JP2003197275A - 二次電池の分極電圧推定方法、二次電池の残存容量推定方法および装置、並びに電池パックシステム - Google Patents

二次電池の分極電圧推定方法、二次電池の残存容量推定方法および装置、並びに電池パックシステム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池の分極電圧の推定精度、および残存
容量の推定精度を向上させる。 【解決手段】 分極電圧算出部１０８により、フィルタ
リング処理を施した積算容量の変化量ＬＰＦ（ΔＱ）か
ら参照テーブル（ＬＵＴ）１０８１に基づいて分極電圧
Ｖｐｏｌを求め、起電力算出部１１３により、有効な無
負荷電圧Ｖ０OKから分極電圧Ｖｐｏｌを減算して電池起
電力Ｖｅｑを求め、残存容量推定部１１４により、電池
起電力Ｖｅｑから参照テーブル（ＬＵＴ）１１４１に基
づいて残存容量ＳＯＣを推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、モータの動力
源および各種負荷の駆動源として搭載されるニッケル−
水素（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリなどの二次電池の残存容量
（ＳＯＣ：State of Charge）を推定する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、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
電等を制御して適正な動作状態に維持することが、二次
電池をＨＥＶ等に搭載する場合に要求される。
【０００３】そのために、電池の電圧、電流、温度等を
検出して二次電池の残存容量（以下、ＳＯＣと略称す
る）を演算により推定し、車両の燃料消費効率が最も良
くなるようにＳＯＣ制御を行っている。また、その時の
ＳＯＣレベルは、加速時のモータ駆動によるパワーアシ
ストおよび減速時のエネルギー回収（回生制動）をバラ
ンス良く動作させるため、一般的には、例えばＳＯＣが
５０％から７０％の範囲内になるように、ＳＯＣが低下
して例えば５０％になった場合には充電過多の制御を行
い、逆に、ＳＯＣが上昇して例えば７０％になった場合
には放電過多の制御を行って、ＳＯＣを制御中心に近づ
けようとするものである。
【０００４】このようなＳＯＣ制御を正確に行うために
は、充放電を行っている二次電池のＳＯＣを正確に推定
することが必要になる。かかる従来のＳＯＣ推定方法と
しては、以下の２種類の方法がある。
【０００５】 充放電された電流を測定し、その電流
値（充電の場合はマイナス、放電の場合はプラスの符号
を有する）に充電効率を乗算し、その乗算値をある時間
期間にわたって積算することにより、積算容量を計算
し、この積算容量に基づいてＳＯＣを推定する。
【０００６】 充放電された電流と、それに対応する
二次電池の端子電圧とのペアデータを複数個測定して記
憶し、そのペアデータから、最小二乗法により１次の近
似直線（電圧Ｖ−電流Ｉ近似直線）を求め、電流値０
（ゼロ）に対応する電圧値（Ｖ−Ｉ近似直線のＶ切片）
を無負荷電圧（Ｖ０）として算出し、この無負荷電圧Ｖ
０に基づいてＳＯＣを推定する。
【０００７】また、二次電池を充放電すると、電池起電
力に対して分極電圧が発生する。すなわち、充電時には
電圧が高くなり、放電時には電圧が低くなり、この変化
分が分極電圧と呼ばれる。上記の方法のようにＳＯＣ
を電圧により推定する場合や、また、所定時間内におけ
る電圧の上昇および降下を推定する場合、所定時間内に
おける入出力可能電力を求める場合には、分極電圧を正
確に把握する必要がある。
【０００８】一般に、分極電圧の推定方法としては、複
数の電流、電圧データから一次の回帰直線を求め、その
直線の傾きを分極抵抗（部品抵抗、反応抵抗、および拡
散抵抗）として、その分極抵抗に電流を乗算することで
分極電圧としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記２
種類の従来のＳＯＣ推定方法では、以下のような問題点
がある。
【００１０】まず、上記の積算容量によるＳＯＣ推定
方法の場合、電流値を積算する際に必要な充電効率はＳ
ＯＣ値、電流値、温度などに依存するため、それら各種
の条件に適応した充電効率を見つけ出すことは困難であ
る。また、バッテリが放置状態にある場合、その間の自
己放電量を計算することができない。これら等の理由に
より、時間の経過とともにＳＯＣの真の値と推定値との
誤差が大きくなるので、それを解消するために、完全放
電や満充電を行い、ＳＯＣの初期化を行うことが必要に
なる。
【００１１】しかし、二次電池をＨＥＶに搭載して使用
する場合、完全放電を行うと、二次電池からの電力供給
ができなくなり、エンジンに負担がかかることになる。
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、または満充電になるまで二次電池
を所定時間かけて充電した後に、ＳＯＣの初期化を行う
必要がある。このように、ＨＥＶ用途の場合、車両走行
中に完全充放電を行い、ＳＯＣの初期化を行うことは不
可能である。また、定期的に、ＨＥＶに搭載された二次
電池の完全充放電を行うことは、ユーザにとって利便性
に欠け、負担にもなる。
【００１２】次に、上記の無負荷電圧によるＳＯＣ推
定方法の場合、まず、大きな放電を行った後におけるＶ
−Ｉ近似直線のＶ切片は低めになり、大きな充電を行っ
た後におけるＶ−Ｉ近似直線のＶ切片は高めになるとい
うように、過去の充放電電流の履歴によって、同一のＳ
ＯＣにおいても無負荷電圧が変化する。この変化分は分
極電圧によるものである。このように、Ｖ−Ｉ近似直線
のＶ切片である無負荷電圧は、分極電圧の要因により、
充電方向と放電方向とで異なってしまう。それにより、
この電圧差がＳＯＣの推定誤差となる。また、メモリー
効果や放置による電圧低下、電池劣化等もＳＯＣ推定の
誤差要因となる。
【００１３】また、上記従来の分極電圧の推定方法で
は、分極抵抗により分極電圧を求めると、分極抵抗に含
まれる、電池の活物質と電解液界面の反応による反応抵
抗や、活物質内、活物質間、および電解液内の反応によ
る拡散抵抗の推定が十分に行えないため、推定された分
極電圧の精度が悪く、ＳＯＣ推定のための電池起電力を
求めるために、上記の無負荷電圧を補正に用いるのは
実用的ではない。
【００１４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、二次電池の分極電圧を高精度
に推定できる方法を提供し、それにより、定期的に二次
電池の完全充放電を行ってＳＯＣを初期化することな
く、ＳＯＣを高精度に推定できる方法および装置、かか
る方法における処理を実行するコンピュータシステム
（電池用の電子制御ユニット（電池ＥＣＵ））を塔載し
た電池パックシステムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の二次電池の分極電圧推定方法
は、二次電池に流れる電流を測定する工程と、測定した
