JP2004093551A

JP2004093551A - バッテリ充電状態推定装置

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Publication number: JP2004093551A
Application number: JP2003112387A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Mitsui; 三井　正彦; Yoshiyuki Nakayama; 中山　佳行
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: CN1668933A; JP4228760B2; US20050269991A1; WO2004008166A1; US7443139B2; EP1548453A1; EP1548453A4; KR20050019856A; KR100695973B1; CN100447577C

Abstract

【課題】バッテリの精度のよいＳＯＣ推定を行う。
【解決手段】バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、内部抵抗推定手段により求められたバッテリの内部抵抗とバッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電時電流を演算する推定充放電電流演算手段と、推定充放電電流演算手段により求められた充放電電流に基づき、バッテリの充電状態（以下ＳＯＣという）を推定するＳＯＣ推定手段と、充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧をバッテリの開放電圧とし、演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づきバッテリの開放電圧を演算する演算手段を有するバッテリ充電状態推定装置。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載バッテリの充電状態を推定するバッテリ充電状態推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンによる駆動や回生により発電を行う発電機と、バッテリからの電力により作動し駆動輪を駆動するモータとを有するハイブリッド電気自動車やこのハイブリッド自動車を含む電気自動車には、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのモータ駆動用二次電池（すなわち、バッテリ）が用いられている。
【０００３】
上述のバッテリの充電状態を表す量の一つとしてＳＯＣ（ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅ）があり、満充電状態をＳＯＣが１００％と表し、一方ＳＯＣが０％の場合は充電量がゼロの状態であることを表す。また、バッテリは、開放電圧ＶｏｃｖとＳＯＣとは一対一の対応関係が成り立っている。そこで、バッテリの開放電圧Ｖｏｃｖを計測または推定して、Ｖｏｃｖ−ＳＯＣ相関から開放電圧Ｖｏｃｖ対応するＳＯＣを求めることができる。
【０００４】
また、上述のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）は、車両の走行状態（例えば、発進、通常走行、加速、減速など）や車両用負荷（ストップランプ、ヘッドランプ、ワイパ、電動ファンなど）によって変動するため、バッテリの使用中にＳＯＣを推定する必要がある。従来のバッテリについてのＳＯＣ推定装置としては、バッテリの電流（充放電電流）値を積算し、ＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置が広く利用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、図１４，１５に示されるように、バッテリ１０の充放電電流を検出する電流センサ１６が正常な場合には（Ｓ４００，Ｓ４０２）、電池ＥＣＵ３４にて検出された充放電電流値を積算してＳＯＣを求め（Ｓ４０４）、一方電流センサ１６が異常な場合、充放電電流の積算ではＳＯＣの検出が不可能なため、電圧検出器１２が検出したバッテリ電圧に基づき電池ＥＣＵ３４にてバッテリの充電状態を求める（Ｓ４０６，Ｓ４０７）装置が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１６６１０５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−１６６１０５号公報に記載のバッテリ充電状態制御装置では、電流センサが異常の場合には、そのときの電圧センサからのバッテリ電圧に基づいてバッテリ充電状態を求めているが、ＯＣＶ−ＳＯＣの関係の傾きが変化する場合に、求められたＳＯＣ推定精度が低い。
【０００８】
また、電流センサの測定値の積算方法によるＳＯＣ推定手段において、電流測定値が誤差を含んだ値となった場合やノイズを含む場合には、ＳＯＣの推定精度が悪くなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、バッテリの電流値が誤差を含んだ値となった場合や異常な値になった場合においても、ＳＯＣ推定の精度を向上させるバッテリ充電状態推定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のバッテリ充電状態推定装置は、以下に示す特徴を有する。
【００１１】
（１）バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、前記内部抵抗推定手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する推定充放電電流演算手段と、前記推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充放電状態（以下ＳＯＣという）を推定するＳＯＣ推定手段と、前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、を有する。
【００１２】
上記バッテリ充電状態推定装置は、電流検出手段により検出される測定電流値を積算してＳＯＣを推定するのではなく、バッテリの内部抵抗を推定し、このバッテリの推定内部抵抗と、バッテリ電圧と、前回推定のＳＯＣに基づき算出されたバッテリの開放電圧とを用いて、バッテリの推定充放電電流を求め、この推定充放電電流に基づきバッテリの充電状態を推定するため、電流検出手段により検出された測定電流値が誤差を含んだ値になったり異常な値になった場合でも、精度の高いバッテリの充電状態を推定することができる。
【００１３】
（２）バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリの状態からバッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、前記内部抵抗推定手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する推定充放電電流演算手段と、前記推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態を推定する第１ＳＯＣ推定手段と、前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、を有する。
【００１４】
上記バッテリ充電状態推定装置は、電流検出手段により検出される測定電流値を用いることなく、バッテリの状態からバッテリの内部抵抗を推定し、このバッテリの推定内部抵抗と、バッテリ電圧と、前回推定のＳＯＣに基づき算出されたバッテリの開放電圧とを用いて、バッテリの推定充放電電流を求め、この推定充放電電流に基づきバッテリの充電状態を推定するため、電流検出手段により検出された測定電流値が誤差を含んだ値になったり異常値になった場合でもこの測定電流値に左右されることなく、精度の高いバッテリの充電状態を推定することができる。また、高価な電流検出手段を有しない構成とすることにより、バッテリ充電状態推定装置のコストを削減することができる。
【００１５】
（３）上記（２）に記載のバッテリ充電状態推定装置において、更に、バッテリの温度を検出する温度検出手段を有し、前記内部抵抗推定手段は、バッテリの温度から内部抵抗を推定する。
【００１６】
バッテリの温度とバッテリの内部抵抗とは相関関係があることから、例えば予めバッテリの温度をそのときのバッテリの内部抵抗とを測定し、相関マップを記憶させておけば、バッテリの温度からバッテリの内部抵抗を簡便に求めることができる。
【００１７】
（４）上記（２）または（３）に記載のバッテリ充電状態推定装置において、更に、バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流と前記電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧とに基づき、バッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、前記内部抵抗推定手段により推定される推定内部抵抗を、間欠的に前記内部抵抗演算手段により求められた内部抵抗に基づき補正する内部抵抗補正手段と、を有する。
【００１８】
例えば、経時によりバッテリの内部抵抗が変化するバッテリにおいてＳＯＣを推定する場合には、バッテリの充放電電流とバッテリの電圧とからバッテリの内部抵抗を演算し、例えば定期的に、演算された内部抵抗に基づいて推定内部抵抗を補正することにより、バッテリの経時劣化による推定ＳＯＣの誤差増大を抑制することができ、精度よくＳＯＣを推定することができる。
【００１９】
（５）上記（３）または（４）に記載のバッテリ充電状態推定装置において、前記内部抵抗補正手段は、前記内部抵抗演算手段により求められた内部抵抗と実測バッテリ温度とから、推定内部抵抗とバッテリの温度との関係を補正する。
【００２０】
これにより、経時において、バッテリの温度に対する内部抵抗が変化したとしても、例えば定期的にバッテリ温度とバッテリの内部抵抗との相関関係を修正更新し、バッテリのＳＯＣ推定の経時精度を向上させることができる。
【００２１】
