JP2008089519A - 充電状態検出装置及び検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電モジュールの充電状態を精度よく推定する。
【解決手段】並列接続数を任意に設定できそれぞれが充放電可能な複数の蓄電モジュール（１１、１２）からなる蓄電装置（２）に使用する充電状態検出装置において、蓄電モジュール接続変更手段（２２、２４、２５、９１）と、蓄電モジュール電圧検出手段（５０、６０、９１）と、蓄電モジュール蓄電状態推定手段を備える。蓄電モジュール接続変更手段は、第一の蓄電モジュールの蓄電状態が推定される際に、第二の蓄電モジュールの接続を維持したまま、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続を切断する切断手段（Ｓ７）を含む。蓄電モジュール電圧検出手段は、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続が切断されている間に、前記第一の蓄電モジュールの電圧を検出する手段（Ｓ９）を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、充電状態検出装置及び検出方法に関する。

従来の充電状態検出装置として、二次電池に対する充放電を一時的に休止させ、充放電の休止時点から所定時間後における該二次電池の開放電圧Ｖoffを検出し、検出された開放電圧Ｖoffに基づいて前記二次電池の充電状態を求めるものが知られている（例えば、特開平１０−８８９１９号公報参照）。電池の開放電圧と蓄電状態の関係は、温度や劣化等の影響をほとんど受けないので、開放電圧から充電状態を推定できる。
特開平１０−８８９１９号公報

しかし、充電状態を精度よく推定するには、充放電後、十分に時間が経過した後の開放電圧を用いる必要があるが、充放電を頻繁に繰り返す電動車に電池が使用される場合に、無負荷状態が少ないため充放電を一時的に休止させる機会が得られにくく、又、開放電圧測定のため充放電を休止させた状態で十分に時間を経過させることが困難であるため、充電状態の精度の高い推定が出来ないという問題があった。

本発明は、充放電を頻繁に繰り返す蓄電モジュールであっても、蓄電モジュールの充電状態を精度よく推定することを目的とする。

並列接続数を任意に設定できそれぞれが充放電可能な複数の蓄電モジュールからなる蓄電装置に使用する充電状態検出装置において、各蓄電モジュールごとの電気的接続を任意に変更できる蓄電モジュール接続変更手段と、各蓄電モジュールの電圧を検出する蓄電モジュール電圧検出手段と、各蓄電モジュール電圧より各蓄電モジュールの蓄電状態を推定する蓄電モジュール蓄電状態推定手段を備える。蓄電モジュール接続変更手段は、第一の蓄電モジュールの蓄電状態が推定される際に、第二の蓄電モジュールの接続を維持したまま、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続を切断する切断手段を含む。蓄電モジュール電圧検出手段は、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続が切断されている間に、前記第一の蓄電モジュールの電圧を検出する手段を含む。

本発明によると、充放電を頻繁に繰り返す電動車等においても、一方の蓄電モジュールの電気的接続を充放電不可能となるよう切断して、他方の蓄電モジュールで充放電を続けながらも当該一方の蓄電モジュールの開放電圧を測定できる。

図１を参照して、本発明の充電状態検出装置について説明する。充電状態検出装置は、並列に接続可能な複数の蓄電モジュール１１、１２からなる電力供給装置１において、各蓄電モジュールの電圧を精度よく検出するものである。電力供給装置１は、電気自動車に設けられている。

図１に示すように、車両としての電気自動車は、電力供給装置１（車両用電力供給装置）からインバータ４を介して供給される電力によって回転駆動されるモータ５（車両駆動用電動機）と、モータ５の出力軸に接続される減速機６と、減速機６に接続される差動装置７と、差動装置７に接続されモータ５の回転動が伝達されて回転駆動される車輪８とを有する。電力供給装置１は、蓄電装置（回路部）２と、蓄電装置２の作動を制御する制御部９（制御手段に相当する）とを有する。インバータ４は、複数のスイッチング素子、コンデンサ等から構成される。

制御部９は、マイクロコンピュータ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）、タイマ、入出力インターフェース等から構成されるコントローラ９１と、コントローラ９１からの指令により動作するスイッチドライブ回路９２とを有する。メモリには、後述するマップが記憶される。コントローラ９１は、インバータ駆動回路９３に指令信号としてモータ５のトルク指令値等を出力し、インバータ駆動回路９３は、該指令信号に基づいて、インバータ４のスイッチング素子を制御するためのＰＷＭ（パルス幅モジュレーション）信号をインバータ４に出力する。従って、コントローラ９１は、インバータ４の動作を制御して、モータ５の発電状態（回生状態）、力行状態を設定する。