電流に基づいて、積算容量を算出する工程と、算出した
積算容量の所定期間における変化量を求める工程と、積
算容量の変化量に基づいて分極電圧を求める工程とを含
むことを特徴とする。
【００１６】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２の二次電池の分極電圧推定方法は、モータの動力源
および負荷の駆動源として中間的充電状態で使用される
二次電池に流れる電流を測定する工程と、測定した電流
に基づいて、積算容量を算出する工程と、算出した積算
容量の所定期間における変化量を求める工程と、積算容
量の変化量に基づいて分極電圧を求める工程とを含むこ
とを特徴とする。
【００１７】上記の分極電圧推定方法によれば、反応抵
抗や拡散抵抗を含む推定精度が良くない分極抵抗により
分極電圧を推定するのではなく、積算容量の変化量に基
づいて分極電圧を求めることで、分極電圧を高精度に推
定することができる。
【００１８】第１および第２の二次電池の分極電圧推定
方法はさらに、求めた積算容量の変化量に対して時間遅
延処理を施す工程を含むことが好ましい。
【００１９】この方法によれば、積算容量の変化量に対
して遅延時間を有する分極電圧を、積算容量の変化量に
リアルタイムに追従させて推定することができる。
【００２０】また、第１および第２の二次電池の分極電
圧推定方法において、積算容量の変化量に対して、時間
遅延処理と共に、フィルタリングにより平均化処理を施
すことが好ましい。
【００２１】この方法によれば、分極電圧の算出に不要
な積算容量の変動成分を低減することができる。
【００２２】また、第１および第２の二次電池の分極電
圧推定方法において、あらかじめ温度をパラメータとし
た積算容量の変化量に対する分極電圧の特性を求め、そ
の特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、分
極電圧を求めることが好ましい。
【００２３】この方法によれば、電池の温度変化に対し
ても、分極電圧を容易に精度良く求めることができる。
【００２４】また、第１および第２の二次電池の分極電
圧推定方法において、二次電池は、ニッケル−水素二次
電池である。
【００２５】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第１の電池パックシステムは、第１または第２の二次電
池の分極電圧推定方法を実行するコンピュータシステム
と、二次電池とを備えたことを特徴とする。
【００２６】この構成によれば、コンピュータシステム
として、例えば電池ＥＣＵを塔載した電池パックシステ
ムは、精度良く分極電圧を推定することができる。
【００２７】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第１の二次電池の残存容量推定方法は、二次電池に流れ
る電流と、電流に対応した二次電池の端子電圧との組デ
ータを測定し、組データを複数個取得する工程と、取得
した複数個の組データに基づいて、統計処理により、電
流値がゼロの場合の電圧値を無負荷電圧として算出する
工程と、測定した電流に基づいて、積算容量を算出する
工程と、算出した積算容量の所定期間における変化量を
求める工程と、積算容量の変化量に基づいて分極電圧を
求める工程と、無負荷電圧から分極電圧を減算すること
により、二次電池の起電力を算出する工程と、算出した
起電力に基づいて、二次電池の残存容量を推定する工程
とを含むことを特徴とする。
【００２８】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２の二次電池の残存容量推定方法は、モータの動力源
および負荷の駆動源として中間的充電状態で使用される
二次電池に流れる電流と、電流に対応した二次電池の端
子電圧との組データを測定し、組データを複数個取得す
る工程と、取得した複数個の組データに基づいて、統計
処理により、電流値がゼロの場合の電圧値を無負荷電圧
として算出する工程と、測定した前記電流に基づいて、
積算容量を算出する工程と、算出した積算容量の所定時
間における変化量を求める工程と、積算容量の変化量に
基づいて分極電圧を求める工程と、無負荷電圧から分極
電圧を減算することにより、二次電池の起電力を算出す
る工程と、算出した起電力に基づいて、二次電池の残存
容量を推定する工程とを含むことを特徴とする。
【００２９】上記の残存容量推定方法によれば、分極電
圧の推定精度が良いために、無負荷電圧から分極電圧を
減算した電池起電力（平衡電位）の算出精度が良くな
り、したがって、精度の高いＳＯＣの推定が可能にな
る。
【００３０】また、平衡電位に基づいてＳＯＣを推定で
きるため、長期間の放置等による自己放電後のＳＯＣも
容易に推定でき、定期的なＳＯＣの初期化を行う必要が
なくなる。
【００３１】第１および第２の二次電池の残存容量推定
方法はさらに、求めた積算容量の変化量に対して時間遅
延処理を施す工程を含むことが好ましい。
【００３２】この方法によれば、積算容量の変化量に対
して遅延時間を有する分極電圧を、積算容量の変化量に
リアルタイムに追従させて推定することができる。
【００３３】この場合、時間遅延処理を施した積算容量
の変化量に、所定の係数を乗算して、分極電圧を求める
ことが好ましい。
【００３４】この方法によれば、分極電圧の算出が容易
になる。
【００３５】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定方法において、積算容量の変化量に対して、時間
遅延処理と共に、フィルタリングにより平均化処理を施
すことが好ましい。
【００３６】この方法によれば、分極電圧の算出に不要
な積算容量の変動成分を低減することができる。
【００３７】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定方法はさらに、分極電圧に対して時間遅延処理を
施す工程を含むことが好ましい。
【００３８】この方法によれば、分極電圧に対して遅延
時間を有する残存容量を、分極電圧にリアルタイムに追
従させて推定することができる。
【００３９】この場合、時間遅延処理と共に、フィルタ
リングにより平均化処理を施すことが好ましい。
【００４０】この方法によれば、残存容量の推定に不要
な分極電圧の変動成分を低減することができる。
【００４１】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定方法はさらに、積算容量の変化量と分極電圧の両
方に対して時間遅延処理を施す工程を含むことが好まし
い。
【００４２】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定方法において、あらかじめ温度をパラメータとし
た積算容量の変化量に対する分極電圧の特性を求め、そ
の特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、分
極電圧を求めることが好ましい。
【００４３】この方法によれば、電池の温度変化に対し