（６）バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流と前記電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧とに基づき、バッテリ内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、前記内部抵抗演算手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する推定充放電電流演算手段と、前記推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態を推定する第２ＳＯＣ推定手段と、前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、を有する。
【００２２】
電流検出手段により検出された実測充放電電流をそのまま積算するのではなく、検出された実測充放電電流と実測電圧とからバッテリの内部抵抗を演算し、演算されたバッテリの内部抵抗とバッテリの実測電圧とバッテリの開放電圧とからバッテリの推定充放電電流を演算して、この推定充放電電流を積算しＳＯＣを推定するため、仮に電流検出手段の検出する実測充放電電流に誤差が含まれていたとしても、推定ＳＯＣの精度を悪化させることを抑制することができる。また、経時によりバッテリの内部抵抗が変化するバッテリにおいてＳＯＣを推定する場合に、バッテリの実測充放電電流とバッテリの実測電圧とからバッテリの内部抵抗を演算するため、バッテリの経時劣化による推定ＳＯＣの誤差増大を抑制することができる。従って、上述の装置であればＳＯＣを精度よく推定することができる。
【００２３】
（７）バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリの状態からバッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、前記内部抵抗推定手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する第１の推定充放電電流演算手段と、前記第１の推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態を推定する第１ＳＯＣ推定手段と、前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流と前記電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧とに基づき、バッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、前記内部抵抗演算手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する第２の推定充放電電流演算手段と、前記第２の推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態を推定する第２ＳＯＣ推定手段と、前記バッテリの状態に基づいて前記第１ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣと前記第２ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣとを切り換える切換手段と、前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、を有する。
【００２４】
このように、第１ＳＯＣ推定手段と第２ＳＯＣ推定手段とを切り換えるため、電流検出手段により検出される実測充放電電流に誤差が含まれたり異常な値になった場合であっても、より精度よくＳＯＣを推定することができる。
【００２５】
（８）上記（７）に記載のバッテリ充電状態推定装置において、更に、前記電流検出手段により検出された実測充放電電流値と前記推定充放電電流演算手段により演算された推定充放電電流値とを比較し、両充放電電流値の差が所定差より大きい場合には前記電流検出手段が異常であると判定し、前記差が所定差以下の場合には前記電流検出手段は正常であると判定する異常検出手段を有し、前記切換手段は、前記異常検出手段において前記電流検出手段が異常であると判定された場合には第１ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣに切り換え、前記異常検出手段において前記電流検出手段が正常であると判定された場合には第２ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣに切り換える。
【００２６】
上記異常検出手段において電流検出手段が異常であるか否か判定することによって、推定充放電電流の演算時に実測充放電電流値を用いるか否かを判断し、第１，第２ＳＯＣ推定手段のいずれかを選択するため、より精度の高いＳＯＣを推定することができる。
【００２７】
（９）上記（３）又は（５）に記載のバッテリ充電状態推定装置において、前記温度検出手段は、バッテリの内部あるいはバッテリ表面又は表面近傍に設置されている。
【００２８】
一般に、バッテリの内部抵抗の変化によりバッテリの温度が変化する。従って、バッテリの表面近傍又はその表面もしくはバッテリの内部に温度検出手段を設置することにより、バッテリの内部抵抗と相関性の高いバッテリ温度を検出することができる。その結果、推定ＳＯＣの精度も向上する。
【００２９】
（１０）上記（１）から（９）のいずれか１つに記載のバッテリ充電状態推定装置において、前記第１のＳＯＣ推定手段、第２のＳＯＣ推定手段又はＳＯＣ推定手段の少なくとも一つの手段は、所定時間毎にＳＯＣを推定する。
【００３０】
所定時間毎にＳＯＣ推定を行うことにより、より直近のバッテリの充電状態を把握することができる。
【００３１】
（１１）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のバッテリ充電状態推定装置において、更に、バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、前記ＳＯＣ推定手段又は第１ＳＯＣ推定手段により推定されたＳＯＣと前記ＳＯＣ推定中の前記電流検出手段により検出されるバッテリの充放電電流の積算値とに基づき、バッテリの全容量を求める第１のバッテリ全容量算出手段と、前記第１のバッテリ全容量算出手段により得られたバッテリ全容量と前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電とに基づきバッテリの充電状態を推定する第３ＳＯＣ推定手段と、を有する。
【００３２】
一般に、バッテリの実測電圧値を用い演算して得られたバッテリの推定充放電電流に基づきＳＯＣを推定する場合には、バッテリの劣化に伴い容量が変化しても、ＳＯＣと開放電圧との関係が変化しないため、正しいＳＯＣを推定することは可能ではある。しかし、開放電圧を求める際にバッテリの分極電圧とその微少変動とを考慮しない場合、分極電圧及びその変動により推定されるバッテリの推定充放電電流値の精度がやや低下するため、より精度の高い推定は難しい場合がある。一方、従来のようなバッテリの実測電流値に基づきＳＯＣを推定する場合には、初期ＳＯＣが正しく、電流検出手段の精度が高く、かつバッテリの全容量が常時一定であることにより、初めて精度の高い推定が可能であった。そこで、バッテリの分極電圧を考慮しない場合であっても、バッテリの劣化に伴うバッテリ全容量の変化を把握することにより、より精度の高いＳＯＣの推定を行うことができる。
【００３３】
（１２）上記（４）から（８）のいずれか１つに記載のバッテリ充放電状態推定装置において、更に、前記第１ＳＯＣ推定手段又は第２ＳＯＣ推定手段により推定されたＳＯＣと前記ＳＯＣ推定中の前記電流検出手段により検出されたバッテリの充放電電流の積算値とに基づきバッテリの全容量を求める第２のバッテリ全容量算出手段と、前記第２のバッテリ全容量算出手段により得られたバッテリ全容量と前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流とに基づきバッテリの充電状態を推定する第４ＳＯＣ推定手段と、を有する。
【００３４】
上述同様、上述のような構成によれば、バッテリの劣化に伴うバッテリ全容量の変化を考慮し、より精度の高いＳＯＣの推定を行うことができる。
【００３５】
（１３）上記（１１）又は（１２）に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、前記バッテリ内部の個別セルの各々の残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量検出手段の各々から得られた前記個別セルの残容量から最低残容量を検出し前記最低残容量に基づいてバッテリの残留エネルギー量を算出する残留エネルギー量算出手段と、を有する。
【００３６】
上述の構成により、バッテリが劣化して容量が変化したとしても、バッテリから取り出せる最小残留エネルギー量を把握することができる。
【００３７】
（１４）上記（１）から（１３）のいずれか１つに記載のバッテリ充放電状態推定装置において、前記推定充放電電流演算手段又は第１の充放電電流演算手段又は第２の充放電電流演算手段は、前記バッテリの内部抵抗とバッテリの電圧とバッテリの開放電圧と更に分極電圧とに基づき、バッテリの推定充放電電流を算出する。
【００３８】
バッテリにおける分極電圧を考慮することにより、より精度よＳＯＣを推定することができる。例えば、バッテリがリチウム電池の場合には、分極の影響がＳＯＣの推定で影響を及ぼすおそれがあり、特にリチウム電池の場合には上述のバッテリの推定充放電電流の算出が好ましい。
【００３９】
（１５）上記（１４）に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段により検出された実測充放電電流値と、前記推定充放電電流演算手段又は第１、第２の充放電電流手段のいずれかより求められた推定充放電電流値とを比較し、両電流値の差が所定差より大きい場合には前記電流検出手段が異常であると判定し、前記差が所定値以下の場合には前記電流検出手段は正常であると判定する電流検出用異常検出手段を有し、前記電流検出用異常検出手段において前記電流検出手段が異常であると判定された場合には前記推定充放電電流値に基づいてＳＯＣを推定し、前記電流検出用異常検出手段において前記電流検出手段が正常であると判定された場合には前記実測充放電電流値を用いてＳＯＣを推定する。
