の変化量ΔＶの
比率ｋ（＝ΔＶ／ΔＳＯＣ）を算出する。
出部７からの残存容量の変化量ΔＳＯＣに対する、無負
荷電圧変化量算出部８からの無負荷電圧の変化量ΔＶの
比率ｋ（＝ΔＶ／ΔＳＯＣ）を算出する。
【００３６】１０は比較部であり、比率算出部９からの
比率ｋと、予め設定されている閾値ｋｓｔとを比較し
て、その比較結果を残存容量演算部５に出力する。
比率ｋと、予め設定されている閾値ｋｓｔとを比較し
て、その比較結果を残存容量演算部５に出力する。
【００３７】１１は充電効率設定部であり、図４に示す
ように、残存容量演算部５で演算している残存容量ＳＯ
Ｃ（ｎ）と温度サンプルＴ（ｎ）とに対応した充電効率
η0を格納している記憶部１１１を有する。充電効率設
定部１１は、残存容量ＳＯＣ（ｎ）と温度サンプルＴ
（ｎ）とに対応した充電効率η0を記憶部１１１から参
照して残存容量演算部５に対して設定する。この充電効
率η0に基づいて、残存容量演算部５は、電流サンプル
Ｉ（ｎ）・充電効率η0の電流積算により、残存容量Ｓ
ＯＣ（ｎ）を演算する。なお、図４には、特定の温度お
よび残存容量に対する充電効率η0しか記載していない
が、特定の温度間および特定の残存容量間に対応する充
電効率η0は、例えば補間等により求められる。
ように、残存容量演算部５で演算している残存容量ＳＯ
Ｃ（ｎ）と温度サンプルＴ（ｎ）とに対応した充電効率
η0を格納している記憶部１１１を有する。充電効率設
定部１１は、残存容量ＳＯＣ（ｎ）と温度サンプルＴ
（ｎ）とに対応した充電効率η0を記憶部１１１から参
照して残存容量演算部５に対して設定する。この充電効
率η0に基づいて、残存容量演算部５は、電流サンプル
Ｉ（ｎ）・充電効率η0の電流積算により、残存容量Ｓ
ＯＣ（ｎ）を演算する。なお、図４には、特定の温度お
よび残存容量に対する充電効率η0しか記載していない
が、特定の温度間および特定の残存容量間に対応する充
電効率η0は、例えば補間等により求められる。
【００３８】次に、このように構成された本実施形態に
おける制御プロセスについて、図３を参照して説明す
る。
おける制御プロセスについて、図３を参照して説明す
る。
【００３９】図３は、本実施形態によるメモリー効果検
出／解消ルーチンを示すフローチャートである。
出／解消ルーチンを示すフローチャートである。
【００４０】図３において、まず、電池電圧Ｖ（ｎ）、
電流Ｉ（ｎ）、および温度Ｔ（ｎ）を所定のサンプリン
グ時間毎に取得する（Ｓ３００）。これら取得した電池
電圧Ｖ（ｎ）、電流サンプルＩ（ｎ）、および温度サン
プルＴ（ｎ）に基づいて、主に電流サンプルＩ（ｎ）・
充電効率η0の電流積算により、電池パック１の残存容
量ＳＯＣ（ｎ）を演算する（Ｓ３０１）。
電流Ｉ（ｎ）、および温度Ｔ（ｎ）を所定のサンプリン
グ時間毎に取得する（Ｓ３００）。これら取得した電池
電圧Ｖ（ｎ）、電流サンプルＩ（ｎ）、および温度サン
プルＴ（ｎ）に基づいて、主に電流サンプルＩ（ｎ）・
充電効率η0の電流積算により、電池パック１の残存容
量ＳＯＣ（ｎ）を演算する（Ｓ３０１）。
【００４１】次に、所定の時間期間、例えば３分間にお
ける残存容量ＳＯＣ（ｎ）の変化量ΔＳＯＣを算出する
（Ｓ３０２）。また、同じ所定の時間期間、例えば３分
間における無負荷電圧Ｖ０の変化量ΔＶも算出する（Ｓ
３０３）。
ける残存容量ＳＯＣ（ｎ）の変化量ΔＳＯＣを算出する
（Ｓ３０２）。また、同じ所定の時間期間、例えば３分
間における無負荷電圧Ｖ０の変化量ΔＶも算出する（Ｓ
３０３）。
【００４２】次に、ステップＳ３０２で算出した残存容
量変化量ΔＳＯＣに対する無負荷電圧変化量ΔＶの比率
ｋ（＝ΔＶ／ΔＳＯＣ）を算出する（Ｓ３０４）。
量変化量ΔＳＯＣに対する無負荷電圧変化量ΔＶの比率
ｋ（＝ΔＶ／ΔＳＯＣ）を算出する（Ｓ３０４）。
【００４３】次に、ステップＳ３０４で算出した比率ｋ
が予め設定されている閾値ｋｓｔ以上であるか否かを判
断し（Ｓ３０５）、判断した結果、比率ｋが閾値ｋｓｔ
よりも小さい場合（Ｎｏ）、メモリー効果の発生はない
と判定して（Ｓ３０６）、このルーチンから抜ける。な
お、本実施形態では、閾値ｋｓｔを０．０３５に設定し
ている。
が予め設定されている閾値ｋｓｔ以上であるか否かを判
断し（Ｓ３０５）、判断した結果、比率ｋが閾値ｋｓｔ
よりも小さい場合（Ｎｏ）、メモリー効果の発生はない
と判定して（Ｓ３０６）、このルーチンから抜ける。な
お、本実施形態では、閾値ｋｓｔを０．０３５に設定し
ている。
【００４４】一方、ステップＳ３０５における判断の結
果、比率ｋが予め設定されている閾値ｋｓｔ以上となっ
た場合（Ｙｅｓ）、メモリー効果が発生したものと判定