ても、分極電圧を容易に精度良く求めることができる。
【００４４】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定方法において、あらかじめ温度をパラメータとし
た起電力に対する残存容量の特性を求め、その特性を記
憶した参照テーブルまたは式に基づいて、残存容量を推
定することが好ましい。
【００４５】この方法によれば、電池の温度変化に対し
ても、残存容量を容易に精度良く推定することができ
る。
【００４６】第１および第２の二次電池の残存容量推定
方法はさらに、取得した複数個の組データを所定の選別
条件に基づき選別する工程を含み、所定の選別条件とし
て、電流の値が充電側および放電側で所定の範囲内にあ
り、複数の組データ数が充電側と放電側で所定数以上で
あり、複数個の組データの取得中における積算容量の変
化量が所定の範囲内にある場合に、複数個の組データを
選択することが好ましい。
【００４７】この方法によれば、複数個の組データを、
放電側および充電側で均一に、かつ積算容量の変化量の
影響を受けることなく取得することができる。
【００４８】第１および第２の二次電池の残存容量推定
方法はさらに、算出した無負荷電圧が有効であるか否か
を所定の判定条件に基づき判定する工程を含み、所定の
判定条件として、最小二乗法を用いて統計処理を行って
求めた近似直線に対する複数個の組データの分散値が所
定の範囲内にあるか、または近似直線と複数個の組デー
タとの相関係数が所定値以上である場合に、算出した無
負荷電圧を有効とすることが好ましい。
【００４９】この方法によれば、無負荷電圧の算出精度
を向上させることができる。
【００５０】第１および第２の二次電池の残存容量推定
方法において、二次電池は、ニッケル−水素二次電池で
ある。
【００５１】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２の電池パックシステムは、第１または第２の二次電
池の残存容量推定方法を実行するコンピュータシステム
と、二次電池を備えたことを特徴とする。
【００５２】この構成によれば、マイクロコンピュータ
システムとして、例えば電池ＥＣＵを塔載した電池パッ
クシステムは、高精度に推定したＳＯＣに基づいて、正
確なＳＯＣ制御を行い、例えばＨＥＶ等に塔載された場
合、優れた燃料消費効率を実現することが可能になる。
【００５３】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第１の二次電池の残存容量推定装置は、二次電池に流れ
る電流を電流データとして測定する電流測定部と、電流
に対応した二次電池の端子電圧を電圧データとして測定
する電圧測定部と、電流測定部からの電流データと電圧
測定部からの電圧データとの複数個の組データに基づい
て、統計処理により、電流データがゼロの場合の電圧デ
ータを無負荷電圧として算出する無負荷電圧算出部と、
電流測定部からの電流データに基づいて、積算容量を算
出する積算容量算出部と、積算容量算出部からの積算容
量の所定期間における変化量を求める変化容量算出部
と、変化容量算出部からの積算容量の変化量に基づい
て、分極電圧を求める分極電圧算出部と、無負荷電圧算
出部で算出された無負荷電圧から、分極電圧算出部で求
められた分極電圧を減算することにより、二次電池の起
電力を算出する起電力算出部と、起電力算出部からの起
電力に基づいて、二次電池の残存容量を推定する残存容
量推定部とを備えたことを特徴とする。
【００５４】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２の二次電池の残存容量推定装置は、モータの動力源
および負荷の駆動源として中間的充電状態で使用される
二次電池に流れる電流を電流データとして測定する電流
測定部と、電流に対応した二次電池の端子電圧を電圧デ
ータとして測定する電圧測定部と、電流測定部からの電
流データと電圧測定部からの電圧データとの複数個の組
データに基づいて、統計処理により、電流データがゼロ
の場合の電圧データを無負荷電圧として算出する無負荷
電圧算出部と、電流測定部からの電流データに基づい
て、積算容量を算出する積算容量算出部と、積算容量算
出部からの積算容量の所定期間における変化量を求める
変化容量算出部と、変化容量算出部からの積算容量の変
化量に基づいて、分極電圧を求める分極電圧算出部と、
無負荷電圧算出部で算出された無負荷電圧から、分極電
圧算出部で求められた分極電圧を減算することにより、
二次電池の起電力を算出する起電力算出部と、起電力算
出部からの起電力に基づいて、二次電池の残存容量を推
定する残存容量推定部とを備えたことを特徴とする。
【００５５】上記の構成によれば、分極電圧の推定精度
が良いために、無負荷電圧から分極電圧を減算した電池
起電力（平衡電位）の算出精度が良くなり、したがっ
て、精度の高いＳＯＣの推定が可能になる。
【００５６】また、平衡電位に基づいてＳＯＣを推定で
きるため、長期間の放置等による自己放電後のＳＯＣも
容易に推定でき、定期的なＳＯＣの初期化を行う必要が
なくなる。
【００５７】第１および第２の二次電池の残存容量推定
装置はさらに、変化容量算出部からの積算容量の変化量
に対して時間遅延処理を施す第１の演算処理部を備える
ことが好ましい。
【００５８】この構成によれば、積算容量の変化量に対
して遅延時間を有する分極電圧を、積算容量の変化量に
リアルタイムに追従させて推定することができる。
【００５９】第１および第２の二次電池の残存容量推定
装置において、分極電圧算出部は、第１の演算処理部に
より時間遅延処理を施した積算容量の変化量に、所定の
係数を乗算して、分極電圧を求めることが好ましい。
【００６０】この構成によれば、分極電圧の算出が容易
になる。
【００６１】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定装置において、第１の演算処理部は、積算容量の
変化量に対して、時間遅延処理と共に、フィルタリング
により平均化処理を施すことが好ましい。
【００６２】この構成によれば、分極電圧の算出に不要
な積算容量の変動成分を低減することができる。
【００６３】第１および第２の二次電池の残存容量推定
装置はさらに、分極電圧に対して時間遅延処理を施す第
２の演算処理部を備えることが好ましい。
【００６４】この構成によれば、分極電圧に対して遅延
時間を有する残存容量を、分極電圧にリアルタイムに追
従させて推定することができる。
【００６５】この場合、第２の演算処理部は、時間遅延
処理と共に、フィルタリングにより平均化処理を施すこ
とが好ましい。
【００６６】この構成によれば、残存容量の推定に不要
な分極電圧の変動成分を低減することができる。
【００６７】第１および第２の二次電池の残存容量推定
装置はさらに、第１の演算処理部と第２の演算処理部の
両方を備えることが好ましい。
【００６８】第１および第２の二次電池の残存容量推定
装置はさらに、二次電池の温度を測定する温度測定部を
備え、分極電圧算出部は、温度測定部により測定された
温度と、あらかじめ求められた、温度をパラメータとし