【００４０】
上記電流検出用異常検出手段を用いることにより、電流検出手段の精度判定を行うことができ、更に、より正確な充放電電流値を用い、より精度の高いＳＯＣの推定を行うことができる。
【００４１】
（１６）上記（１４）に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、バッテリの環境温度に応じて、前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段により検出された実測充放電電流値と、前記推定充放電電流演算手段又は第１、第２の充放電電流手段のいずれかより求められた推定充放電電流値とのいずれか一方を選択し、選択された充放電電流値に基づいてＳＯＣを推定する。
【００４２】
バッテリの環境温度の温度領域に応じて、電流検出手段の検出精度が高く実測充放電電流値の精度が高い場合と、上記推定充放電電流値の精度が高い場合とがあり、より精度の高い充放電電流値に基づいてＳＯＣを推定することで、より精度の高いＳＯＣの推定を行うことができる。
【００４３】
（１７）上記（１４）に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、前記分極電圧を考慮した前記バッテリの充放電電流が所定値を超えた場合にはバッテリの充放電を禁止する充放電禁止手段を有する。
【００４４】
分極電圧を考慮したバッテリの充放電電流値は、電流センサなどの電流検出手段の常使用域（例えば−１２０Ａ〜１２０Ａ）より広範囲な領域でも精度よく得られるため、バッテリの充放電の禁止条件成立の判定に用いることは有用である。
【００４５】
（１８）上記（１１）から（１７）のいずれか１つに記載のバッテリ充放電状態推定装置において、前記温度検出手段は、バッテリの内部あるいはバッテリ表面又は表面近傍に設置されている。
【００４６】
上述したように、バッテリの内部抵抗と相関性の高いバッテリ温度を検出することにより、推定ＳＯＣの精度が向上する。
【００４７】
（１９）上記（１１）から（１８）のいずれか１つに記載のバッテリ充電状態推定装置において、前記第１ＳＯＣ推定手段、第２ＳＯＣ推定手段又はＳＯＣ推定手段の少なくとも一つの手段は、所定時間毎にＳＯＣを推定する。
【００４８】
所定時間ごとにＳＯＣ推定を行うことにより、より直近のバッテリの充放電状態を把握することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００５０】
実施の形態１．
＜電流検出手段を有する第１の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
図１は、本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置をハイブリッド電気自動車に適用したシステムの構成を示すブロック図である。バッテリ１０は、多数のバッテリセルを直列接続した組電池であり、例えば、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウムイオン電池などのセルからなる。
【００５１】
バッテリ１０の電圧は、電圧検出手段である電圧検出器１２で計測され、電池ＥＣＵ１４に供給される。また、この電池ＥＣＵ１４には、バッテリ電流を検出する電流検出手段である電流センサ１６も接続されており、検出されたバッテリ電流値が電池ＥＣＵ１４に供給される。また、バッテリ１０には、バッテリ温度を検出する温度計２６が設けられ、検出されたバッテリ温度の値も電池ＥＣＵ１４に供給される。ここで、温度計２６は、バッテリ１０の内部あるいはバッテリ１０の表面又は表面近傍に配置される。また、バッテリ１０と電流センサ１６との間には、開電圧測定用のリレー１が設けられ、一方バッテリ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ３２との間にも開電圧測定用のリレー２が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２には、１２Ｖバッテリ３６を介して車両用負荷３８に接続されている。なお、車両用負荷３８としては、例えばストップランプ、電動ファン、ブロワ、ヘッドライト、フォグランプ、デフォッガ、ワイパなどが挙げられる。ＨＶＥＣＵ１８は、アクセサリセンサ等１８からの信号を受け、さらにエンジン２４の出力等の制御するＥ／ＧＥＣＵ２８へエンジンの出力指令を出すと共に、Ｅ／ＧＥＣＵ２８からのエンジン出力制御情報を受ける。さらに、ＨＶＥＣＵ１８は、モータへトルク指令などをモータＥＣＵ３８に出力するとともに、モータＥＣＵ３８からのモータ制御情報を入力する。また、モータＥＣＵ３８は，インバータ２０におけるスイッチング制御を行う。これにより、モータジェネレータ２２への入力が決定され、駆動輪を出力に応じて駆動させることができる。なお、本実施の形態では、電圧検出手段、電流検出手段、温度計がそれぞれ１つづつ配置された構成について説明したが、これに限るものではなく、検出精度を上げるために、電圧検出手段、電流検出手段、温度計はそれぞれ複数個複数個所、例えば各セル毎に配置されていてもよい。また、図１に示す上記電流検出手段としての電流センサ１６が、例えば磁気検出式の電流センサであってもよい。
【００５２】
そして、この電池ＥＣＵ１４は、供給されるバッテリ電圧及びバッテリ電流の両方に基づいて、後述する２種類の第１，第２，第３，第４ＳＯＣ検出手段を有している。そして、電池ＥＣＵ１４は、いずれかのＳＯＣ検出手段で検出されたＳＯＣをＨＶＥＣＵ１８に供給する。
【００５３】
このＨＶＥＣＵ１８は、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などの情報に基づいてトルク指令を決定し、モータジェネレータ２２の出力がトルク指令に合致するように制御する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１８は、インバータ２０におけるスイッチングを制御すると共に、エンジン２４の出力を制御する。これによって、モータジェネレータ２２への入力が決定され、モータジェネレータ２２の出力がトルク指令に合致したものに制御される。
【００５４】
また、バッテリ１０は、例えば、車両の走行状態（例えば、発進、通常走行、加速、減速など）や車両用負荷（ストップランプ、ヘッドランプ、ワイパ、電動ファンなど）とバッテリ充電状態とによって充電または放電される。
【００５５】
［バッテリ充電状態の推定］
次に、図２を用いて、本発明における第２ＳＯＣ推定手段の一例の動作について説明する。本実施の形態では、電流センサ１６により実測の充放電電流値が誤差を含む場合における誤差積算による問題を解決するものである。
【００５６】
すなわち、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ１００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ１０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また電流センサ１６においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ充放電電流ｉ_ｎが測定される（Ｓ１０４）。そして、バッテリ電圧Ｖ_ｎと実測のバッテリ電流ｉ_ｎに基づき、バッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを求める（Ｓ１０６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ１０８）。但し、このＳ１０８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。次いで、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ１１０）。なお、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【００５７】
上述した実施の形態１に示す第２ＳＯＣ推定手段は、図３に示すように、推定充放電電流値の積算によって推定される推定ＳＯＣが実際のＳＯＣに収束するため、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）の推定精度が向上する。すなわち、実測電圧Ｖｍ、内部抵抗Ｒ、開放電圧Ｖｏｃｖとすると以下の式（１）が成り立つ。
【数１】
電流Ｉ＝（Ｖｍ−Ｖｏｃｖ）／Ｒ　　…（１）
【００５８】
ここで、真の電流値をＩｒｅａｌとすると、以下の式（２）が成り立つ。
【数２】
真の電流値Ｉｒｅａｌ＝（Ｖｍ−Ｖｏｃｖ−ｒｅａｌ）／Ｒ　　　…（２）
【００５９】
推定ＶｏｃｖがＶｏｃｖ−ｒｅａｌより大きい場合、すなわちＶｏｃｖ−ｒｅａｌ＜Ｖｏｃｖ１のときは、以下の式（３）が成り立つ。
【数３】
（Ｖｍ−Ｖｏｃｖ１）／Ｒ＝Ｉ１＜Ｉｒｅａｌ　　…（３）
【００６０】
一方、推定ＶｏｃｖがＶｏｃｖ−ｒｅａｌより小さい場合、すなわちＶｏｃｖ−ｒｅａｌ＞Ｖｏｃｖ２のときは、以下の式（４）が成り立つ。
【数４】
（Ｖｍ−Ｖｏｃｖ２）／Ｒ＝Ｉ２＞Ｉｒｅａｌ　　…（４）
【００６１】
以上より、推定ＳＯＣが実際のＳＯＣより大きいときには、図３に示すように、常に充放電電流値Ｉ_１は実際の電流値Ｉｒｅａｌより小さく見積もられ、一方推定ＳＯＣが実際のＳＯＣより小さいときは、図３に示すように、常に電流値Ｉ_２は実際の電流値Ｉｒｅａｌより大きく見積もられるので、時間の経過とともに、推定ＳＯＣは実際のＳＯＣに自己収束する。従って、本発明のＳＯＣ推定装置の推定ＳＯＣ精度は向上する。
【００６２】
従って、電流センサ１６の測定充放電電流値が誤差を含んでしまった場合でも、推定ＳＯＣの精度が悪化されることは抑制される。
【００６３】
実施の形態２．
＜電流検出手段を有する第２の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１と同一の構成を有するため、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