する（Ｓ３０７）。ここで、水酸化ニッケルを主体とす
る正極に発生する、一般的にメモリー効果と呼ばれる充
放電電圧の変化は、内部抵抗の変化ではなく無負荷電圧
Ｖ０の変化に起因するので、この方式により、メモリー
効果の発生を検出することができる。
果、比率ｋが予め設定されている閾値ｋｓｔ以上となっ
た場合（Ｙｅｓ）、メモリー効果が発生したものと判定
する（Ｓ３０７）。ここで、水酸化ニッケルを主体とす
る正極に発生する、一般的にメモリー効果と呼ばれる充
放電電圧の変化は、内部抵抗の変化ではなく無負荷電圧
Ｖ０の変化に起因するので、この方式により、メモリー
効果の発生を検出することができる。
【００４５】次に、ステップＳ３０７でメモリー効果が
発生していると判定された場合、ステップＳ３０８また
はステップＳ３０９に進んで、メモリー効果の解消を行
なう。ステップＳ３０８では、所定の時間期間にわたっ
て、残存容量の使用範囲を通常の制御範囲よりも拡大す
る。また、ステップＳ３０９では、電圧によるＳＯＣ補
正を行なっている場合、所定の時間期間にわたって、電
圧によるＳＯＣ補正を禁止する。以上のステップＳ３０
８またはＳ３０９により、メモリー効果を走行中でも解
消することができる。
発生していると判定された場合、ステップＳ３０８また
はステップＳ３０９に進んで、メモリー効果の解消を行
なう。ステップＳ３０８では、所定の時間期間にわたっ
て、残存容量の使用範囲を通常の制御範囲よりも拡大す
る。また、ステップＳ３０９では、電圧によるＳＯＣ補
正を行なっている場合、所定の時間期間にわたって、電
圧によるＳＯＣ補正を禁止する。以上のステップＳ３０
８またはＳ３０９により、メモリー効果を走行中でも解
消することができる。
【００４６】次に、実際に具体例を挙げて、本実施形態
の効果について説明する。
の効果について説明する。
【００４７】図５は、電池パック１に対して、１２Ａで
３０分間充電を行なった後、１２Ａで２０分間の放電と
充電を繰り返した場合に、充放電サイクル数に対する比
率ｋの変化を示す図である。なお、充電については、充
電効率分を充電電流で補正しながら充放電を行なった。
この結果、電池パック１はＳＯＣ範囲が６０％から２０
％で充放電されたことになる。
３０分間充電を行なった後、１２Ａで２０分間の放電と
充電を繰り返した場合に、充放電サイクル数に対する比
率ｋの変化を示す図である。なお、充電については、充
電効率分を充電電流で補正しながら充放電を行なった。
この結果、電池パック１はＳＯＣ範囲が６０％から２０
％で充放電されたことになる。
【００４８】図５から分かるように、比率ｋの値は、充
放電サイクル数が増えるに従って徐々に増加している。
特に、最もＳＯＣが小さくなるＳＯＣ２０％付近での比
率ｋの変化が顕著である。また、充放電サイクル数が３
０サイクルになった時点で、比率ｋは、予め設定した閾
値ｋｓｔ＝０．０３５以上となり、メモリー効果の発生
を検出することができた。
放電サイクル数が増えるに従って徐々に増加している。
特に、最もＳＯＣが小さくなるＳＯＣ２０％付近での比
率ｋの変化が顕著である。また、充放電サイクル数が３
０サイクルになった時点で、比率ｋは、予め設定した閾
値ｋｓｔ＝０．０３５以上となり、メモリー効果の発生
を検出することができた。
【００４９】図６は、上記と同じ条件で充放電サイクル
を１０サイクル連続した後、３０サイクル連続した後、
および５０サイクル連続した後に、ＳＯＣ６０％から完
全放電した場合の電圧カーブを示す図である。
を１０サイクル連続した後、３０サイクル連続した後、
および５０サイクル連続した後に、ＳＯＣ６０％から完
全放電した場合の電圧カーブを示す図である。
【００５０】図６から分かるように、１０サイクル目で
は、初期状態からの電圧変化は小さく、メモリー効果の
発生は少ない。また、３０サイクル目では、明らかに放
電電圧の低下が認められ、メモリー効果が発生してい
る。さらに、５０サイクル目では、ほぼ３０サイクル目
と同レベルの電圧低下であり、メモリー効果の発生がほ
ぼ飽和している。
は、初期状態からの電圧変化は小さく、メモリー効果の
発生は少ない。また、３０サイクル目では、明らかに放
電電圧の低下が認められ、メモリー効果が発生してい
る。さらに、５０サイクル目では、ほぼ３０サイクル目
と同レベルの電圧低下であり、メモリー効果の発生がほ
ぼ飽和している。
【００５１】以上のように、本実施形態によれば、メモ
リー効果の発生を的確に判定できることは明らかであ
る。
リー効果の発生を的確に判定できることは明らかであ
る。
【００５２】なお、本実施形態では、比率ｋと比較する
