JP2008039516A - 電池の電流−電圧特性検出装置およびそれを用いた内部抵抗検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出値および電圧検出値に基づいて回帰直線を求めることによって算出される電池の内部抵抗が正しいか否かを判定する。
【解決手段】電圧検出値および電流検出値に基づいて、電流−電圧の関係を示すＩＶ直線を求め、求めたＩＶ直線に基づいて、電池の内部抵抗を算出する。また、ＩＶ直線に基づいて、電池の開放電圧を算出するとともに、電池のＳＯＣに基づいて電池の開放電圧を求め、求めた２つの開放電圧に基づいて、算出した内部抵抗が正しいか否かを判定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、電池の電流−電圧特性を検出する装置、および、電池の電流−電圧特性検出装置を用いた内部抵抗検出装置に関する。

従来、二次電池の放電時における放電電流および端子間電圧を検出し、検出した電流値および電圧値の複数のデータに基づいて、電流−電圧特性である回帰直線を求めて、求めた回帰直線の傾きから、二次電池の内部抵抗を算出する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開平９−３１２９３９号公報

しかしながら、従来の技術では、電流検出誤差や電圧検出誤差が存在すると、電流−電圧特性としての回帰直線の算出精度が低くなるという問題があった。また、特に、求めた回帰直線の傾きから二次電池の内部抵抗を算出する場合には、回帰直線の精度が低いと、算出した内部抵抗が正確な値ではない場合があるという問題があった。

本発明による電池の電流−電圧特性検出装置は、電池の端子間電圧および充放電電流に基づいて、電池の電流−電圧特性としてのＩＶ直線を求め、求めたＩＶ直線に基づいて、第１の開放電圧を算出するとともに、電池のＳＯＣに基づいて、第２の開放電圧を算出し、算出した第１の開放電圧と第２の開放電圧とに基づいて、算出したＩＶ直線が正しいか否かを判定することを特徴とする。

本発明によれば、電池の電流−電圧特性としてのＩＶ直線が正しいか否かを判定することができる。

図１は、一実施の形態における電池の電流−電圧特性検出装置および内部抵抗検出装置を搭載した電気自動車の駆動システムを示す図である。組電池１は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、複数のセルＣ１〜Ｃｎを直列に接続して構成されている。組電池１の直流電圧は、インバータ２において、３相交流電圧に変換されて、電気自動車の走行駆動源である３相交流モータ３に印加される。組電池１と、インバータ２との間を結ぶ強電ハーネス９には、強電リレー８ａおよび８ｂが設けられている。強電リレー８ａ，８ｂのオン／オフは、電池制御装置７によって制御される。

電圧センサ４は、組電池１の総電圧ＢＡＴＶＯＬを検出する。電流センサ５は、組電池１の充電電流および放電電流（以下、まとめて充放電電流ＢＡＴＣＵＲと記載する）を検出する。ここでは、充電電流検出時に正の値が検出され、放電電流検出時に負の値が検出されるものとする。サーミスタ６は、電圧センサ４および電流センサ５の周囲温度を検出する。なお、サーミスタ６を電圧センサ４または電流センサ５に直接取り付けて、電圧センサ４または電流センサ５の温度を直接検出するようにしてもよい。

電池制御装置７は、ＣＰＵ７ａ、メモリ７ｂ、および、タイマ７ｃを備えており、電圧センサ４によって検出される電圧ＢＡＴＶＯＬ、電流センサ５によって検出される充放電電流ＢＡＴＣＵＲ、および、サーミスタ６によって検出される電池温度を所定のサンプリング周期で取得する。メモリ７ｂには、組電池１の開放電圧とＳＯＣ（残存容量）との関係を示すデータ、および、組電池１のＳＯＣと後述する開放電圧許容量との関係を示すデータが記憶されている。図２は、組電池１の開放電圧とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。

電池制御装置７は、また、組電池１の充放電時に検出される充放電電流ＢＡＴＣＵＲを積算することによって、組電池１のＳＯＣを算出するとともに、算出したＳＯＣを後述する方法によって、補正（リセット）する処理を行う。電池制御装置７と車内ＬＡＮで接続されている車両制御装置１０は、車両全般の制御を行う。