［バッテリ充電状態の推定］
図１の電池ＥＣＵ１４において、本発明における第１ＳＯＣ推定手段の一例は図４に示すような動作をする。
【００６５】
すなわち、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ２００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ２０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また温度計２６において現状のバッテリ温度Ｔ_ｎが測定される（Ｓ２０４）。ここで、以下に示すＳＯＣ_ｎの推定動作ｍが１０回行われたか否か判定し（Ｓ２０６）、推定動作ｍが１０回未満の場合にはその回数を一つインクリメントしたのち（Ｓ２０８）、予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを用いて、測定されたバッテリ温度Ｔ_ｎからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを推定する（Ｓ２１０）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、推定されたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ２１２）。但し、このＳ２１２において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。次いで、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ２１４）。なお、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ２１６）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【００６６】
一方、ＳＯＣ_ｎの推定動作ｍが１０回に達した場合には（Ｓ２０６）、推定動作ｍを０にリセットし（Ｓ２２０）、電流センサ１６により充放電電流ｉ_ｎを測定する（Ｓ２２２）。次いで、バッテリ電圧Ｖ_ｎと実測の充放電電流ｉ_ｎとからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを演算し（Ｓ２２４）、更にこのときのバッテリ温度Ｔ_ｎも測定して、例えば電池の劣化による内部抵抗Ｒと電離温度Ｔとの関係のズレを補正するため、上述した予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを補正する（Ｓ２２６）。この補正に基づいて修正更新されたＴ−Ｒ相関関係のマップを基にＳ２１０以降の動作を行う。通常、電流センサ１６の瞬間時に測定される充放電電流ｉ_ｎは正しく、したがってこの実測充放電電流ｉ_ｎを用いて修正することにより後述するように推定ＳＯＣの精度を維持することができる。
【００６７】
ここで、図４のＳ２０４からＳ２１６の一連の動作は、通常８ミリ秒で行われるが、この一連の動作が１秒程度の長いものであってもよい。
【００６８】
上述の第１のＳＯＣ推定手段によれば、基本的に、電流センサ１６からの充放電電流を用いることなくバッテリの内部抵抗を推定するため、電流センサ１６により測定された実測充放電電流値が誤差を含んだ値になった場合や異常な値になった場合でもこの実測の充放電電流値に左右されることなく、精度の高いバッテリの充電状態を推定することができる。更に、定期的に、演算された内部抵抗に基づいて推定内部抵抗を補正することにより、バッテリの経時劣化による推定ＳＯＣの誤差増大を抑制することができる。
【００６９】
実施の形態３．
＜電流検出手段を用いない第３の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１，２とは電流センサ１６を有しない点を除き、同一の構成を有するため、実施の形態１，２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
［バッテリ充電状態の推定］
図５の電池ＥＣＵ１４において、本発明の第１ＳＯＣ推定手段の他の例の動作を図６を用いて説明する。
【００７１】
すなわち、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ３００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ３０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また温度計２６において現状のバッテリ温度Ｔ_ｎが測定される（Ｓ３０４）。そして、予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを用いて、測定されたバッテリ温度Ｔ_ｎからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを推定する（Ｓ３０６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、推定されたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ３０８）。但し、このＳ３０８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。次いで、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３１０）。なお、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ３１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【００７２】
なお、上記第１ＳＯＣ推定手段は、電流センサ１６を用いることなくＳＯＣを推定するため、電流センサ１６がノイズを含む出力のような環境にも、電流センサ１６の出力に関係なく、精度よくＳＯＣを推定することができる。更に、高価な電流センサを有しない点で、バッテリの経時におけるバッテリ内部抵抗とバッテリ温度とはほとんど変化しない場合には装置のコストを削減できるため好ましいが、例えばバッテリの内部抵抗とバッテリ温度との相関関係の経時変化によるマップを複数予め記憶している場合にも有効である。一方、上記実施の形態２において説明したように、随時、実測充放電電流ｉ_ｎを用いてバッテリ内部抵抗を演算し、更にそのときのバッテリ温度を測定し、この演算バッテリ内部抵抗と実測バッテリ温度とを用いて、上記バッテリ内部抵抗−温度との相関関係マップを補正してもよい（すなわち、図４のＳ２０６〜Ｓ２１０，Ｓ２２０〜Ｓ２２６の工程）。
【００７３】
実施の形態４．
＜電流検出手段を有する第４の装置例＞
また、別の態様として、図１に示す電池ＥＣＵ１４内に、電流センサ１６により検出された実測の充放電電流ｉ_ｎと後述する推定充放電電流Ｉ_ｎとを比較し、両充放電電流ｉ_ｎ，Ｉ_ｎの差の絶対値が所定差より大きい場合には、電流センサ１６が異常であると判定し、一方差が所定差以下の場合には電流センサ１６が正常であると判定する電流センサ異常判定装置が設けられていてもよい。かかる態様では、図７に示すような第１ＳＯＣ推定手段および第２のＳＯＣ推定手段が切換動作する。
【００７４】
すなわち、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ１００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ１０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１，リレー２のオンの後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また電流センサ１６においてリレー１，リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ充放電電流ｉ_ｎが測定される（Ｓ１０４）。そして、バッテリ電圧Ｖｎと実測のバッテリ電流ｉ_ｎに基づき、バッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを求める（Ｓ１０６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ１０８）。次いで、実測のバッテリ充放電電流ｉ_ｎと推定充放電電流値Ｉ_ｎとを比較し、両電流値の差が所定差より大きい場合には電流センサ１６が異常であると判定されると（Ｓ１０９）、第１ＳＯＣ推定手段に切換、電圧検出器１２において現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また温度計２６において現状のバッテリ温度Ｔ_ｎが測定される（Ｓ３０４）。そして、予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを用いて、測定されたバッテリ温度Ｔ_ｎからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを推定する（Ｓ３０６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、推定されたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ３０８）。但し、このＳ３０８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。次いで、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３１０）。一方、両電流値の差が所定差以下の場合には、電流センサ１６は正常であると判定して（Ｓ１０９）、第２ＳＯＣ推定手段により、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ１１０）。但し、このＳ１０８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。なお、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。また、上述の第１，第２ＳＯＣ推定手段を切り換えて用いる装置であれば、電流センサ１６が一時的な異常の場合であっても、電流センサ１６が異常であると判定されたあと（Ｓ１０９）、上記Ｓ３０４〜Ｓ３１０からＳ１１２を介して、精度よくＳＯＣが推定される。