た積算容量の変化量に対する分極電圧の特性を記憶した
参照テーブルまたは式とに基づいて、分極電圧を求める
ことが好ましい。
【００６９】この構成によれば、電池の温度変化に対し
ても、分極電圧を容易に精度良く求めることができる。
【００７０】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定装置はさらに、電池の温度を測定する温度測定部
を備え、残存容量推定部は、温度測定部により測定され
た温度と、あらかじめ求められた、温度をパラメータと
した起電力に対する残存容量の特性を記憶した参照テー
ブルまたは式とに基づいて、残存容量を推定することが
好ましい。
【００７１】この構成によれば、電池の温度変化に対し
ても、残存容量を容易に精度良く推定することができ
る。
【００７２】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定装置はさらに、複数個の組データを所定の選別条
件に基づき選別し、無負荷電圧算出部に出力する組デー
タ選別部を備え、組データ選別部は、所定の選別条件と
して、電流の値が充電側および放電側で所定の範囲内に
あり、複数個の組データ数が充電側と放電側で所定数以
上であり、複数個の組データの取得中における積算容量
の変化量が所定の範囲内にある場合に、複数個の組デー
タを選択することが好ましい。
【００７３】この構成によれば、複数個の組データを、
放電側および充電側で均一に、かつ積算容量の変化量の
影響を受けることなく取得することができる。
【００７４】また、第１および第２の二次電池の残存容
量推定装置はさらに、無負荷電圧算出部により算出され
た無負荷電圧が有効であるか否かを所定の判定条件に基
づき判定する無負荷電圧判定部を備え、無負荷電圧判定
部は、所定の判定条件として、最小二乗法を用いて統計
処理を行って求めた近似直線に対する複数個の組データ
の分散値が所定の範囲内にあるか、または近似直線と複
数個の組データとの相関係数が所定値以上である場合
に、算出した無負荷電圧を有効とすることが好ましい。
【００７５】この構成によれば、無負荷電圧の算出精度
を向上させることができる。
【００７６】第１および第２の二次電池の残存容量推定
装置において、二次電池は、ニッケル−水素二次電池で
ある。
【００７７】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第３の電池パックシステムは、第１または第２の二次電
池の残存容量推定装置と、二次電池とを備えたことを特
徴とする。この場合、第１および第２の二次電池の残存
容量推定装置はコンピュータシステムとして構成される
ことが好ましい。
【００７８】この構成によれば、マイクロコンピュータ
システムとして、例えば電池ＥＣＵを塔載した電池パッ
クシステムは、高精度に推定したＳＯＣに基づいて、正
確なＳＯＣ制御を行い、例えばＨＥＶ等に塔載された場
合、優れた燃料消費効率を実現することが可能になる。
【００７９】
【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。
【００８０】図１は、本発明の一実施形態に係る電池パ
ックシステムの一構成例を示すブロック図である。図１
において、電池パックシステム１は、単電池が複数個組
み合わされて成る二次電池１００と、マイクロコンピュ
ータシステムの一部として本発明に係る残存容量推定装
置が含まれる電池ＥＣＵ１０１とで構成される。
【００８１】電池ＥＣＵ１０１において、１０２は電圧
センサ（不図示）により検出された二次電池１００の端
子電圧を所定のサンプリング周期で電圧データＶ（ｎ）
として測定する電圧測定部で、１０３は電流センサ（不
図示）により検出された二次電池１００の充放電電流を
所定のサンプリング周期で電流データＩ（ｎ）（その符
号は充電方向か放電方向かを表す）として測定する電流
測定部で、１０４は温度センサ（不図示）により検出さ
れた二次電池１００の温度を温度データＴ（ｎ）として
測定する温度測定部である。
【００８２】電流測定部１０３からの電流データＩ
（ｎ）は、積算容量算出部１０５に入力されて、所定期
間における積算容量Ｑが算出される。積算容量算出部１
０５により算出された積算容量Ｑは、変化容量算出部１
０６に入力され、所定期間（例えば、１分間）における
積算容量Ｑの変化量ΔＱが求められる。積算容量の変化
量ΔＱは、次に、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）として機
能する第１の演算処理部１０７に入力される。この第１
の演算処理部１０７では、積算容量の変化量ΔＱと、後
続の分極電圧算出部１０８で求められる分極電圧とのタ
イミング合わせを行うための時間遅延処理と、不要な高
周波成分に相当する変動成分を除去するための平均化処
理とが行われ、ＬＰＦ（ΔＱ）として出力される。ここ
で、図２に、一例として、過去１分間の積算容量の変化
量ΔＱを実線で、分極電圧Ｖｐｏｌを破線で示す。図２
から、過去１分間の積算容量の変化量ΔＱから数十秒遅
れて分極電圧Ｖｐｏｌが変化している様子が分かる。こ
の時間遅れに対応して、第１の演算処理部１０７を構成
するＬＰＦの時定数τ（なお、本実施形態では、ＬＰＦ
を１次遅れ要素で構成している）が決定される。
【００８３】第１の演算処理部１０７からのＬＰＦ（Δ
Ｑ）は、分極電圧算出部１０８に入力される。分極電圧
算出部１０８では、参照テーブル（ＬＵＴ）１０８１に
予め記憶されている、温度をパラメータとしたＬＰＦ
（ΔＱ）に対する分極電圧Ｖｐｏｌの特性曲線または式
から、温度測定部１０４で測定された温度データＴ
（ｎ）に基づいて、分極電圧Ｖｐｏｌが算出される。こ
こで、図３に、温度が２５℃の場合のＬＰＦ（ΔＱ）に
対する分極電圧Ｖｐｏｌの特性曲線を示す。なお、図３
には、２５℃の場合の特性曲線しか示していないが、実
際には、例えば、ＨＥＶ用途の場合、−３０℃〜＋６０
℃までの範囲をカバーできるような特性曲線が参照デー
タとしてＬＵＴ１０８１に格納されている。
【００８４】分極電圧算出部１０８で求められた分極電
圧Ｖｐｏｌは、次に、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）とし
て機能する第２の演算処理部１０９に入力される。この
第２の演算処理部１０９では、分極電圧Ｖｐｏｌと、後
続の起電力算出部１１３で求められる起電力Ｖｅｑとの
タイミング合わせを行うための時間遅延処理と、不要な
高周波成分に相当する変動成分を除去するための平均化
処理とが行われ、ＬＰＦ（Ｖｐｏｌ）として出力され
る。
【００８５】また、電圧測定部１０２からの電圧データ
Ｖ（ｎ）と、電流測定部１０３からの電流データＩ
（ｎ）は、組データとして、組データ選別部１１０に入
力される。組データ選別部１１０では、選別条件とし
て、充電方向（−）と放電方向（＋）における電流デー
タＩ（ｎ）の値が所定の範囲内（例えば、±５０Ａ）に
あり、充電方向と放電方向における電流データＩ（ｎ）
の個数が所定数以上（例えば、６０サンプル中の各１０