充放電電流ＢＡＴＣＵＲの積算値に基づいてＳＯＣを算出する方法について説明する。組電池１の電流積算容量（電流を積算して求めた組電池１の容量（Ａｈ））の最新値ＢＡＴＡＨ_new（Ａｈ）は、電流積算容量の前回演算値をＢＡＴＡＨ_old（Ａｈ）、電流検出のサンプリング周期をＳＡＭＰＴＩＭ（ｓ）とすると、次式（１）により求めることができる。なお、上述したように、ＢＡＴＣＵＲは、充電電流検出時の値を正の値とし、放電電流検出時の値を負の値とする。
ＢＡＴＡＨ_new
＝ＢＡＴＡＨ_old＋（ＢＡＴＣＵＲ×ＳＡＭＰＴＩＭ）／３６００ （１）
ただし、電流積算容量ＢＡＴＡＨ_oldの初期値（後述するＢＡＴＡＨ_int）は、組電池１が無負荷状態の時（リレー８ａ，８ｂがオフしている時）の開放電圧と、メモリ７ｂに記憶されている開放電圧−ＳＯＣデータとに基づいてＳＯＣを求め、求めたＳＯＣから算出する。

上式（１）により求められた電流積算容量ＢＡＴＡＨ_newから、次式（２）により、組電池１のＳＯＣを求めることができる。ここでは、電流積算により求めるＳＯＣをＡＨＳＯＣと表記する。
ＡＨＳＯＣ（％）＝ＢＡＴＡＨ_new／ＡＨＦＵＬＬ（Ａｈ）×１００ （２）
ただし、ＡＨＦＵＬＬは、組電池１の満充電時の容量（Ａｈ）である。

ここで、電流センサ５に電流検出誤差が存在すると、電流積算により求める残存容量ＡＨＳＯＣと実際の残存容量との間の誤差が広がってしまうので、目標ＳＯＣに基づいて、ＡＨＳＯＣを補正(リセット)する処理を行う。この補正処理は、目標ＳＯＣを算出できる条件が成立した際に行う。例えば、無負荷時の組電池１の開放電圧と、メモリ７ｂに記憶されている開放電圧−ＳＯＣデータとに基づいて、ＳＯＣ（補正目標ＳＯＣ）を求め、電流積算により求めた残存容量ＡＨＳＯＣを、補正目標ＳＯＣに置き換える補正処理を行う。この時、１回の補正量に制限を設けて、ＡＨＳＯＣを少しずつ補正目標ＳＯＣに近づけるようにしてもよい。

図３は、一実施の形態における内部抵抗検出装置によって行われる処理内容を示すフローチャートである。車両が起動して、電池制御装置７に電力が供給されると、電池制御装置７のＣＰＵ７ａは、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０では、電圧センサ４によって検出される電圧ＢＡＴＶＯＬ、および、電流センサ５によって検出される充放電電流ＢＡＴＣＵＲの取得を開始して、ステップＳ２０に進む。なお、ステップＳ１０では、無負荷状態（リレー８ａ，８ｂがオフしている時）における組電池１の開放電圧を取得するものとする。

ステップＳ１０に続くステップＳ２０では、ステップＳ１０で取得した開放電圧ＢＡＴＢＯＬに基づいて、メモリ７ｂに格納されている開放電圧−ＳＯＣデータを参照することにより、組電池１の電流積算容量の初期値ＢＡＴＡＨ_intを求める。電流積算容量の初期値ＢＡＴＡＨ_intを求めると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、上式（１）および（２）より、電流積算により求める残存容量ＡＨＳＯＣを求める。ただし、式（１）における電流積算容量の前回演算値ＢＡＴＡＨ_oldは、初回の演算においては、ステップＳ２０で求めたＢＡＴＡＨ_intとし、２回目からは前回演算値を用いる。なお、上述したように、目標ＳＯＣを算出できる条件が成立すると、目標ＳＯＣに基づいて残存容量ＡＨＳＯＣを補正（リセット）する処理を常時行う。