閾値ｋｓｔを０．０３５に設定したが、この閾値ｋｓｔ
の値は判定したいメモリー効果のレベルに応じて設定す
ることができる。また、残存容量変化量ΔＳＯＣの算出
を３分間で行なったが、この時間期間の設定は、電池パ
ック１の使用方法に応じて任意に設定することができ
る。
閾値ｋｓｔを０．０３５に設定したが、この閾値ｋｓｔ
の値は判定したいメモリー効果のレベルに応じて設定す
ることができる。また、残存容量変化量ΔＳＯＣの算出
を３分間で行なったが、この時間期間の設定は、電池パ
ック１の使用方法に応じて任意に設定することができ
る。
【００５３】（第２の実施形態）図７は、本発明の第２
の実施形態によるメモリー効果の発生を検出し、それを
解消するシステム７００の構成を示すブロック図であ
る。なお、図７において、図１と同様の構成要素につい
ては同一の符号を付して説明を省略する。
の実施形態によるメモリー効果の発生を検出し、それを
解消するシステム７００の構成を示すブロック図であ
る。なお、図７において、図１と同様の構成要素につい
ては同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】７１は無負荷電圧算出部であり、電池パッ
ク１が充放電を繰り返している間に、電流検出部２から
の電流サンプルＩ（ｎ）および充放電方向Ｃ／Ｄに対応
させて、電圧検出部４からの電圧サンプルＶ（ｎ）を記
憶し、その電圧−電流特性に基づいて、電流値がゼロの
ときの電圧値を無負荷電圧Ｖｏとして算出する。
ク１が充放電を繰り返している間に、電流検出部２から
の電流サンプルＩ（ｎ）および充放電方向Ｃ／Ｄに対応
させて、電圧検出部４からの電圧サンプルＶ（ｎ）を記
憶し、その電圧−電流特性に基づいて、電流値がゼロの
ときの電圧値を無負荷電圧Ｖｏとして算出する。
【００５５】図８に、この電圧−電流特性を示す。図８
において、横軸は電流サンプルＩ（ｎ）で縦軸は電圧サ
ンプルＶ（ｎ）を表し、また電流サンプルＩ（ｎ）の正
方向は放電方向を、その負方向は充電方向を表してい
る。この電圧−電流特性を算出する際の条件として、例
えば、無負荷電圧算出部７１は、０から−５０Ａまでの
充電電流範囲と０から＋５０Ａまでの放電電流範囲にお
いて、電流サンプルＩ（ｎ）に対応した電圧サンプルＶ
（ｎ）を取得して、電圧サンプルＶ（ｎ）が上記充放電
電流範囲内に所定数（例えば、各範囲で１０個）以上あ
り、かつ電圧サンプルＶ（ｎ）の偏差が所定の分散範囲
に収まっている場合に、無負荷電圧Ｖｏを算出する。こ
れは、無負荷電圧Ｖｏの算出精度を高めるためである。
において、横軸は電流サンプルＩ（ｎ）で縦軸は電圧サ
ンプルＶ（ｎ）を表し、また電流サンプルＩ（ｎ）の正
方向は放電方向を、その負方向は充電方向を表してい
る。この電圧−電流特性を算出する際の条件として、例
えば、無負荷電圧算出部７１は、０から−５０Ａまでの
充電電流範囲と０から＋５０Ａまでの放電電流範囲にお
いて、電流サンプルＩ（ｎ）に対応した電圧サンプルＶ
（ｎ）を取得して、電圧サンプルＶ（ｎ）が上記充放電
電流範囲内に所定数（例えば、各範囲で１０個）以上あ
り、かつ電圧サンプルＶ（ｎ）の偏差が所定の分散範囲
に収まっている場合に、無負荷電圧Ｖｏを算出する。こ
れは、無負荷電圧Ｖｏの算出精度を高めるためである。
【００５６】７２は相関係数算出部であり、残存容量演
算部５で演算された残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対応させ
て、無負荷電圧算出部７１で算出された無負荷電圧Ｖｏ
を所定の期間にわたって例えばテーブルに記憶し、この
記憶した残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する無負荷電圧Ｖｏ
について、残存容量制御範囲の下限値ＳＯＣｌ（例え
ば、５０％）と上限値ＳＯＣｈ（例えば、７０％）にそ
れぞれ対応する無負荷電圧の下限値Ｖｏｌと上限値Ｖｏ
ｈの間で相関係数ＣＦを算出する。この相関係数ＣＦ
は、上下限値で算出した場合、ＣＦ＝（Ｖｏｌ／ＳＯＣ
ｌ）／（Ｖｏｈ／ＳＯＣｈ）で表される。
算部５で演算された残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対応させ
て、無負荷電圧算出部７１で算出された無負荷電圧Ｖｏ
を所定の期間にわたって例えばテーブルに記憶し、この
記憶した残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する無負荷電圧Ｖｏ
について、残存容量制御範囲の下限値ＳＯＣｌ（例え