【００７５】
更に、上述の実施の形態では、実測のバッテリ充放電電流ｉ_ｎと推定充放電電流値Ｉ_ｎとを比較し、両電流値の差が所定差より大きい場合には電流センサ１６が異常であると判定したが、これに限るものではなく、図７のＳ１０９の代わりに、バッテリ充放電電流ｉ_ｎの変動が大きくなった場合に、第２ＳＯＣ推定手段（Ｓ３０４からＳ３１０）に切り換えてもよい。
【００７６】
なお、上述の第１ＳＯＣ推定手段において、例えばバッテリの内部抵抗とバッテリ温度との相関関係の経時変化によるマップを複数予め記憶していることが好適である。また、第１ＳＯＣ推定手段において、上記実施の形態２において説明したように、随時、実測充放電電流ｉ_ｎを用いてバッテリ内部抵抗を演算し、更にそのときのバッテリ温度を測定し、この演算バッテリ内部抵抗と実測バッテリ温度とを用いて、上記バッテリ内部抵抗−温度との相関関係マップを補正してもよい（すなわち、図４のＳ２０６〜Ｓ２１０，Ｓ２２０〜Ｓ２２６の工程）。
【００７７】
また、他の態様として、電流センサ１６により測定された実測バッテリ充放電電流を積算してＳＯＣを推定する第３ＳＯＣ推定手段を有し、基本的には第３ＳＯＣ推定手段を用いてＳＯＣを推定し、電流センサ１６が異常の場合や測定電流値に誤差を含むようになった場合には（上述の実施の形態４のＳ１０９の場合やバッテリ充放電電流の変動が大きい場合を含む）、上述した実施の形態１から実施の形態３に記載した第１，第２ＳＯＣ推定手段に切換えてＳＯＣを推定してもよい。
【００７８】
実施の形態５．
＜電流検出手段を有する第５の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１〜４と同一の構成を有するため、実施の形態１〜４と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
［バッテリ充電状態の推定］
図１の電池ＥＣＵ１４において、本発明における第３又は第４ＳＯＣ推定手段の一例は図８に示すような動作をする。また、本実施の形態では、図１に示す電池ＥＣＵ１４内に、バッテリの容量を随時又は常時算出するバッテリ容量算出装置が設けられている。
【００８０】
図８に示すように、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ１００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ１０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また電流センサ１６においてリレー１，リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ充放電電流ｉ_ｎが測定される（Ｓ１０４）。そして、バッテリ電圧Ｖ_ｎと実測のバッテリ電流ｉ_ｎに基づき、バッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを求める（Ｓ１０６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ１０８）。但し、このＳ１０８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。次いで、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ１１０）。
【００８１】
更に、電池ＥＣＵ１４内に設けられたバッテリ全容量算出装置において、ＳＯＣ_ｎと実測電流ｉ_ｎ（単位：ｍＡ）の積算値とを用いて、以下に示す式（５）に基づき、バッテリの全容量Ａｈ_ｎ（単位Ａ／ｈ）を求める（Ｓ３２０）。なお、一例として以下の式（５）においては、１秒間における実測電流ｉ_ｎの積算値を用いている。
【数５】
ＳＯＣ_ｎ＝（実測電流ｉ_ｎの積算／バッテリ全容量Ａｈ_ｎ）×（１００／３６００）　　　　　・・・・（５）
【００８２】
更に、上記の式により、バッテリの全容量Ａｈ_ｎを求め、次の式（６）を用いて、バッテリ容量測定後の実測電流ｉ_ｎ＋１の積算の積算値を基にＳＯＣ_ｎ＋１を求める（Ｓ３２２）。
【数６】
ＳＯＣ_ｎ＋１＝（実測電流ｉ_ｎ＋１の積算／バッテリ全容量Ａｈ_ｎ）×（１００／３６００）　　　・・・・（６）
【００８３】
求められたＳＯＣ_ｎ＋１をＳＯＣ_ｎに置き換え（Ｓ３２４）、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【００８４】
一般に、バッテリの実測電圧値を用いて演算して得られたバッテリの推定充放電電流に基づいてＳＯＣを推定する場合には、バッテリの劣化に伴う容量の変化があったとしても、ＳＯＣと開放電圧との関係に変化がないため、正しいＳＯＣの推定を行うことができるが、開放電圧を求める際に分極電圧及びその微少変動を考慮しない場合には、開放電圧に基づくバッテリの推定充放電電流値の精度がやや低下してしまい、より精度の高い推定は難しい場合があった。一方、従来のようなバッテリの実測電流値に基づきＳＯＣを推定する場合には、初期ＳＯＣが正しく、電流センサ１６の精度が高く、かつバッテリの全容量が常時一定であるという条件下で初めてより精度の高い推定が可能となる。したがって、上記実施の形態のように、バッテリの全容量に基づいてＳＯＣを推定することによって、より精度の高いＳＯＣの推定を行うことができる。
【００８５】
実施の形態６．
＜バッテリの残留エネルギー量算出機能を有する第６の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１〜５の構成に加え、更に、バッテリの残留エネルギー量を算出する機能を有するものである。
【００８６】
［バッテリの残留エネルギー量の算出］
本実施の形態では、図１のバッテリ１０の内部の個別セルの各々の残容量を検出する残容量検出器が設けられており、この残容量検出器からの出力は、電池ＥＣＵ１４に設けられたバッテリの残留エネルギー量算出装置に送られる。なお、上記残容量検出器は、バッテリ１０の内部に設けられていても、またバッテリ１０の外部に設けられていてもよい。
【００８７】
図９に示すように、ＩＧがＯＮされると、上記残容量検出器がバッテリ１０の内部の各個別セルの残容量を検出する（Ｓ３３０）。次いで、電池ＥＣＵ１４内の残量エネルギー量算出装置は、残容量検出器より出力された各個別セルの残容量から最低残容量を検出し（Ｓ３３２）、更に、最低残容量に個別セルの数を乗じて、バッテリの最小残量エネルギー量を算出する（Ｓ３３４）。
【００８８】
これにより、バッテリ１０内の各セルが個別に劣化し各々の容量が変化したとしても、バッテリ１０から取り出せる最小の残量エネルギー量を把握することができる。
【００８９】
実施の形態７．
＜電流検出手段を有する第７の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１〜５と同一の構成を有するため、実施の形態１〜５と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９０】
［バッテリ充電状態の推定］
本実施の形態では、図１の電池ＥＣＵ１４において、以下に示すように分極電圧を考慮した推定充放電電流を行う。
【００９１】
図１０に示すように、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ１００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ１０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また電流センサ１６においてリレー１，リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ充放電電流ｉ_ｎが、またバッテリ１０内の電流密度とバッテリのセル内の電解質又は活物質の導電率に基づいて分極電圧Ｖ_ｄｙｎが測定される（Ｓ３４４）。そして、バッテリ電圧Ｖ_ｎと実測のバッテリ電流ｉ_ｎに基づき、バッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを求める（Ｓ１０６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ３４８）。但し、このＳ３４８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。次いで、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ１１０）。そして、矢印４０を経て、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【００９２】
なお、上記実施の形態では、図１に示す電流センサ１６により測定された実測電流ｉ_ｎを用いているが、これに限るものでなく、図５に示す電流センサ１６を用いず、電圧検出器１２と温度計６を用いて実測の電圧とバッテリ温度とを用いて、図６に示すように、電圧検出器１２において現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ、また温度計２６において現状のバッテリ温度Ｔ_ｎが測定し（Ｓ３０４）、予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを用いて、測定されたバッテリ温度Ｔ_ｎからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを推定し（Ｓ３０６）、その後、図１０に示すように、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求め（Ｓ３４８）、次いで、推定充放電電流Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定してもよい（Ｓ１１０）。そして、上述同様、矢印４０を経て、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定してもよい。
【００９３】