ステップＳ３０に続くステップＳ４０では、組電池１の開放電圧Ｅ０（Ｖ）を求める。ここでは、ステップＳ３０で求めた残存容量ＡＨＳＯＣと、メモリ７ｂに記憶されている開放電圧−ＳＯＣデータとに基づいて、開放電圧Ｅ０を求める。組電池１の開放電圧Ｅ０を求めると、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、フラグＦａが１に設定されているか否かを判定する。このフラグＦａは、後述する回帰直線の演算条件が成立しているか否かを判断するためのフラグである。フラグＦａの設定方法を、図４に示すフローチャートで説明する。図４に示すフローチャートのステップＳ２００の処理は、図３に示すフローチャートのステップＳ１０の処理と同一の開始タイミング、すなわち、車両が起動して、電池制御装置７に電力が供給されると、開始される。

ステップＳ２００では、タイマ７ｃによる計時を開始して、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、サーミスタ６によって検出される温度の取得を開始して、ステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０では、サーミスタ６によって検出される温度初期値ＴＥＭＰ１をメモリ７ｂに記憶させて、ステップＳ２３０に進む。ステップＳ２３０では、次式（３）より、温度変化量ＤＬＴＡＴＭＰを求める。ただし、式（３）において、検出温度最新値とは、サーミスタ６によって検出される最新の温度である。
ＤＬＴＡＴＭＰ＝検出温度最新値−ＴＥＭＰ１ （３）

ステップＳ２３０に続くステップＳ２４０では、ステップＳ２３０で求めた温度変化量ＤＬＴＡＴＭＰが所定温度（例えば、３０℃）より大きいか否かを判定する。温度変化量ＤＬＴＡＴＭＰが所定温度より大きいと判定すると、ステップＳ２７０に進み、所定温度以下であると判定すると、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０では、タイマ７ｃによって計測されている時間ＴＩＭＣＮＴが所定時間ＭＡＸＴＭＣＮＴより長いか否かを判定する。所定時間ＭＡＸＴＭＣＮＴは、車両の起動後に、車両の長時間の走行によって、電圧センサ４や電流センサ５の温度変化（温度上昇）が所定温度以上となる時間を実験等によって予め求めて、設定しておく。タイマ７ｃの計測時間ＴＩＭＣＮＴが所定時間ＭＡＸＴＭＣＮＴより長いと判定するとステップＳ２７０に進み、所定時間ＭＡＸＴＭＣＮＴ以下であると判定すると、ステップＳ２６０に進む。

ステップＳ２６０では、回帰直線の演算条件が成立していると判定して、フラグＦａを１に設定して、ステップＳ２３０に戻る。一方、ステップＳ２７０では、回帰直線の演算条件が成立していないと判定して、フラグＦａを０に設定して、図４に示すフローチャートの処理を終了する。

すなわち、サーミスタ６によって検出される電圧センサ４および電流センサ５の周囲温度と、車両起動直後の検出温度ＴＥＭＰ１との差が所定温度より大きい場合、または、車両が起動してから所定時間ＭＡＸＴＭＣＮＴ経過した場合には、電圧センサ４の電圧検出精度、および、電流センサ５の電流検出精度が低くなると判定して、電圧検出値および電流検出値に基づいて回帰直線を演算する条件が成立していないと判定する。

図３に示すフローチャートのステップＳ５０の処理から再び説明を続ける。ステップＳ５０において、フラグＦａが１に設定されていると判定するとステップＳ６０に進み、フラグＦａが０に設定されていると判定すると、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ６０では、回帰直線を求めるために、電圧センサ４によって検出される電圧ＢＡＴＶＯＬ、および、電流センサ５によって検出される充放電電流ＢＡＴＣＵＲをメモリ７ｂに記憶させる。ここでは、充放電電流が充電側（正）から放電側（負）に切り替わり、充放電電流の絶対値が増加している間、所定時間（例えば、１００ｍｓ）ごとにサンプリングを行う。