ば、５０％）と上限値ＳＯＣｈ（例えば、７０％）にそ
れぞれ対応する無負荷電圧の下限値Ｖｏｌと上限値Ｖｏ
ｈの間で相関係数ＣＦを算出する。この相関係数ＣＦ
は、上下限値で算出した場合、ＣＦ＝（Ｖｏｌ／ＳＯＣ
ｌ）／（Ｖｏｈ／ＳＯＣｈ）で表される。
【００５７】メモリー効果が発生していない場合、残存
容量制御範囲において、残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する
無負荷電圧Ｖｏの特性はほぼ直線性があるため、相関係
数算出部７２で算出された相関係数ＣＦは「１」に近い
値となる。しかし、メモリー効果が発生すると、その度
合いに応じて、残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する無負荷電
圧Ｖｏの特性は直線性が低くなり、相関係数算出部７２
で算出された相関係数ＣＦは「１」から「０」に近づい
ていく。
容量制御範囲において、残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する
無負荷電圧Ｖｏの特性はほぼ直線性があるため、相関係
数算出部７２で算出された相関係数ＣＦは「１」に近い
値となる。しかし、メモリー効果が発生すると、その度
合いに応じて、残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する無負荷電
圧Ｖｏの特性は直線性が低くなり、相関係数算出部７２
で算出された相関係数ＣＦは「１」から「０」に近づい
ていく。
【００５８】この特性を利用して、比較部７３は、相関
係数算出部７２からの相関係数ＣＦを、所定の閾値ＣＦ
ｓｔ（０＜ＣＦｓｔ＜１）と比較し、相関係数ＣＦが所
定の閾値ＣＦｓｔよりも大きい場合、メモリー効果の発
生はなく、相関係数ＣＦが所定の閾値ＣＦｓｔ以下であ
る場合、メモリー効果が発生しており、その旨を残存容
量演算部５および後述するメモリー効果定量化部７４に
出力する。なお、所定の閾値ＣＦｓｔは、判定したいメ
モリー効果のレベルに応じて任意に設定される。
係数算出部７２からの相関係数ＣＦを、所定の閾値ＣＦ
ｓｔ（０＜ＣＦｓｔ＜１）と比較し、相関係数ＣＦが所
定の閾値ＣＦｓｔよりも大きい場合、メモリー効果の発
生はなく、相関係数ＣＦが所定の閾値ＣＦｓｔ以下であ
る場合、メモリー効果が発生しており、その旨を残存容
量演算部５および後述するメモリー効果定量化部７４に
出力する。なお、所定の閾値ＣＦｓｔは、判定したいメ
モリー効果のレベルに応じて任意に設定される。
【００５９】７４はメモリー効果定量化部であり、メモ
リー効果が発生していない場合の、残存容量制御範囲
（ＳＯＣｌからＳＯＣｈ）における無負荷電圧曲線（Ｖ
ｏｌからＶｏｈ）の面積Ａ１を予め記憶しており、比較
部７３においてメモリー効果の発生が検出された場合
に、残存容量制御範囲における無負荷電圧曲線の面積Ａ
２を求め、面積Ａ１と面積Ａ２との差分値（Ａ１−Ａ
２）を算出することで、メモリー効果の状態を定量化
し、定量化したメモリー効果の度合いを残存容量演算部
５に出力する。図９に、メモリー効果の発生が無い場合
と有る場合の残存容量制御範囲における無負荷電圧曲線
の面積Ａ１とＡ２を比較して示す。
リー効果が発生していない場合の、残存容量制御範囲
（ＳＯＣｌからＳＯＣｈ）における無負荷電圧曲線（Ｖ
ｏｌからＶｏｈ）の面積Ａ１を予め記憶しており、比較
部７３においてメモリー効果の発生が検出された場合
に、残存容量制御範囲における無負荷電圧曲線の面積Ａ
２を求め、面積Ａ１と面積Ａ２との差分値（Ａ１−Ａ
２）を算出することで、メモリー効果の状態を定量化
し、定量化したメモリー効果の度合いを残存容量演算部
５に出力する。図９に、メモリー効果の発生が無い場合
と有る場合の残存容量制御範囲における無負荷電圧曲線
の面積Ａ１とＡ２を比較して示す。
【００６０】次に、このように構成された本実施形態に
おける制御プロセスについて、図１０を参照して説明す
る。
おける制御プロセスについて、図１０を参照して説明す
る。
【００６１】図１０は、本実施形態によるメモリー効果
検出／解消ルーチンを示すフローチャートである。
検出／解消ルーチンを示すフローチャートである。
【００６２】図１０において、まず、電池電圧Ｖ
（ｎ）、電流Ｉ（ｎ）、および温度Ｔ（ｎ）を、充放電
が繰り返されている間で所定のサンプリング時間毎に取
得する（Ｓ１０００）。これら取得した電池電圧Ｖ
（ｎ）、電流サンプルＩ（ｎ）、および温度サンプルＴ
（ｎ）に基づいて、主に電流サンプルＩ（ｎ）・充電効
率η0の電流積算により、電池パック１の残存容量ＳＯ