また、電気自動車は、車両の運転状態を表す所定の情報を検出する複数のセンサを有する。複数のセンサは、コントローラ９１に接続され、センサからの出力信号がコントローラ９１に入力される。センサには、アクセルペダルに取り付けられアクセル開度ＡＰＳを検出するアクセルペダルセンサ４１、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ４２、４２’、後述する電圧センサ５０、６０、インバータ４と蓄電装置２との間に設けられ蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサ８０、及び、蓄電モジュール１１、１２の温度を検出する温度センサ７０、７０’などが含まれる。

図２は、図１に示す蓄電装置２の詳細図である。蓄電装置２は、モータ５に接続されたインバータ４と電気的に接続される蓄電モジュール１１、１２（第一と第二の蓄電モジュール）と、蓄電モジュール１１、１２をインバータ４に直列接続するように配置されたスイッチ２２（制御部９とともに第一の切断手段を構成する）と、蓄電モジュール１１を蓄電モジュール１２とともにインバータ４に並列接続できるように配置されたスイッチ２４（制御部９とともに第二の切断手段を構成する）と、蓄電モジュール１２を蓄電モジュール１１とともにインバータ４に並列接続するように配置されたスイッチ２５（制御部９とともに第三の切断手段を構成する）とを有する。スイッチ２２、２４、２５のそれぞれの開閉状態は、制御部９によって制御される。制御部９とスイッチ２２、２４、２５は、各蓄電モジュールの電気的接続を任意に変更できる蓄電モジュール接続変更手段を構成する。

蓄電モジュール（組電池）１１は、単一の単位二次電池又は複数の単位二次電池を直列接続して構成されている。蓄電モジュール（組電池）１２も同様に、単一の単位二次電池又は複数の単位二次電池を直列接続して構成されている。蓄電モジュール１１、１２は、インバータ４を介してモータ５に電気的に直列又は並列接続可能な二次電池である。即ち、スイッチ２２、２４、２５の開閉により、蓄電モジュール１１、１２は、インバータ４に対して、電気的に直列接続又は並列接続される。

スイッチ２２は、蓄電モジュール１１の正極と蓄電モジュール１２の負極とをつなぐ経路（配線）上に配置されている。スイッチ２４は、蓄電モジュール１１の正極とインバータ４の正極とを、蓄電モジュール１２を介さずにつなぐ経路（配線）上に配置される。スイッチ２５は、蓄電モジュール１２の負極とインバータ４の負極とを、蓄電モジュール１１を介さずにつなぐ経路（配線）上に配置されている。また、蓄電モジュール１１の負極はインバータ４の負極と、蓄電モジュール１２の正極はインバータ４の正極とそれぞれ接続する。

これにより、スイッチ２２のみをオンする（閉じる）と、インバータ４に対し、蓄電モジュール１１と蓄電モジュール１２とが直列接続する経路が形成される。即ち、スイッチ２４、スイッチ２５をオフし（開き）、スイッチ２２のみをオンすると、蓄電モジュール１１、１２が直列的にインバータ４に接続される。また、スイッチ２４のみをオンすると、蓄電モジュール１１がインバータ４と接続する経路が形成される。また、スイッチ２５のみをオンすると、蓄電モジュール１２がインバータ４と接続する経路が形成される。スイッチ２４、スイッチ２５をオンし、スイッチ２２のみをオフすると、蓄電モジュール１１、１２が並列的にインバータ４に接続される。

さらに、蓄電装置２において、蓄電モジュール１１の正極側端子及び負極側端子に接続してその端子間電圧を検出する第一の電圧センサ５０（第一の蓄電モジュール電圧検出手段）と、蓄電モジュール１２の正極側端子及び負極側端子に接続してその端子間電圧を検出する第二の電圧センサ６０（第二の蓄電モジュール電圧検出手段）が設けられる。

次に、蓄電装置２の制御について説明する。図１に示すコントローラ９１は、上記複数のセンサにより、車両の運転状態を検知し、種々の運転状態に応じてスイッチドライブ回路９２を駆動させ、複数のスイッチ２２、２４、２５を制御する。車両が運転中の場合、コントローラ９１はモータ５の要求電圧に応じて蓄電モジュール１１と蓄電モジュール１２との直並列接続を切り換えるように制御する。また、蓄電モジュール１１と蓄電モジュール１２とがモータ５に接続するとき、モータ５の要求電圧に応じて、直列に接続又は並列に接続するように制御する。