ステップＳ６０に続くステップＳ７０では、メモリ７ｂに記憶された電圧検出値および電流検出値のデータが所定数以上集まったか否かを判定する。データが所定数以上集まっていないと判定すると、ステップＳ６０に戻り、電圧検出値および電流検出値のサンプリングを継続して行う。一方、データが所定数以上集まったと判定すると、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０では、メモリ７ｂに記憶された複数の電圧検出値および電流検出値のデータに基づいて、回帰直線、すなわち、組電池１の電流−電圧特性としてのＩＶ直線を求める。図５は、複数の電圧検出値および電流検出値のデータに基づいて求めた回帰直線（ＩＶ直線）５０の一例を示す図である。図４において、放電電流が０となる直線と、回帰直線５０との交点５１は、組電池１の開放電圧Ｅｍ０となる。ここでは、回帰直線を求めるとともに、求めた回帰直線に基づいて、組電池１の開放電圧Ｅｍ０も求める。回帰直線および組電池１の開放電圧Ｅｍ０を求めると、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、ステップＳ８０で求めた開放電圧Ｅｍ０が開放電圧許容範囲内に入っているか否かを判定する。開放電圧許容範囲を定める下限値Ｅ０minおよび上限値Ｅ０maxは、ステップＳ４０で求めた組電池１の開放電圧Ｅ０を用いて、それぞれ次式（４）および（５）によって求められる。
Ｅ０min＝Ｅ０＋ＤＬＴＡＥｋ （４）
Ｅ０max＝Ｅ０−ＤＬＴＡＥｋ （５）
ただし、ＤＬＴＡＥｋは、組電池１の残存容量ＡＨＳＯＣに応じて決められる所定の値であり、後述するように、ステップＳ３０で求めた残存容量ＡＨＳＯＣと、メモリ７ｂに記憶されているＳＯＣ−開放電圧許容量データとに基づいて算出する。

図６は、メモリ７ｂに記憶されているＳＯＣ−開放電圧許容量データの一例を示す図である。図６では、残存容量ＡＨＳＯＣがｋ（％）のときの開放電圧許容量をＤＬＴＡＥｋ（Ｖ）としている。ＤＬＴＡＥｋは、予め実験などによって、ＳＯＣごとの開放電圧のバラツキ誤差（検出誤差）を求めて、ＳＯＣごとの開放電圧許容量として設定しておく。開放電圧のバラツキ誤差(検出誤差)は、ＳＯＣが大きくなるほど小さくなるので、開放電圧許容量ＤＬＴＡＥｋもＳＯＣが大きくなるほど小さい値に設定されている。

ステップＳ９０では、ステップＳ８０で求めた開放電圧Ｅｍ０が開放電圧許容範囲内であるか否か、すなわち、開放電圧Ｅｍ０が下限値Ｅ０min以上であり、かつ、最大値Ｅ０max以下であるか否かを判定する。開放電圧Ｅｍ０が開放電圧許容範囲内にあると判定すると、ステップＳ１００に進み、開放電圧許容範囲内に無いと判定すると、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１００では、ステップＳ８０で求めた回帰直線は正しいと判定して、回帰直線の傾きを求め、求めた傾きを組電池１の内部抵抗ＲＥＳＩＳＴ（Ω）とする。一方、ステップＳ１１０では、ステップＳ８０で求めた回帰直線は正しくないと判定する。この場合、内部抵抗を求める処理は行わず、前回の演算時に求めた内部抵抗をＲＥＳＩＳＴ（Ω）とする。ただし、ＲＥＳＩＳＴの初期値は、電池新品時の内部抵抗とする。

図７は、ステップＳ１００において正しいと判定された回帰直線と、ステップＳ１１０において正しくないと判定された回帰直線の一例をそれぞれ示す図である。回帰直線から求められる開放電圧Ｅｍ０が開放電圧許容範囲７０内、すなわち、下限値Ｅ０min以上であり、かつ、最大値Ｅ０max以下である回帰直線７１は、正しいと判定される。一方、回帰直線から求められる開放電圧Ｅｍ０が開放電圧許容範囲７０に含まれない回帰直線７２は、正しくないと判定される。

ステップＳ１００またはステップＳ１１０の処理を行うと、ステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０では、メモリ７ｂに記憶した検出電圧ＢＡＴＶＯＬ、および、検出電流ＢＡＴＣＵＲのデータを消去して、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、シャットダウン要求を受信したか否かを判定する。ドライバが図示しないキースイッチをオフにすると、電池制御装置７にシャットダウン要求が入力される。シャットダウン要求を受信していないと判定すると、ステップＳ３０に戻り、シャットダウン要求を受信したと判定すると、組電池１の内部抵抗を算出する処理を終了する。