Ｃ（ｎ）を演算する（Ｓ１００１）。
（ｎ）、電流Ｉ（ｎ）、および温度Ｔ（ｎ）を、充放電
が繰り返されている間で所定のサンプリング時間毎に取
得する（Ｓ１０００）。これら取得した電池電圧Ｖ
（ｎ）、電流サンプルＩ（ｎ）、および温度サンプルＴ
（ｎ）に基づいて、主に電流サンプルＩ（ｎ）・充電効
率η0の電流積算により、電池パック１の残存容量ＳＯ
Ｃ（ｎ）を演算する（Ｓ１００１）。
【００６３】次に、ステップＳ１０００で取得した電流
サンプルＩ（ｎ）に対する電圧サンプルＶ（ｎ）を記憶
しているテーブルに基づいて、上記算出条件を満足して
いる場合に電圧−電流特性を求め、その特性において電
流値がゼロの場合の電圧値を無負荷電圧Ｖｏとして算出
する（Ｓ１００２）。
サンプルＩ（ｎ）に対する電圧サンプルＶ（ｎ）を記憶
しているテーブルに基づいて、上記算出条件を満足して
いる場合に電圧−電流特性を求め、その特性において電
流値がゼロの場合の電圧値を無負荷電圧Ｖｏとして算出
する（Ｓ１００２）。
【００６４】次に、ステップＳ１００１で演算した残存
容量ＳＯＣ（ｎ）に対応させて、ステップＳ１００２で
算出した無負荷電圧Ｖｏを所定の期間にわたって記憶
し、この記憶した残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する無負荷
電圧Ｖｏについて、残存容量制御範囲の下限値ＳＯＣｌ
（例えば、５０％）と上限値ＳＯＣｈ（例えば、７０
％）にそれぞれ対応する無負荷電圧の下限値Ｖｏｌと上
限値Ｖｏｈの間で相関係数ＣＦを算出する（Ｓ１００
３）。
容量ＳＯＣ（ｎ）に対応させて、ステップＳ１００２で
算出した無負荷電圧Ｖｏを所定の期間にわたって記憶
し、この記憶した残存容量ＳＯＣ（ｎ）に対する無負荷
電圧Ｖｏについて、残存容量制御範囲の下限値ＳＯＣｌ
（例えば、５０％）と上限値ＳＯＣｈ（例えば、７０
％）にそれぞれ対応する無負荷電圧の下限値Ｖｏｌと上
限値Ｖｏｈの間で相関係数ＣＦを算出する（Ｓ１００
３）。
【００６５】次に、ステップＳ１００３で算出した相関
係数ＣＦが、所定の閾値ＣＦｓｔ（０＜ＣＦｓｔ＜１）
以下であるか否かを判断し（Ｓ１００４）、判断した結
果、相関係数ＣＦが所定の閾値ＣＦｓｔより大きい場合
（Ｎｏ）、メモリー効果の発生はないと判定して（Ｓ１
００５）、このルーチンから抜ける。
係数ＣＦが、所定の閾値ＣＦｓｔ（０＜ＣＦｓｔ＜１）
以下であるか否かを判断し（Ｓ１００４）、判断した結
果、相関係数ＣＦが所定の閾値ＣＦｓｔより大きい場合
（Ｎｏ）、メモリー効果の発生はないと判定して（Ｓ１
００５）、このルーチンから抜ける。
【００６６】一方、ステップＳ１００４における判断の
結果、相関係数ＣＦが所定の閾値ＣＦｓｔ以下となった
場合（Ｙｅｓ）、メモリー効果が発生したものと判定し
（Ｓ１００６）、メモリー効果の発生が無い場合と有る
場合の、残存容量制御範囲における無負荷電圧曲線の面
積Ａ１とＡ２の差分値（Ａ１−Ａ２）を算出して、メモ
リー効果の状態を定量化する（Ｓ１００７）。
結果、相関係数ＣＦが所定の閾値ＣＦｓｔ以下となった
場合（Ｙｅｓ）、メモリー効果が発生したものと判定し
（Ｓ１００６）、メモリー効果の発生が無い場合と有る
場合の、残存容量制御範囲における無負荷電圧曲線の面
積Ａ１とＡ２の差分値（Ａ１−Ａ２）を算出して、メモ
リー効果の状態を定量化する（Ｓ１００７）。
【００６７】次に、ステップＳ１００８またはステップ
Ｓ１００９に進んで、ステップＳ１００７で定量化した
メモリー効果の度合いに基づいて、メモリー効果の解消
を行なう。ステップＳ１００８では、所定の時間期間に
わたって、残存容量の使用範囲を通常の制御範囲よりも
拡大する。また、ステップＳ１００９では、電圧による
ＳＯＣ補正を行なっている場合、所定の時間期間にわた
って、電圧によるＳＯＣ補正を禁止する。以上のステッ
プＳ１００８またはＳ１００９により、メモリー効果を
その度合いに応じて走行中でも容易に解消することがで
きる。
Ｓ１００９に進んで、ステップＳ１００７で定量化した
メモリー効果の度合いに基づいて、メモリー効果の解消
を行なう。ステップＳ１００８では、所定の時間期間に
わたって、残存容量の使用範囲を通常の制御範囲よりも
拡大する。また、ステップＳ１００９では、電圧による
ＳＯＣ補正を行なっている場合、所定の時間期間にわた
って、電圧によるＳＯＣ補正を禁止する。以上のステッ
プＳ１００８またはＳ１００９により、メモリー効果を
その度合いに応じて走行中でも容易に解消することがで
きる。
【００６８】なお、本実施形態において、無負荷電圧Ｖ
ｏを算出する条件として、０から−５０Ａまでの充電電