上述のようにバッテリの分極電圧を考慮することにより、より精度の高いＳＯＣの推定を行うことができる。特に、リチウム電池の場合には、充放電時の分極の影響がＳＯＣの推定に影響を及ぼすおそれがあり、特にリチウム電池の場合には、上述の構成により±５％〜±１０％程度精度が向上する。
【００９４】
更に、上記Ｓ１１０で推定されたＳＯＣ_ｎを用いて、上記実施の形態５において説明したように、更に、電池ＥＣＵ１４内に設けられたバッテリ全容量算出装置において、ＳＯＣ_ｎと実測電流ｉ_ｎの積算値とを用いて、上記式（５）に基づき、バッテリの全容量Ａｈ_ｎを求め（Ｓ３２０）、更に、上記式（６）を用いて、バッテリ全容量測定後の実測電流ｉ_ｎ＋１の積算の積算値を基にＳＯＣ_ｎ＋１を求め（Ｓ３２２）、求められたＳＯＣ_ｎ＋１をＳＯＣ_ｎに置き換え（Ｓ３２４）、矢印５０を経て、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定してもよい。
【００９５】
実施の形態８．
＜電流検出手段を有する第８の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１〜７と同一の構成を有するため、実施の形態１〜７と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
［バッテリ充電状態の推定］
本実施の形態では、図１の電池ＥＣＵ１４において、以下に示すように分極電圧を考慮した推定充放電電流を行うと共に、図１に示す電池ＥＣＵ１４内に、電流センサ１６により検出された実測の充放電電流ｉ_ｎと後述する推定充放電電流Ｉ_ｎとを比較し、両充放電電流ｉ_ｎ，Ｉ_ｎの差の絶対値が所定差より大きい場合には、電流センサ１６が異常であると判定し、一方差が所定差以下の場合には電流センサ１６が正常であると判定する他の電流センサ異常判定装置が設けられていてもよい。かかる態様では、図１１に示すようなＳＯＣ推定手段を切換える。
【００９７】
図１１に示すように、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ１００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ１０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また電流センサ１６においてリレー１，リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ充放電電流ｉ_ｎが、またバッテリ１０内の電流密度とバッテリのセル内の電解質又は活物質の導電率に基づいて分極電圧Ｖ_ｄｙｎが測定される（Ｓ３４４）。そして、バッテリ電圧Ｖ_ｎと実測のバッテリ電流ｉ_ｎに基づき、バッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを求める（Ｓ３４６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ３４８）。但し、このＳ３４８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。
【００９８】
次いで、実測のバッテリ充放電電流ｉ_ｎと推定充放電電流値Ｉ_ｎとを比較し、両電流値の差の絶対値が所定差より大きい場合には電流センサ１６が異常であると判定されると（Ｓ３０５）、推定充放電電流値Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３５４）。一方、両電流値の差の絶対値が所定差以下の場合には、電流センサ１６は正常であると判定して（Ｓ３０５）、実測のバッテリ充放電電流ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３５２）。そして、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【００９９】
なお、上記実施の形態では、図１に示す電流センサ１６により測定された実測電流ｉ_ｎを用いているが、これに限るものでなく、図５に示す電流センサ１６を用いず、電圧検出器１２と温度計６を用いて実測の電圧とバッテリ温度とを用いて、図６に示すように、電圧検出器１２において現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ、また温度計２６において現状のバッテリ温度Ｔ_ｎが測定し（Ｓ３０４）、予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを用いて、測定されたバッテリ温度Ｔ_ｎからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを推定し（Ｓ３０６）、その後、図１１に示すように、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求め（Ｓ３４８）、次いで、実測のバッテリ充放電電流ｉ_ｎと推定充放電電流値Ｉ_ｎとを比較し、両電流値の差の絶対値が所定差より大きい場合には電流センサ１６が異常であると判定されると（Ｓ３０５）、推定充放電電流値Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３５４）。一方、両電流値の差の絶対値が所定差以下の場合には、電流センサ１６は正常であると判定して（Ｓ３０５）、実測のバッテリ充放電電流ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定してもよい（Ｓ３５２）。そして、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定してもよい。
【０１００】
上記構成により、電流センサ１６の精度判定を行うことができ、更により正確な充放電電流値を用いて精度のより高いＳＯＣの推定を行うことができる。
【０１０１】
実施の形態９．
＜電流検出手段を有する第９の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１〜８と同一の構成を有するため、実施の形態１〜８と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
［バッテリ充電状態の推定］
本実施の形態では、図１の電池ＥＣＵ１４において、以下に示すように分極電圧を考慮した推定充放電電流を行うと共に、図１に示す電池ＥＣＵ１４内に、図１２に示すような、バッテリの環境温度に応じてＳＯＣ推定手段を切り換える切り換え装置が設けられている。なお、バッテリの環境温度は、図１のバッテリ１０の外壁近傍又は外気温であってもよい。
【０１０３】
図１２に示すように、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ１００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ１０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また電流センサ１６においてリレー１，リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ充放電電流ｉ_ｎが、またバッテリ１０内の電流密度とバッテリのセル内の電解質又は活物質の導電率に基づいて分極電圧Ｖ_ｄｙｎが、また他の温度計（図示せず）を用いてバッテリの環境温度がそれぞれ測定される（Ｓ３６４）。
【０１０４】
次いで、バッテリの環境温度が極低温域（例えば、−３０℃〜−２０℃）か否か判定し（Ｓ３６６）、バッテリの環境温度が極低温の場合には、実測充放電電流ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３５２）。一方、バッテリの環境温度が極低温域でない場合には、バッテリ電圧Ｖ_ｎと実測のバッテリ電流ｉ_ｎに基づき、バッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを求める（Ｓ３４６）。更に、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ３４８）。但し、このＳ３４８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。次に、推定充放電電流値Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３５４）。そして、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、バッテリの環境温度に応じて求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【０１０５】
なお、上記実施の形態では、図１に示す電流センサ１６により測定された実測電流ｉ_ｎを用いているが、これに限るものでなく、図５に示す電流センサ１６を用いず、電圧検出器１２と温度計６を用いて実測の電圧とバッテリ温度とを用いて、図６に示すように、電圧検出器１２において現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ、また温度計２６において現状のバッテリ温度Ｔ_ｎが測定し（Ｓ３０４）、予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを用いて、測定されたバッテリ温度Ｔ_ｎからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを推定し（Ｓ３０６）、バッテリの環境温度が極低温域でない場合には、図１２に示すように、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求め（Ｓ３４８）、推定充放電電流値Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３５４）。そして、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定してもよい。
【０１０６】
バッテリの環境温度の温度領域に応じて、電流センサ１６の検出精度が高い場合と、推定充放電電流値の精度が高い場合とがあり、より精度の高いＳＯＣの推定を行うことができる。例えば、極低温域（例えば−３０℃〜−２０℃）の付近では、バッテリの内部抵抗、分極電圧が大きくなるため、Ｓ３４８における推定充放電電流値の精度が悪くなる可能性がある。かかる場合、極低温領域では電流センサ１６からの実測充放電電流ｉ_ｎを積算してＳＯＣを推定する方がＳＯＣの精度は高くなる。