電池制御装置７は、組電池１の内部抵抗ＲＥＳＩＳＴを求めると、次式（６）より、内部抵抗劣化係数（劣化度）ｒ_REKKAを求める。
ｒ_REKKA＝ＲＥＳＩＳＴ／ＲＥＳＩＳＴ０×１００ （６）
ただし、ＲＥＳＩＳＴ０は、組電池１が新品の状態の時の内部抵抗である。

一実施の形態における電池の電流−電圧特性検出装置および電池の内部抵抗検出装置によれば、電池の端子間電圧および充放電電流に基づいて、電池の電流−電圧特性としてのＩＶ直線を求め、ＩＶ直線に基づいて第１の開放電圧Ｅｍ０を算出するとともに、電池のＳＯＣに基づいて第２の開放電圧Ｅ０を算出し、算出した第１の開放電圧Ｅｍ０および第２の開放電圧Ｅ０に基づいて、ＩＶ直線が正しいか否かを判定して、正しいと判定すると、ＩＶ直線に基づいて、電池の内部抵抗ＲＥＳＩＳＴを算出する。これにより、ＩＶ直線が正しいか否かを判定することができるとともに、精度の高い内部抵抗ＲＥＳＩＳＴを算出することができる。

また、一実施の形態における電池の内部抵抗検出装置によれば、電池の端子間電圧および充放電電流に基づいて、電池の電流−電圧の関係を示すＩＶ直線を求め、求めたＩＶ直線に基づいて、電池の内部抵抗ＲＥＳＩＳＴを算出する装置であって、ＩＶ直線に基づいて第１の開放電圧Ｅｍ０を算出するとともに、電池のＳＯＣに基づいて第２の開放電圧Ｅ０を算出し、算出した第１の開放電圧Ｅｍ０および第２の開放電圧Ｅ０に基づいて、算出した内部抵抗ＲＥＳＩＳＴが正しいか否かを判定する。これにより、例えば、電圧センサ４や電流センサ５に検出誤差が存在し、求めたＩＶ直線が正確でない場合が生じても、ＩＶ直線に基づいて求めた内部抵抗が正しいか否かを判定することができる。

また、ＩＶ直線が正しいか否かを判定することにより、ＩＶ直線に基づいて求めた開放電圧Ｅ０が正しいか否かも判定することができる。これにより、開放電圧Ｅ０に基づいて算出する各種パラメータ、例えば、組電池１のＳＯＣの算出精度を向上させることができる。

また、同様に、ＩＶ直線が正しいか否かを判定することができるため、ＩＶ直線に基づいて、例えば、電池の出力可能電力を算出する等、ＩＶ直線を用いて行う組電池１の各種の特性の検出精度を向上することができる。

特に、一実施の形態における電池の電流−電圧特性検出装置および電池の内部抵抗検出装置によれば、第１の開放電圧Ｅｍ０が第２の開放電圧Ｅ０を中心とする所定電圧範囲内に含まれていれば、ＩＶ直線が正しいと判定するとともに、ＩＶ直線に基づいて求めた内部抵抗が正しいと判定するので、内部抵抗が正しいか否かを正確に判定することができる。また、組電池１のＳＯＣが高いほど、所定電圧範囲を狭くするので、電池のＳＯＣの状態に応じて、より正確にＩＶ直線が正しいか否かを判定することができる。

一実施の形態における電池の電流−電圧特性検出装置によれば、サーミスタ６によって、電圧センサ４および電流センサ５のうちの少なくとも一方の温度（周囲温度も含む）を検出し、ＩＶ直線を算出するための処理が開始されてから、サーミスタ６によって検出される温度変化が所定の範囲内であれば、ＩＶ直線を求めるようにした。これにより、ＩＶ直線の算出精度が低くなる条件下でのＩＶ直線の演算を予め防いで、演算負荷を軽減することができる。

また、一実施の形態における電池の電流−電圧特性検出装置によれば、ＩＶ直線を算出するための処理が開始されてから経過した時間を計測し、計測している時間が所定時間以内であれば、ＩＶ直線を求めるようにしたので、ＩＶ直線の算出精度が低くなる条件下でのＩＶ直線の演算を予め防いで、演算負荷を軽減することができる。