流範囲と０から＋５０Ａまでの放電電流範囲において、
それぞれ１０個以上の電流サンプルＩ（ｎ）に対応した
電圧サンプルＶ（ｎ）を取得するものとしたが、これら
の値は用途に応じて任意に設定できることは言うまでも
ない。
ｏを算出する条件として、０から−５０Ａまでの充電電
流範囲と０から＋５０Ａまでの放電電流範囲において、
それぞれ１０個以上の電流サンプルＩ（ｎ）に対応した
電圧サンプルＶ（ｎ）を取得するものとしたが、これら
の値は用途に応じて任意に設定できることは言うまでも
ない。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＨＥＶ用途においても、車両走行中に、メモリー効果の
発生を容易に且つ精度良く検出することができ、発生し
たメモリー効果をその度合いに応じて容易に解消するこ
とができるので、二次電池システムにおいて高いエネル
ギー効率を維持することが可能になる、という格別な効
果を奏する。
ＨＥＶ用途においても、車両走行中に、メモリー効果の
発生を容易に且つ精度良く検出することができ、発生し
たメモリー効果をその度合いに応じて容易に解消するこ
とができるので、二次電池システムにおいて高いエネル
ギー効率を維持することが可能になる、という格別な効
果を奏する。
【図１】 本発明の第１の実施形態によるシステムの構
成を示すブロック図
成を示すブロック図
【図２】 図１の電池入出力制御部６による充電過多パ
ターンを示す波形図（ａ）および放電過多パターンを示
す波形図（ｂ）
ターンを示す波形図（ａ）および放電過多パターンを示
す波形図（ｂ）
【図３】 本発明の第１の実施形態によるメモリー効果
検出／解消ルーチンを示すフローチャート
検出／解消ルーチンを示すフローチャート
【図４】 図１の充電効率記憶部１１１における充電効
率テーブルを示す図
率テーブルを示す図
【図５】 充放電サイクル数に対する比率ｋの変化を示
す図
す図
【図６】 充放電サイクル数をパラメータとしたＳＯＣ
に対する電圧カーブを示す図
に対する電圧カーブを示す図
【図７】 本発明の第２の実施形態によるシステムの構
成を示すブロック図
成を示すブロック図
【図８】 図７の無負荷電圧算出部７１における無負荷
電圧Ｖｏの算出方法を説明するための電圧−電流特性を
示す図
電圧Ｖｏの算出方法を説明するための電圧−電流特性を
示す図
【図９】 図７のメモリー効果定量化部７１におけるメ
モリー効果の定量化方法を説明するための、メモリー効
果の発生が無い場合と有る場合の残存容量制御範囲にお
ける無負荷電圧曲線の面積を比較して示す図
モリー効果の定量化方法を説明するための、メモリー効
果の発生が無い場合と有る場合の残存容量制御範囲にお
ける無負荷電圧曲線の面積を比較して示す図
【図１０】 本発明の第２の実施形態によるメモリー効
果検出／解消ルーチンを示すフローチャート
果検出／解消ルーチンを示すフローチャート
１ 電池パック
２ 電流検出部
３ 温度検出部
４ 電圧検出部
５ 残存容量演算部
６ 電池入出力制御部
７ 残存容量変化量算出部
８ 無負荷電圧変化量算出部
９ 比率算出部
１０ 比較部
１１ 充電効率設定部
１１１ 記憶部
１２ モータ
１３ エンジン
７１ 無負荷電圧算出部
７２ 相関係数算出部
７３ 比較部
７４ メモリー効果定量化部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 10/42 Ｈ０１Ｍ 10/42 Ｐ
10/48 10/48 Ｐ
３０１ ３０１
(72)発明者 豊田 将義
静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック
ＥＶエナジー株式会社内
(72)発明者 山邊 律人
静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック
ＥＶエナジー株式会社内
(72)発明者 村上 雄才
静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック
ＥＶエナジー株式会社内
Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA03 CA06 CA11 CB01
EA05 EA08 FA06
5H028 AA01 BB11 FF01 HH08 HH10
5H030 AA01 AS08 AS18 DD06 FF22
FF41 FF42
5H115 PA08 PA15 PG04 PI16 SE06
TI02 TI05 TI06 TO12 TO13
Claims (13)