【０１０７】
実施の形態１０．
＜電流検出手段を有する第１０の装置例＞
［バッテリ充電状態推定装置の構成］
本実施の形態のバッテリ充電状態推定装置は、上記実施の形態１〜９と同一の構成を有するため、実施の形態１〜９と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０８】
［バッテリ充電状態の推定］
本実施の形態では、図１の電池ＥＣＵ１４において、以下に示すように分極電圧を考慮した推定充放電電流を行うと共に、図１に示す電池ＥＣＵ１４内に、後述する推定充放電電流Ｉ_ｎの絶対値が所定値を超えているか否かを判定し、推定充放電電流Ｉ_ｎの絶対値が所定値を超えている場合には、バッテリの充放電を禁止する充放電禁止装置が設けられていてもよい。
【０１０９】
図１３に示すように、ＩＧがＯＮされると、電圧検出器１２において、リレー１、リレー２がオンする前に初回バッテリ電圧Ｖ_０が測定される（Ｓ１００）。次に、この初回バッテリ電圧Ｖ_０を開放電圧Ｖ_ＯＣＶ１とする（Ｓ１０２）。次いで、電圧検出器１２においてリレー１，リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ（ｎは１〜ｎで０を含まない。以下同様）が、また電流センサ１６においてリレー１、リレー２のオン後の負荷状態下での現状のバッテリ充放電電流ｉ_ｎが、またバッテリ１０内の電流密度とバッテリのセル内の電解質又は活物質の導電率に基づいて分極電圧Ｖ_ｄｙｎが測定される（Ｓ３４４）。そして、バッテリ電圧Ｖ_ｎと実測のバッテリ電流ｉ_ｎに基づき、バッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを求める（Ｓ３４６）。次いで、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求める（Ｓ３４８）。但し、このＳ３４８において、推定充放電電流Ｉ_ｎの演算の初回時には、上記バッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}としてバッテリの実測電圧Ｖ_０を用いる。
【０１１０】
次いで、推定充放電電流値Ｉ_ｎの絶対値が所定値より大きいか否かが判定され（Ｓ３７０）、推定充放電電流値Ｉ_ｎの絶対値が所定値より大きい場合には、異常電流であるため、バッテリの充放電を禁止する（Ｓ３７２）。一方、推定充放電電流値Ｉ_ｎの絶対値が所定値以下の場合には、推定充放電電流値Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定する（Ｓ３５４）。そして、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定する。
【０１１１】
なお、上記実施の形態では、図１に示す電流センサ１６により測定された実測電流ｉ_ｎを用いているが、これに限るものでなく、図５に示す電流センサ１６を用いず、電圧検出器１２と温度計６を用いて実測の電圧とバッテリ温度とを用いて、図６に示すように、電圧検出器１２において現状のバッテリ電圧Ｖ_ｎ、また温度計２６において現状のバッテリ温度Ｔ_ｎが測定し（Ｓ３０４）、予め記憶されているバッテリ温度Ｔとバッテリの内部抵抗Ｒとの相関関係のマップを用いて、測定されたバッテリ温度Ｔ_ｎからバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎを推定し（Ｓ３０６）、その後、図１３に示すように、実測のバッテリ電圧Ｖ_ｎと、前回推定の充電状態（ＳＯＣ）に基づき求められたバッテリの開放電圧Ｖ_{ＯＣＶｎ−１}と、演算により求められたバッテリ内部抵抗Ｒ_ｎと分極電圧Ｖ_ｄｙｎと、を用いて推定充放電電流Ｉ_ｎを求め（Ｓ３４８）、次いで、推定充放電電流値Ｉ_ｎの絶対値が所定値（例えば、絶対値で１２０Ａ）より大きいか否かを判定し（Ｓ３７０）、上述同様、大きい場合にはバッテリの充放電を禁止し（Ｓ３７２）、一方、推定充放電電流値Ｉ_ｎの絶対値が所定値以下の場合には、推定充放電電流値Ｉ_ｎを積算してＳＯＣ_ｎを推定し（Ｓ３５４）、予め記憶されているＳＯＣと開放電圧Ｖ_ｏｃｖとの相関関係のマップを用いて、求められたＳＯＣ_ｎに基づきＶ_{ＯＣＶｎ−１}を求め（Ｓ１１２）、このＶ_{ＯＣＶｎ−１}を基に次回のＳＯＣを推定してもよい。
【０１１２】
一般に電流センサの設計上、常使用域（例えば、−１２０Ａ〜１２０Ａ）を超えると正確な電流値を測定することができない。一方、分極電圧を考慮した上述の推定充放電電流Ｉ_ｎの方が、上記電流センサ１６による実測充放電電流ｉ_ｎより広範囲な領域で測定可能である。したがって、より広範囲で精度の高い推定充放電電流Ｉ_ｎが、予め異常電流値として設けられた所定値を超えることを、バッテリの充放電禁止条件とすることは有効である。
【０１１３】
また、上記実施の形態１〜１０のいずれの場合も、所定の時間ごとにＳＯＣを推定することが好ましい。これにより、より直近のバッテリの充放電状態を把握することができる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＳＯＣ推定精度がよく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１，２のバッテリ充電状態推定装置をハイブリッド電気自動車に適用したシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の第２のＳＯＣ推定手段の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１の第２ＳＯＣ推定手段により推定されたバッテリの推定ＳＯＣと実際のバッテリのＳＯＣとの自己収束を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２の第１ＳＯＣ推定手段の一例の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３のバッテリ充電状態推定装置をハイブリッド電気自動車に適用したシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３の第１ＳＯＣ推定手段の他の例の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４の第１，第２のＳＯＣ推定手段の切換動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５のＳＯＣ推定の一例の動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態６のバッテリの残量エネルギー量を算出する動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態７のＳＯＣ推定の一例の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態８のＳＯＣ推定の一例の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態９のＳＯＣ推定の一例の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態１０のＳＯＣ推定の一例の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】従来のバッテリ充電状態制御装置をハイブリッド電気自動車に適用したシステムの構成を示すブロック図である。
【図１５】従来のバッテリ充電状態制御装置のＳＯＣ推定手段の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０　バッテリ、１２　電圧検出器、１４　電池ＥＣＵ、１６　電流センサ、１８　ＨＶＥＣＵ、２０　インバータ、２２　モータジェネレータ、２４　エンジン、２６　温度計、２８　Ｅ／ＧＥＣＵ、３０　アクセルセンサ等、３２　ＤＣ／ＤＣコンバータ、３６　１２Ｖバッテリ、３８　車両用負荷、１，２　リレー。

Claims

バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、
前記内部抵抗推定手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する推定充放電電流演算手段と、
前記推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態（以下ＳＯＣという）を推定するＳＯＣ推定手段と、
前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、
を有することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
バッテリの状態からバッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、
前記内部抵抗推定手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する推定充放電電流演算手段と、
前記推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態を推定する第１ＳＯＣ推定手段と、
前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、
を有することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項２に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
更に、バッテリの温度を検出する温度検出手段を有し、
前記内部抵抗推定手段は、バッテリの温度から内部抵抗を推定することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項２又は請求項３に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