さらに、一実施の形態における電池の内部抵抗検出装置によれば、正しいと判定された内部抵抗と、組電池１が新品の状態の時の内部抵抗とに基づいて、電池の劣化度を算出するので、劣化度の算出精度を向上させることができる。従って、劣化度に基づいて算出する各種パラメータ、例えば、組電池１の出力可能パワーの算出精度も向上させることができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、ＳＯＣは、組電池１の充放電電流を積算することによって常時算出するものとして説明したが、組電池１の充放電電力を積算することによって算出することもできる。また、電流積算または電力積算によって求めたＳＯＣを補正するための目標ＳＯＣの算出方法も、上述した方法に限定されることはない。

上述した一実施の形態では、ＩＶ直線（回帰直線）に基づいて求めた開放電圧Ｅｍ０がＳＯＣに基づいて求めた開放電圧Ｅ０を中心とする開放電圧許容範囲内にあれば、ＩＶ直線およびＩＶ直線に基づいて求められる内部抵抗が正しいと判定したが、別の方法によって判定することもできる。例えば、開放電圧Ｅｍ０と開放電圧Ｅ０との差が所定電圧以下であれば、ＩＶ直線およびＩＶ直線に基づいて求められる内部抵抗が正しいと判定してもよい。

また、上述した実施例においては、電流積算によって算出された残存容量からＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣに基づいて求めた開放電圧Ｅ０と、ＩＶ直線（回帰直線）に基づいて求めた開放電圧Ｅｍ０とを比較して、ＩＶ直線およびＩＶ直線に基づいて求められる内部抵抗が正しいか否かを判定したが、電池の開放電圧とＳＯＣとには相関関係があることは知られているため、ＩＶ直線に基づいて求めた開放電圧Ｅｍ０からＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣと電流積算によって算出されたＳＯＣとを比較することによって、ＩＶ直線およびＩＶ直線に基づいて求められる内部抵抗が正しいか否かを判定ことが可能であることは言うまでもない。

図３に示すフローチャートでは、ステップＳ９０の判定を肯定した後に進むステップＳ１００において、回帰直線は正しいと判定して組電池１の内部抵抗ＲＥＳＩＳＴを算出するようにしたが、ステップＳ９０の判定を行う前に組電池１の内部抵抗ＲＥＳＩＳＴを算出するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１００では、算出した内部抵抗ＲＥＳＩＳＴが正しいと判定し、例えば、算出されている内部抵抗ＲＥＳＩＳＴをメモリ７ｂに記憶する。一方、ステップＳ１１０では、算出した内部抵抗ＲＥＳＩＳＴが正しくないと判定する。この場合、算出されている内部抵抗ＲＥＳＩＳＴをメモリ７ｂに記憶させる処理は行わない。従って、メモリ７ｂには、前回の処理時に正しいと判定された内部抵抗ＲＥＳＩＳＴが記憶されていることになる。内部抵抗劣化係数（劣化度）ｒ_REKKAを算出する際には、メモリ７ｂに記憶されている内部抵抗ＲＥＳＩＳＴを用いるようにすればよい。

図４に示すフローチャートでは、ステップＳ２４０およびステップＳ２５０の判定を否定すると、フラグＦａを１に設定するものとして説明したが、ステップＳ２４０およびステップＳ２５０の判定処理のうち、いずれか一方の判定処理だけを設けて、その判定を否定すると、フラグＦａを１に設定するようにしてもよい。

上述した一実施の形態では、電池の残存容量検出装置を電気自動車に適用した例を挙げて説明したが、ハイブリッド自動車や燃料電池車に適用することもできるし、車両以外の電池を用いるシステムに適用することもできる。

また、上述した一実施の形態では、複数の電池を直列に接続した組電池に適用した例を挙げて説明したが、単一の電池（いわゆる単電池）にも適用することができる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、電圧センサ４が電圧検出手段を、電流センサ５が電流検出手段を、電池制御装置７がＩＶ直線算出手段、内部抵抗算出手段、第１の開放電圧算出手段、第２の開放電圧算出手段、ＳＯＣ算出手段、ＩＶ直線判定手段、内部抵抗判定手段、電圧範囲変更手段、および、劣化度算出手段を、タイマ７ｃが計時手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。