個）あり、また組データ取得中の積算容量の変化量ΔＱ
が所定の範囲内（例えば、０．３Ａｈ）にある場合に、
電圧データＶ（ｎ）と電流データＩ（ｎ）の組データが
有効であると判断され、それらを選択して有効な組デー
タＳ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））として出力される。
【００８６】組データ選別部１１０からの有効な組デー
タＳ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））は、無負荷電圧算出部１１
１に入力される。無負荷電圧算出部１１１では、図４に
示すように、有効な組データＳ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））
から、最小二乗法を用いた統計処理により、１次の電圧
−電流直線（近似直線）が求められ、電流がゼロの時の
電圧値（電圧（Ｖ）切片）が無負荷電圧Ｖ０として算出
される。
【００８７】無負荷電圧算出部１１１からの無負荷電圧
Ｖ０は、次に、無負荷電圧判定部１１２に入力される。
無負荷電圧判定部１１２では、判定条件として、近似直
線に対する組データＳ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））の分散値
が求められ、この分散値が所定の範囲内にあるか、また
は近似直線と組データＳ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））との相
関係数を求め、この相関係数が所定値以上である場合
に、算出された無負荷電圧Ｖ０が有効であると判断し、
有効な無負荷電圧Ｖ０OKとして出力される。
【００８８】次に、起電力算出部１１３が、無負荷電圧
判定部１１２からの有効な無負荷電圧Ｖ０ＯＫから、先
に説明したように、第２の演算処理部１０９からのフィ
ルタリング処理後の分極電圧ＬＰＦ（Ｖｐｏｌ）を減算
して、起電力Ｖｅｑ（平衡電位）を算出する。このよう
にして算出された起電力Ｖｅｑは、残存容量推定部１１
４に入力される。残存容量推定部１１４では、参照テー
ブル（ＬＵＴ）１１４１に予め記憶されている、温度を
パラメータとした残存容量ＳＯＣに対する起電力Ｖｅｑ
の特性曲線または式から、温度測定部１０４で測定され
た温度データＴ（ｎ）に基づいて、残存容量ＳＯＣが推
定される。ここで、図５に、温度が２５℃の場合の残存
容量ＳＯＣに対する起電力Ｖｅｑの特性曲線を示す。な
お、図５には、２５℃の場合の特性曲線しか示していな
いが、実際には、例えば、ＨＥＶ用途の場合、−３０℃
〜＋６０℃までの範囲をカバーできるような特性曲線が
参照データとしてＬＵＴ１１４１に格納されている。
【００８９】次に、以上のように構成された電池パック
システムにおける残存容量推定の処理手順について、図
６を参照して説明する。
【００９０】図６は、本発明の一実施形態に係る二次電
池の残存容量推定方法における処理手順を示すフローチ
ャートである。図６において、まず、電圧データＶ
（ｎ）と電流データＩ（ｎ）を組データとして測定する
（Ｓ６０１）。次に、電流データＩ（ｎ）に基づいて、
電流積算により積算容量Ｑを算出する（Ｓ６０２）。次
に、積算容量Ｑの所定期間（例えば、１分間）における
変化量ΔＱを算出する（Ｓ６０３）。次に、積算容量の
変化量ΔＱに対してフィルタリング処理（時間遅延およ
び平均化処理）を施し、ＬＰＦ（ΔＱ）を演算する（Ｓ
６０４）。次に、演算したＬＰＦ（ΔＱ）から、温度デ
ータＴ（ｎ）をパラメータとした分極電圧Ｖｐｏｌ−Ｌ
ＰＦ（ΔＱ）特性データが予め記憶されている参照テー
ブルに基づいて、分極電圧Ｖｐｏｌを算出する（Ｓ６０
５）。上記ステップＳ６０１からＳ６０５までが、本発
明の分極電圧推定方法における処理手順となる。次に、
算出した分極電圧Ｖｐｏｌに対してフィルタリング処理
（時間遅延および平均化処理）を施し、ＬＰＦ（Ｖｐｏ
ｌ）を演算する（Ｓ６０６）。
【００９１】また、ステップＳ６０１で測定された電圧
データＶ（ｎ）と電流データＩ（ｎ）の組データが、有
効な組データであるか否かを調べるために、それらが上
記したような選別条件を満たすか否かを判断する（Ｓ６
０７）。ステップＳ６０７の判断で、選別条件を満たさ
ない場合（Ｎｏ）、ステップＳ６０１に戻って、電圧デ
ータＶ（ｎ）と電流データＩ（ｎ）の組データを再度測
定する。一方、ステップＳ６０７の判断で、選別条件を
満たす場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０８に進んで、複
数個（例えば、６０サンプル中の充電および放電方向で
各１０個）の有効な組データＳ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））
を取得する（Ｓ６０８）。
【００９２】次に、有効な組データＳ（Ｖ（ｎ），Ｉ
（ｎ））から、最小二乗法を用いた統計処理により、１
次の近似直線（Ｖ−Ｉ直線）を求め、その近似直線のＶ
切片を無負荷電圧Ｖ０として算出する（Ｓ６０９）。次
に、ステップＳ６０９で算出した無負荷電圧Ｖ０が有効
であるか否かを調べるために、それが上記したような判
定条件を満たすか否かを判断する（Ｓ６１０）。ステッ
プＳ６１０の判断で、判定条件を満たさない場合（Ｎ
ｏ）、ステップＳ６０８に戻って、別の複数個（例え
ば、６０サンプル中の別の各１０個）の有効な組データ
Ｓ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））を取得して、ステップＳ６０
９、Ｓ６１０を繰り返す。一方、ステップＳ６１０の判
断で、算出した無負荷電圧Ｖ０が判定条件を満たす場合
（Ｙｅｓ）、それを有効な無負荷電圧Ｖ０OKとする。
【００９３】このようにして、求めたフィルタリング処
理後の分極電圧ＬＰＦ（Ｖｐｏｌ）と、求めた有効な無
負荷電圧Ｖ０OKとから、次に電池の起電力Ｖｅｑを求め
る。起電力Ｖｅｑは、ステップＳ６１１において、有効
な無負荷電圧Ｖ０OKからフィルタリング処理後の分極電
圧ＬＰＦ（Ｖｐｏｌ）を減算することにより算出され
る。次に、算出した起電力Ｖｅｑから、温度データＴ
（ｎ）をパラメータとした起電力Ｖｅｑ−残存容量ＳＯ
Ｃ特性データが予め記憶されている参照テーブルに基づ
いて、残存容量ＳＯＣを推定する（Ｓ６１２）。
【００９４】次に、以上のようにして推定した残存容量
ＳＯＣの精度について、図１に示す第１の演算処理部１
０７および第２の演算処理部１０９、また図２に示すス
テップＳ６０４およびステップＳ６０６によるフィルタ
リング処理を施さない場合と、第１の演算処理部１０
７、またステップＳ６０４によるフィルタリング処理を
施した場合とに分けて、それぞれ図７および図８を参照
して説明する。
【００９５】図７は、本実施形態により推定した残存容
量ＳＯＣｐ、従来の無負荷電圧Ｖ０により推定した残存
容量ＳＯＣｃ、および真の残存容量ＳＯＣｔの時間変化
を示す図である。なお、本実施形態により推定した残存
容量ＳＯＣｐは、図７に示すように、従来の推定方法で
は、真の残存容量ＳＯＣｔに対して、最大で１０％以上