更に、バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流と前記電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧とに基づき、バッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記内部抵抗推定手段により推定される推定内部抵抗を、間欠的に前記内部抵抗演算手段により求められた内部抵抗に基づき補正する内部抵抗補正手段と、
を有することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項３又は請求項４に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
前記内部抵抗補正手段は、前記内部抵抗演算手段により求められた内部抵抗と実測バッテリ温度とから、推定内部抵抗とバッテリの温度との関係を補正することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流と前記電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧とに基づき、バッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記内部抵抗演算手段により求められたバッテリの内部抵抗と、前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する推定充放電電流演算手段と、
前記推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態を推定する第２ＳＯＣ推定手段と、
前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、
を有することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
バッテリの状態からバッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、
前記内部抵抗推定手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する第１の推定充放電電流演算手段と、
前記第１の推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充放電状態を推定する第１ＳＯＣ推定手段と、
前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流と前記電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧とに基づき、バッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記内部抵抗演算手段により求められたバッテリの内部抵抗と前記バッテリの電圧とバッテリの開放電圧とに基づいて、バッテリの推定充放電電流を演算する第２の推定充放電電流演算手段と、
前記第２の推定充放電電流演算手段により求められた推定充放電電流に基づき、バッテリの充電状態を推定する第２ＳＯＣ推定手段と、
前記バッテリの状態に基づいて前記第１ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣと前記第２ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣとを切り換える切換手段と、
前記充放電電流の演算初回時にはバッテリの実測電圧を前記バッテリの開放電圧とし、前記演算初回以降は前回推定のＳＯＣに基づき前記バッテリの開放電圧を演算する開放電圧演算手段と、
を有することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項７に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
更に、前記電流検出手段により検出された実測充放電電流値と前記推定充放電電流演算手段により演算された推定充放電電流値とを比較し、両充放電電流値の差が所定差より大きい場合には前記電流検出手段が異常であると判定し、前記差が所定差以下の場合には前記電流検出手段は正常であると判定する異常検出手段を有し、
前記切換手段は、前記異常検出手段において前記電流検出手段が異常であると判定された場合には第１ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣに切り換え、前記異常検出手段において前記電流検出手段が正常であると判定された場合には第２ＳＯＣ推定手段からのＳＯＣに切り換えることを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項３または請求項５に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
前記温度検出手段は、バッテリの内部あるいはバッテリ表面又は表面近傍に設置されていることを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
前記第１ＳＯＣ推定手段、第２ＳＯＣ推定手段又はＳＯＣ推定手段の少なくとも一つの手段は、所定時間毎にＳＯＣを推定することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
更に、バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記ＳＯＣ推定手段又は第１ＳＯＣ推定手段により推定されたＳＯＣと、前記ＳＯＣ推定中の前記電流検出手段により検出されるバッテリの充放電電流の積算値とに基づき、バッテリの全容量を求める第１のバッテリ全容量算出手段と、
前記第１のバッテリ全容量算出手段により得られたバッテリ全容量と、前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電とに基づきバッテリの充電状態を推定する第３ＳＯＣ推定手段と、
を有することを特徴とするバッテリ充放電状態推定装置。
請求項４から請求項８のいずれか１項に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、
更に、前記第１ＳＯＣ推定手段又は第２ＳＯＣ推定手段により推定されたＳＯＣと、前記ＳＯＣ推定中の前記電流検出手段により検出されたバッテリの充放電電流の積算値とに基づき、バッテリの全容量を求める第２のバッテリ全容量算出手段と、
前記第２のバッテリ全容量算出手段により得られたバッテリ全容量と、前記電流検出手段により検出されたバッテリの実測充放電電流とに基づきバッテリの充電状態を推定する第４ＳＯＣ推定手段と、
を有することを特徴とするバッテリの充放電状態推定装置。
請求項１１又は請求項１２に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、
前記バッテリ内部の個別セルの各々の残容量を検出する残容量検出手段と、
前記残容量検出手段の各々から得られた前記個別セルの残容量から最低残容量を検出し、前記最低残容量に基づいてバッテリの残留エネルギー量を算出する残留エネルギー量算出手段と、
を有するバッテリの充放電状態推定装置。
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、
前記推定充放電電流演算手段又は第１の充放電電流演算手段又は第２の充放電電流演算手段は、前記バッテリの内部抵抗とバッテリの電圧とバッテリの開放電圧と更に分極電圧とに基づき、バッテリの推定充放電電流を算出することを特徴とするバッテリ充放電状態推定装置。
請求項１４に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、
前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段により検出された実測充放電電流値と、前記推定充放電電流演算手段又は第１、第２の充放電電流手段のいずれかより求められた推定充放電電流値とを比較し、両電流値の差が所定差より大きい場合には前記電流検出手段が異常であると判定し、前記差が所定値以下の場合には前記電流検出手段は正常であると判定する電流検出用異常検出手段を有し、
前記電流検出用異常検出手段において前記電流検出手段が異常であると判定された場合には前記推定充放電電流値に基づいてＳＯＣを推定し、前記電流検出用異常検出手段において前記電流検出手段が正常であると判定された場合には前記実測充放電電流値を用いてＳＯＣを推定することを特徴とするバッテリ充放電状態推定装置。
請求項１４に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、
バッテリの環境温度に応じて、前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段により検出された実測充放電電流値と、前記推定充放電電流演算手段又は第１、第２の充放電電流手段のいずれかより求められた推定充放電電流値とのいずれか一方を選択し、選択された充放電電流値に基づいてＳＯＣを推定することを特徴とするバッテリ充放電状態推定装置。
請求項１４に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、
前記分極電圧を考慮した前記バッテリの充放電電流が所定値を超えた場合にはバッテリの充放電を禁止する充放電禁止手段を有することを特徴とするバッテリ充放電状態推定装置。
請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載のバッテリ充放電状態推定装置において、
前記温度検出手段は、バッテリの内部あるいはバッテリ表面又は表面近傍に設置されていることを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。
請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載のバッテリ充電状態推定装置において、
前記第１ＳＯＣ推定手段、第２ＳＯＣ推定手段又はＳＯＣ推定手段の少なくとも一つの手段は、所定時間毎にＳＯＣを推定することを特徴とするバッテリ充電状態推定装置。