一実施の形態における電池の内部抵抗検出装置を搭載した電気自動車の駆動システムを示す図 組電池の開放電圧とＳＯＣとの関係の一例を示す図 一実施の形態における内部抵抗検出装置によって行われる処理内容を示すフローチャート 回帰直線の演算条件が成立しているか否かを判断するための処理内容を示すフローチャート 回帰直線の一例を示す図 ＳＯＣ−開放電圧許容量データの一例を示す図 正しいと判定される回帰直線と、正しくないと判定される回帰直線とを示す図

符号の説明

１…組電池、２…インバータ、３…３相交流モータ、４…電圧センサ、５…電流センサ、６…サーミスタ、７…電池制御装置、７ａ…ＣＰＵ、７ｂ…メモリ、７ｃ…タイマ、８ａ，８ｂ…強電リレー、９…強電ハーネス、１０…車両制御装置

Claims (9)

1. 電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、
   前記電圧検出手段によって検出される電圧、および、前記電流検出手段によって検出される電流に基づいて、前記電池の電流−電圧特性としてのＩＶ直線を求めるＩＶ直線算出手段と、
   前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線に基づいて、前記電池の開放電圧（以下、第１の開放電圧）を算出する第１の開放電圧算出手段と、
   前記電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出手段と、
   前記ＳＯＣ算出手段によって算出されるＳＯＣに基づいて、前記電池の開放電圧（以下、第２の開放電圧）を算出する第２の開放電圧算出手段と、
   前記第１の開放電圧算出手段によって算出される第１の開放電圧と、前記第２の開放電圧算出手段によって算出される第２の開放電圧とに基づいて、前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線が正しいか否かを判定するＩＶ直線判定手段とを備えることを特徴とする電池の電流−電圧特性検出装置。
2. 請求項１に記載の電池の電流−電圧特性検出装置において、
   前記ＩＶ直線判定手段は、前記第１の開放電圧が前記第２の開放電圧を中心とする所定電圧範囲内に含まれていれば、前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線が正しいと判定することを特徴とする電池の電流−電圧特性検出装置。
3. 請求項２に記載の電池の電流−電圧特性検出装置において、
   前記ＳＯＣ算出手段によって算出されるＳＯＣが大きいほど、前記所定電圧範囲を狭くする電圧範囲変更手段をさらに備えることを特徴とする電池の電流−電圧特性検出装置。
4. 請求項１に記載の電池の電流−電圧特性検出装置において、
   前記ＩＶ直線判定手段は、前記第１の開放電圧と前記第２の開放電圧との差が所定電圧差以下であれば、前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線が正しいと判定することを特徴とする電池の電流−電圧特性検出装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池の電流−電圧特性検出装置において、
   前記電圧検出手段および前記電流検出手段のうちの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記ＩＶ直線算出手段は、前記ＩＶ直線を算出するための処理が開始されてから、前記温度検出手段によって検出される温度変化が所定の範囲内であれば、前記ＩＶ直線を求めることを特徴とする電池の電流−電圧特性検出装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池の電流−電圧特性検出装置において、
   前記ＩＶ直線を算出するための処理が開始されてから経過した時間を計測する計時手段をさらに備え、
   前記ＩＶ直線算出手段は、前記計時手段によって計測される時間が所定時間以内であれば、前記ＩＶ直線を求めることを特徴とする電池の電流−電圧特性検出装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池の電流−電圧特性検出装置と、
   前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線に基づいて、前記電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、
   前記ＩＶ直線判定手段が前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線が正しいと判定した場合に、前記内部抵抗算出手段によって算出された内部抵抗が正しいと判定する内部抵抗判定手段とを備えることを特徴とする電池の内部抵抗検出装置。
8. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池の電流−電圧特性検出装置と、
   前記ＩＶ直線判定手段が前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線が正しいと判定した場合に、前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線に基づいて、前記電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段とを備えることを特徴とする電池の内部抵抗検出装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の電池の内部抵抗検出装置において、
   前記ＩＶ直線判定手段が前記ＩＶ直線算出手段によって算出されるＩＶ直線が正しいと判定した場合の、前記内部抵抗算出手段によって算出される電池の内部抵抗と、前記電池が新品の状態の時の内部抵抗とに基づいて、前記電池の劣化度を算出する劣化度算出手段をさらに備えることを特徴とする電池の内部抵抗検出装置。

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