の偏差があったのに対して、本実施形態によれば、４％
以下の偏差に抑えることができ、残存容量ＳＯＣの推定
精度を２．５倍以上向上させることができた。特に、残
存容量ＳＯＣの時間変化が大きい場合、例えば、図７の
時間１８００秒から時間２７５０秒にかけて、従来で
は、真の残存容量ＳＯＣｔに対して、−１０％から＋１
２％の偏差（偏差の範囲は２２％）があったのに対し
て、本実施形態では、−２％から−４％の偏差（偏差の
範囲は４％）に抑えることができ、残存容量ＳＯＣの推
定精度をさらに向上させることができた。
【００９６】図８は、本実施形態により推定した残存容
量ＳＯＣｐ（ＬＰＦ）、および真の残存容量ＳＯＣｔの
時間変化を示す図である。図８に示すように、積算容量
の変化量ΔＱに対するフィルタリング処理を行うことに
よって、真の残存容量ＳＯＣｔに対して、２％以下の偏
差に抑えることができ、従来に比べて、残存容量ＳＯＣ
の推定精度を５倍以上向上させることができた。
【００９７】図９および図１０は、それぞれ、積算容量
の変化量ΔＱに対してフィルタリング処理を施さない場
合および施した場合における、真の起電力Ｖｅｑ−残存
容量ＳＯＣ曲線（Ｐ０）、本実施形態により残存容量を
推定した場合（Ｐ１およびＰ１（ＬＰＦ））、および従
来の無負荷電圧Ｖ０により残存容量を推定した場合（Ｐ
２）の起電力Ｖｅｑ−残存容量ＳＯＣプロットデータを
示す図である。
【００９８】図９に示すように、ＨＥＶ用途で使用され
る中間的な残存容量範囲（約４５％から約７５％）にお
いて、真の起電力Ｖｅｑ−残存容量ＳＯＣ曲線Ｐ０に対
するプロットデータのばらつきが、従来に比べて、本実
施形態の方が少なくなっている。また、図１０に示すよ
うに、積算容量の変化量ΔＱに対してフィルタリング処
理を施した場合には、さらに精度が向上している。
【００９９】なお、本実施形態において、積算容量の変
化量ΔＱを算出するための所定期間を、例えば１分間と
したが、電池パックシステムがＨＥＶ等に塔載される場
合、車両の走行状態に応じて変更しても良い。すなわ
ち、二次電池の充放電が頻繁に行われる場合には、上記
所定期間を短く設定し、二次電池の充放電が頻繁に行わ
れない場合には、上記所定期間を長く設定することで、
実際の走行状態に応じて最適に分極電圧の推定を行うこ
とができる。
【０１００】また、本実施形態において、フィルタリン
グ処理を行うために、第１の演算処理部１０７と第２の
演算処理部１０９というように２つに分けたが、必要に
応じて、これを１つに共通化しても良い。これにより、
処理工程を減らして、処理速度を向上させることができ
る。
【０１０１】なお、本実施形態においては、分極電圧は
部品抵抗のない無負荷時において算出しているが、事前
に容易に測定可能な部品抵抗を予めテーブル化して、こ
れを考慮することにより、無負荷時以外でも同様に、分
極電圧およびＳＯＣを正確に算出することができる。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
積算容量の変化量から分極電圧を求めることで、分極電
圧の推定精度が良くなり、よって、無負荷電圧から分極
電圧を減算した電池起電力（平衡電位）の算出精度が良
くなり、したがって、精度の高いＳＯＣの推定が可能に
なる。
【０１０３】また、平衡電位に基づいてＳＯＣを推定で
きるため、長期間の放置等による自己放電後のＳＯＣも
容易に推定でき、定期的なＳＯＣの初期化を行う必要が
なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る電池パックシステ
ムの一構成例を示すブロック図
【図２】 積算容量の変化量ΔＱと分極電圧Ｖｐｏｌの
時間変化の一例を示す図
【図３】 本実施形態における、温度をパラメータとし
た、フィルタリング処理後の積算容量の変化量ＬＰＦ
（ΔＱ）に対する分極電圧Ｖｐｏｌの特性曲線を示す図
【図４】 本実施形態における、電圧データＶ（ｎ）と
電流データＩ（ｎ）の組データと、それから統計処理に
より無負荷電圧Ｖ０を求めるための近似直線とを示す図
【図５】 本実施形態における、温度をパラメータとし
た、残存容量ＳＯＣに対する起電力Ｖｅｑの特性曲線を
示す図
【図６】 本実施形態に係る二次電池の残存容量推定方
法における処理手順を示すフローチャート
【図７】 本実施形態により推定した残存容量ＳＯＣｐ
（積算容量の変化量ΔＱに対するフィルタリング処理な
しの場合）、従来の無負荷電圧Ｖ０により推定した残存
容量ＳＯＣｃ、および真の残存容量ＳＯＣｔの時間変化
を示す図
【図８】 本実施形態により推定した残存容量ＳＯＣｐ
（ＬＰＦ）（積算容量の変化量ΔＱに対するフィルタリ
ング処理有りの場合）、および真の残存容量ＳＯＣｔの
時間変化を示す図
【図９】 真のＶｅｑ−ＳＯＣ曲線（Ｐ０）、本実施形
態により残存容量を推定した場合（Ｐ１：積算容量の変
化量ΔＱに対するフィルタリング処理なしの場合）、お
よび従来の無負荷電圧Ｖ０により残存容量を推定した場
合（Ｐ２）の起電力−ＳＯＣプロットデータを示す図
【図１０】 真のＶｅｑ−ＳＯＣ曲線（Ｐ０）、本実施
形態により残存容量を推定した場合（Ｐ１（ＬＰＦ）：
積算容量の変化量ΔＱに対するフィルタリング処理有り
の場合）、および従来の無負荷電圧Ｖ０により残存容量
を推定した場合（Ｐ２）の起電力−ＳＯＣプロットデー
タを示す図
【符号の説明】
１ 電池パックシステム １００ 二次電池 １０１ 電池ＥＣＵ（残存容量推定装置） １０２ 電圧測定部 １０３ 電流測定部 １０４ 温度測定部 １０５ 積算容量算出部 １０６ 変化容量算出部 １０７ 第１の演算処理部（ＬＰＦ） １０８ 分極電圧算出部 １０８１ 参照テーブル（ＬＵＴ） １０９ 第２の演算処理部（ＬＰＦ） １１０ 組データ選別部 １１１ 無負荷電圧算出部 １１２ 無負荷電圧判定部 １１３ 起電力算出部 １１４ 残存容量推定部 １１４１ 参照テーブル（ＬＵＴ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB01 CB12 CB13 CB21 CB22 CB31 CB32 CC01 CC02 CC03 CC04 CC13 CC23 CC24 CC27 CC28 CD02 CF06 CF07 5H028 BB11 HH10 5H030 AA03 AS06 AS08 FF22 FF41 FF42 FF43 FF44 5H040 AA40 AS07 AY04 NN05

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二次電池に流れる電流を測定する工程
    と、 測定した前記電流に基づいて、積算容量を算出する工程
    と、 算出した前記積算容量の所定期間における変化量を求め
    る工程と、 前記積算容量の変化量に基づいて、分極電圧を求める工
    程とを含むことを特徴とする二次電池の分極電圧推定方
    法。
  2. 【請求項２】 モータの動力源および負荷の駆動源とし
    て中間的充電状態で使用される二次電池に流れる電流を
    測定する工程と、 測定した前記電流に基づいて、積算容量を算出する工程