- 【請求項１】 複数個の単電池を組み合わせて組電池と
した二次電池に流れる電流を検出し、 前記検出した電流に所定の充電効率を乗じて、少なくと
も電流積算により所定の期間における残存容量の変化量
を演算し、 二次電池の温度を検出し、 前記検出した電流と、前記検出した温度および前記演算
している残存容量に応じた内部抵抗とに基づいて、前記
所定の期間における無負荷電圧の変化量を算出し、 前記残存容量の変化量に対する前記無負荷電圧の変化量
を算出し、 前記残存容量の変化量に対する前記無負荷電圧の変化量
が所定の閾値以上となった場合に、二次電池においてメ
モリー効果が発生したものと判定することを特徴とする
メモリー効果の検出方法。 - 【請求項２】 二次電池である複数個の単電池を組み合
わせて成り、中間的充電状態で使用される電池パックに
流れる電流を検出し、 前記検出した電流に所定の充電効率を乗じて、少なくと
も電流積算により所定の期間における残存容量の変化量
を演算し、 前記電池パック内の温度を検出し、 前記検出した電流と、前記検出した温度および前記演算
している残存容量に応じた内部抵抗とに基づいて、前記
所定の期間における無負荷電圧の変化量を算出し、 前記残存容量の変化量に対する前記無負荷電圧の変化量
を算出し、 前記残存容量の変化量に対する前記無負荷電圧の変化量
が所定の閾値以上となった場合に、二次電池においてメ
モリー効果が発生したものと判定することを特徴とする
メモリー効果の検出方法。 - 【請求項３】 前記所定の充電効率は、前記検出した温
度と現在演算している残存容量とに基づいて決定するこ
とを特徴とする請求項１または２記載のメモリー効果の
検出方法。 - 【請求項４】 前記所定の閾値は、判定したいメモリー
効果のレベルに応じて決定することを特徴とする請求項
１から３のいずれか一項記載のメモリー効果の検出方
法。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項記載のメ
モリー効果の検出方法により、メモリー効果が発生した
ものと判定した場合、残存容量の制御範囲を通常の使用
範囲よりも広くすることを特徴とするメモリー効果の解
消方法。 - 【請求項６】 請求項１から４のいずれか一項記載のメ
モリー効果の検出方法により、メモリー効果が発生した
ものと判定した場合、演算した残存容量の電圧変化によ
る補正を一定時間禁止することを特徴とするメモリー効
果の解消方法。 - 【請求項７】 複数個の単電池を組み合わせて組電池と
した二次電池に流れる電流を検出し、 前記検出した電流に対応させて二次電池の出力電圧を検
出し、 所定の期間における前記出力電圧の前記検出電流に対す
る変化に基づいて、前記検出電流がゼロの場合の無負荷
電圧を算出し、 前記算出された無負荷電圧に対応して、前記検出電流に
所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算により前
記所定の期間における残存容量を演算し、 所定の変化範囲内における前記無負荷電圧と前記演算し
た残存容量の相関係数を算出し、 前記相関係数が所定の閾値以下となった場合に、二次電
池においてメモリー効果が発生したものと判定すること
を特徴とするメモリー効果の検出方法。 - 【請求項８】 二次電池である複数個の単電池を組み合
わせて成り、中間的充電状態で使用される電池パックに
流れる電流を検出し、 前記検出した電流に対応させて二次電池の出力電圧を検
出し、 所定の期間における前記出力電圧の前記検出電流に対す
る変化に基づいて、前記検出電流がゼロの場合の無負荷
電圧を算出し、 前記算出された無負荷電圧に対応して、前記検出電流に
所定の充電効率を乗じて、少なくとも電流積算により前
記所定の期間における残存容量を演算し、 所定の変化範囲内における前記無負荷電圧と前記演算し
た残存容量の相関係数を算出し、 前記相関係数が所定の閾値以下となった場合に、二次電
池においてメモリー効果が発生したものと判定すること
を特徴とするメモリー効果の検出方法。 - 【請求項９】 前記二次電池の温度を検出し、前記所定
の充電効率は、前記検出した温度と現在演算している残
存容量とに基づいて決定することを特徴とする請求項７
または８記載のメモリー効果の検出方法。 - 【請求項１０】 前記無負荷電圧の算出は、充電方向と
放電方向における所定の範囲内の前記検出電流に対応す
る前記出力電圧の偏差が所定の分散値内に収まった場合
に行なうことを特徴とする請求項７から９のいずれか一
項記載のメモリー効果の検出方法。 - 【請求項１１】 前記所定の閾値は、判定したいメモリ