    と、 算出した前記積算容量の所定期間における変化量を求め
    る工程と、 前記積算容量の変化量に基づいて、分極電圧を求める工
    程とを含むことを特徴とする二次電池の分極電圧推定方
    法。
  3. 【請求項３】 前記方法はさらに、求めた前記積算容量
    の変化量に対して時間遅延処理を施す工程を含むことを
    特徴とする請求項１または２記載の二次電池の分極電圧
    推定方法。
  4. 【請求項４】 前記時間遅延処理を施した前記積算容量
    の変化量に、所定の係数を乗算して、前記分極電圧を求
    めることを特徴とする請求項３記載の二次電池の分極電
    圧推定方法。
  5. 【請求項５】 前記時間遅延処理と共に、フィルタリン
    グにより平均化処理を施すことを特徴とする請求項３記
    載の二次電池の分極電圧推定方法。
  6. 【請求項６】 あらかじめ温度をパラメータとした前記
    積算容量の変化量に対する前記分極電圧の特性を求め、
    前記特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、
    前記分極電圧を求めることを特徴とする請求項１または
    ２記載の二次電池の分極電圧推定方法。
  7. 【請求項７】 前記二次電池は、ニッケル−水素二次電
    池であることを特徴とする請求項１または２記載の二次
    電池の分極電圧推定方法。
  8. 【請求項８】 請求項１または２記載の二次電池の分極
    電圧推定方法を実行するコンピュータシステムと、 前記二次電池とを備えたことを特徴とする電池パックシ
    ステム。
  9. 【請求項９】 二次電池に流れる電流と、前記電流に対
    応した前記二次電池の端子電圧との組データを測定し、
    前記組データを複数個取得する工程と、 取得した前記複数個の組データに基づいて、統計処理に
    より、電流値がゼロの場合の電圧値を無負荷電圧として
    算出する工程と、 測定した前記電流に基づいて、積算容量を算出する工程
    と、 算出した前記積算容量の所定期間における変化量を求め
    る工程と、 前記積算容量の変化量に基づいて、分極電圧を求める工
    程と、 前記無負荷電圧から前記分極電圧を減算することによ
    り、前記二次電池の起電力を算出する工程と、 算出した前記起電力に基づいて、前記二次電池の残存容
    量を推定する工程とを含むことを特徴とする二次電池の
    残存容量推定方法。
  10. 【請求項１０】 モータの動力源および負荷の駆動源と
    して中間的充電状態で使用される二次電池に流れる電流
    と、前記電流に対応した前記二次電池の端子電圧との組
    データを測定し、前記組データを複数個取得する工程
    と、 取得した前記複数個の組データに基づいて、統計処理に
    より、電流値がゼロの場合の電圧値を無負荷電圧として
    算出する工程と、 測定した前記電流に基づいて、積算容量を算出する工程
    と、 算出した前記積算容量の所定時間における変化量を求め
    る工程と、 前記積算容量の変化量に基づいて、分極電圧を求める工
    程と、 前記無負荷電圧から前記分極電圧を減算することによ
    り、前記二次電池の起電力を算出する工程と、 算出した前記起電力に基づいて、前記二次電池の残存容
    量を推定する工程とを含むことを特徴とする二次電池の
    残存容量推定方法。
  11. 【請求項１１】 前記方法はさらに、求めた前記積算容
    量の変化量に対して時間遅延処理を施す工程を含むこと
    を特徴とする請求項９または１０記載の二次電池の残存
    容量推定方法。
  12. 【請求項１２】 前記時間遅延処理を施した前記積算容
    量の変化量に、所定の係数を乗算して、前記分極電圧を
    求めることを特徴とする請求項１１記載の二次電池の残
    存容量推定方法。
  13. 【請求項１３】 前記時間遅延処理と共に、フィルタリ
    ングにより平均化処理を施すことを特徴とする請求項１
    １記載の二次電池の残存容量推定方法。
  14. 【請求項１４】 前記方法はさらに、前記分極電圧に対
    して時間遅延処理を施す工程を含むことを特徴とする請
    求項９から１１のいずれか一項記載の二次電池の残存容
    量推定方法。
  15. 【請求項１５】 前記時間遅延処理と共に、フィルタリ
    ングにより平均化処理を施すことを特徴とする請求項１
    ４記載の二次電池の残存容量推定方法。
  16. 【請求項１６】 あらかじめ温度をパラメータとした前
    記積算容量の変化量に対する前記分極電圧の特性を求
    め、前記特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づい
    て、前記分極電圧を求めることを特徴とする請求項９ま
    たは１０記載の二次電池の残存容量推定方法。
  17. 【請求項１７】 あらかじめ温度をパラメータとした前
    記起電力に対する前記残存容量の特性を求め、前記特性
    を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、前記残存
    容量を推定することを特徴とする請求項９または１０記
    載の二次電池の残存容量推定方法。
  18. 【請求項１８】 前記方法はさらに、取得した前記複数
    個の組データを所定の選別条件に基づき選別する工程を
    含むことを特徴とする請求項９または１０記載の二次電
    池の残存容量推定方法。
  19. 【請求項１９】 前記所定の選別条件として、前記電流
    の値が充電側および放電側で所定の範囲内にあり、前記
    複数個の組データ数が充電側と放電側で所定数以上であ
    り、前記複数個の組データの取得中における前記積算容
    量の変化量が所定の範囲内にある場合に、前記複数個の
    組データを選択することを特徴とする請求項１８記載の
    二次電池の残存容量推定方法。
  20. 【請求項２０】 前記方法はさらに、算出した前記無負
    荷電圧が有効であるか否かを所定の判定条件に基づき判
    定する工程を含むことを特徴とする請求項９または１０
    記載の二次電池の残存容量推定方法。
  21. 【請求項２１】 前記所定の判定条件として、最小二乗
    法を用いて前記統計処理を行って求めた近似直線に対す
    る前記複数個の組データの分散値が所定の範囲内にある
    か、または前記近似直線と前記複数個の組データとの相
    関係数が所定値以上である場合に、算出した前記無負荷
    電圧を有効とすることを特徴とする請求項２０記載の二
    次電池の残存容量推定方法。
  22. 【請求項２２】 前記二次電池は、ニッケル−水素二次
    電池であることを特徴とする請求項９または１０記載の
    二次電池の残存容量推定方法。
  23. 【請求項２３】 請求項９または１０記載の二次電池の