ー効果のレベルに応じて決定することを特徴とする請求
項７から１０のいずれか一項記載のメモリー効果の検出
方法。 - 【請求項１２】 請求項７から１１のいずれか一項記載
のメモリー効果の検出方法により、メモリー効果が発生
したものと判定した場合、通常の使用範囲内における残
存容量に対する前記無負荷電圧の変化曲線の面積を算出
し、該面積と、メモリー効果が発生していない場合の、
前記通常の使用範囲内における残存容量に対する前記無
負荷電圧の変化曲線の面積との差分値に応じて、残存容
量の制御範囲を前記通常の使用範囲よりも広くすること
を特徴とするメモリー効果の解消方法。 - 【請求項１３】 請求項７から１１のいずれか一項記載
のメモリー効果の検出方法により、メモリー効果が発生
したものと判定した場合、通常の使用範囲内における残
存容量に対する前記無負荷電圧の変化曲線の面積を算出
し、該面積と、メモリー効果が発生していない場合の、
前記通常の使用範囲内における残存容量に対する前記無
負荷電圧の変化曲線の面積との差分値に応じて、演算し
た残存容量の電圧変化による補正を一定時間禁止するこ
とを特徴とするメモリー効果の解消方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186187A JP3964635B2 (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | メモリー効果の検出方法およびその解消方法 |
| US10/174,204 US6700383B2 (en) | 2001-06-20 | 2002-06-17 | Method of detecting and resolving memory effect |
| DE60205817T DE60205817T2 (de) | 2001-06-20 | 2002-06-19 | Verfahren zur Erfassung und Beseitigung des Memory-Effektes |
| EP02013617A EP1271171B1 (en) | 2001-06-20 | 2002-06-19 | Method of detecting and resolving memory effect |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186187A JP3964635B2 (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | メモリー効果の検出方法およびその解消方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003009408A true JP2003009408A (ja) | 2003-01-10 |
| JP3964635B2 JP3964635B2 (ja) | 2007-08-22 |
Family
ID=19025653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001186187A Expired - Lifetime JP3964635B2 (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | メモリー効果の検出方法およびその解消方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6700383B2 (ja) |
| EP (1) | EP1271171B1 (ja) |
| JP (1) | JP3964635B2 (ja) |
| DE (1) | DE60205817T2 (ja) |
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| KR100448367B1 (ko) * | 2002-03-06 | 2004-09-10 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 전기 자동차의 배터리 관리방법 |
| US7005830B2 (en) | 2002-06-17 | 2006-02-28 | Enerdel, Inc. | Rechargeable battery pack with adaptive regenerative energy control and method thereof |
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