    残存容量推定方法を実行するコンピュータシステムと、 前記二次電池とを備えたことを特徴とする電池パックシ
    ステム。
  24. 【請求項２４】 二次電池に流れる電流を電流データと
    して測定する電流測定部と、 前記電流に対応した前記二次電池の端子電圧を電圧デー
    タとして測定する電圧測定部と、 前記電流測定部からの電流データと前記電圧測定部から
    の電圧データとの複数個の組データに基づいて、統計処
    理により、電流データがゼロの場合の電圧データを無負
    荷電圧として算出する無負荷電圧算出部と、 前記電流測定部からの電流データに基づいて、積算容量
    を算出する積算容量算出部と、 前記積算容量算出部からの積算容量の所定期間における
    変化量を求める変化容量算出部と、 前記変化容量算出部からの積算容量の変化量に基づい
    て、分極電圧を求める分極電圧算出部と、 前記無負荷電圧算出部で算出された無負荷電圧から、前
    記分極電圧算出部で求められた分極電圧を減算すること
    により、前記二次電池の起電力を算出する起電力算出部
    と、 前記起電力算出部からの起電力に基づいて、前記二次電
    池の残存容量を推定する残存容量推定部とを備えたこと
    を特徴とする二次電池の残存容量推定装置。
  25. 【請求項２５】 モータの動力源および負荷の駆動源と
    して中間的充電状態で使用される二次電池に流れる電流
    を電流データとして測定する電流測定部と、 前記電流に対応した前記二次電池の端子電圧を電圧デー
    タとして測定する電圧測定部と、 前記電流測定部からの電流データと前記電圧測定部から
    の電圧データとの複数個の組データに基づいて、統計処
    理により、電流データがゼロの場合の電圧データを無負
    荷電圧として算出する無負荷電圧算出部と、 前記電流測定部からの電流データに基づいて、積算容量
    を算出する積算容量算出部と、 前記積算容量算出部からの積算容量の所定期間における
    変化量を求める変化容量算出部と、 前記変化容量算出部からの積算容量の変化量に基づい
    て、分極電圧を求める分極電圧算出部と、 前記無負荷電圧算出部で算出された無負荷電圧から、前
    記分極電圧算出部で求められた分極電圧を減算すること
    により、前記二次電池の起電力を算出する起電力算出部
    と、 前記起電力算出部からの起電力に基づいて、前記二次電
    池の残存容量を推定する残存容量推定部とを備えたこと
    を特徴とする二次電池の残存容量推定装置。
  26. 【請求項２６】 前記装置はさらに、前記変化容量算出
    部からの積算容量の変化量に対して時間遅延処理を施す
    第１の演算処理部を備えたことを特徴とする請求項２４
    または２５記載の二次電池の残存容量推定装置。
  27. 【請求項２７】 前記分極電圧算出部は、前記第１の演
    算処理部により時間遅延処理を施した前記積算容量の変
    化量に、所定の係数を乗算して、前記分極電圧を求める
    ことを特徴とする請求項２６記載の二次電池の残存容量
    推定装置。
  28. 【請求項２８】 前記第１の演算処理部は、時間遅延処
    理と共に、フィルタリングにより平均化処理を施すこと
    を特徴とする請求項２６記載の二次電池の残存容量推定
    装置。
  29. 【請求項２９】 前記装置はさらに、前記分極電圧に対
    して時間遅延処理を施す第２の演算処理部を備えたこと
    を特徴とする請求項２４から２６のいずれか一項記載の
    二次電池の残存容量推定装置。
  30. 【請求項３０】 前記第２の演算処理部は、時間遅延処
    理と共に、フィルタリングにより平均化処理を施すこと
    を特徴とする請求項２９記載の二次電池の残存容量推定
    装置。
  31. 【請求項３１】 前記装置はさらに、電池の温度を測定
    する温度測定部を備え、前記分極電圧算出部は、前記温
    度測定部により測定された温度と、あらかじめ求められ
    た、温度をパラメータとした前記積算容量の変化量に対
    する前記分極電圧の特性を記憶した参照テーブルまたは
    式とに基づいて、前記分極電圧を求めることを特徴とす
    る請求項２４または２５記載の二次電池の残存容量推定
    装置。
  32. 【請求項３２】 前記装置はさらに、前記二次電池の温
    度を測定する温度測定部を備え、前記残存容量推定部
    は、前記温度測定部により測定された温度と、あらかじ
    め求められた、温度をパラメータとした前記起電力に対
    する前記残存容量の特性を記憶した参照テーブルまたは
    式とに基づいて、前記残存容量を推定することを特徴と
    する請求項２４または２５記載の二次電池の残存容量推
    定装置。
  33. 【請求項３３】 前記装置はさらに、前記複数個の組デ
    ータを所定の選別条件に基づき選別し、前記無負荷電圧
    算出部に出力する組データ選別部を備えたことを特徴と
    する請求項２４または２５記載の二次電池の残存容量推
    定装置。
  34. 【請求項３４】 前記組データ選別部は、前記所定の選
    別条件として、前記電流の値が充電側および放電側で所
    定の範囲内にあり、前記複数個の組データ数が充電側と
    放電側で所定数以上であり、前記複数個の組データの取
    得中における前記積算容量の変化量が所定の範囲内にあ
    る場合に、前記複数個の組データを選択することを特徴
    とする請求項３３記載の二次電池の残存容量推定装置。
  35. 【請求項３５】 前記装置はさらに、前記無負荷電圧算
    出部により算出された無負荷電圧が有効であるか否かを
    所定の判定条件に基づき判定する無負荷電圧判定部を備
    えたことを特徴とする請求項２４または２５記載の二次
    電池の残存容量推定装置。
  36. 【請求項３６】 前記無負荷電圧判定部は、前記所定の
    判定条件として、最小二乗法を用いて前記統計処理を行
    って求めた近似直線に対する前記複数個の組データの分
    散値が所定の範囲内にあるか、または前記近似直線と前
    記複数個の組データとの相関係数が所定値以上である場
    合に、算出した前記無負荷電圧を有効とすることを特徴
    とする請求項３５記載の二次電池の残存容量推定装置。
  37. 【請求項３７】 前記二次電池は、ニッケル−水素二次
    電池であることを特徴とする請求項２４または２５記載
    の二次電池の残存容量推定装置。
  38. 【請求項３８】 請求項２４または２５記載の二次電池
    の残存容量推定装置と、前記二次電池とを備えたことを
    特徴とする電池パックシステム。
  39. 【請求項３９】 前記二次電池の残存容量推定装置はコ
    ンピュータシステムとして構成されることを特徴とする
    請求項３８記載の電池パックシステム。
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