以上のように蓄電モジュール１１と蓄電モジュール１２はモータ５との接続をそれぞれ独立に変更できるので、それぞれで充電状態（充電量：ＳＯＣ）、すなわち充電量の管理が必要である。そこで次に個別の充電状態管理について説明する。

図３に示すように電池（ここでは、蓄電モジュール）の充電状態と開放電圧には、温度、劣化の影響を受けにくい不変的な関係がある。すなわち電池の充電状態を推定するには、開放電圧を測定し、予め調べておいた図３の関係から充電状態を求めることができる。だたし、図４に示すように、電池を充放電した直後は開放電圧は変動し、安定するまでにある程度の時間を要するので、精度の高い充電状態推定を行なうには、充放電終了後電圧が安定するまで待つ必要が生じる。
図５ａに示す様に、スイッチ２４と２５がオンでスイッチ２２がオフの状態、すなわち蓄電モジュール１１と蓄電モジュール１２がインバータ４に並列に充放電可能に接続されている状態から、蓄電モジュール１２の充電状態を推定したい場合には、蓄電モジュール１２の端子間電圧を後述の方法で安定させてから、図５ｂに示すようにスイッチ２５をオフにして蓄電モジュール１２の負極側のインバータ４との電気的接続を切断し充放電不可能とする。つまり、インバータ４には蓄電モジュール１１のみが充放電可能に接続されている状態にして、充電状態推定を行なう。同様に、図５ａに示す状態から、蓄電モジュール１１の充電状態を推定したい場合には、蓄電モジュール１１の端子間電圧を後述の方法で安定させてから、図５ｃに示す様にスイッチ２４をオフにして蓄電モジュール１１の正極側とインバータの電気的接続を切断する。つまり、インバータ４には蓄電モジュール１２のみが充放電可能に接続されている状態にして、充電状態推定を行なう。
このようにして、充放電を頻繁に繰り返す電動車等においても、一方の蓄電モジュールとインバータ４との電気的接続を充放電不可能となるよう切断し、他方の蓄電モジュールで充放電を続けながらも当該一方の蓄電モジュールの開放電圧を測定できる。

図６に、コントローラ９１が実行する制御に係る制御フローチャートの一例を示す。このフローチャートは、蓄電装置２が図５ａに示す状態で、かつ蓄電モジュール１１と蓄電モジュール１２が充電されている状態、すなわち車両としては回生制動している状態から始まるとし、蓄電モジュール１２の充電状態を推定する場合の制御を示す。蓄電モジュールが充電されている状態か否かは、電流センサ８０の電流検出値の符号やモータトルク指令値の符号により判定できる。なお、蓄電モジュール１１の充電状態を推定する場合の制御も同様である。

まず、ステップＳ１でフローチャートを開始し、ステップＳ２でドライバーの要求（アクセル開度ＡＰＳ等に相当）に応じてモータ５のトルク指令値を演算する。例えば、トルク指令値は、図７のマップより、車速Vとアクセル開度ＡＰＳから求められる。車速Vは、各車輪の回転速度の平均値から求められる。現時点で、蓄電モジュールの充電状態のため、モータ５のトルク指令値はマイナスである、即ち、モータ５は発電状態である。ステップＳ２は、モータトルク指令値演算手段を構成する。

ステップＳ３で、蓄電モジュール１１、１２の充電状態が継続しているかどうか判定する。モータ５のトルク指令値がマイナスであれば、充電状態であると判定できる。或いは、電流センサ８０の電流検出値がマイナスであれば、充電状態であると判定できる。ステップＳ３は、充放電状態を判定する充放電状態判定手段を構成する。

充電状態が継続しているならステップＳ４で充電エネルギーを演算する（充電エネルギー演算手段）。充電エネルギーは、充電電力を充電開始から時間に対し積算することにより得られる。時間は、例えば、コントローラ９１のタイマ（時間計測手段）により計測される。コントローラ９１は、インバータ４と蓄電装置２との間に設けられ充放電電流を検出する電流センサ８０の電流検出値と電圧センサ５０又は６０の電圧検出値の積から充電電力を測定でき、或いは、モータ５のトルク指令値とモータ５の回転速度の積から充電電力を求められる（充電電力測定手段）。モータ５の回転速度は、図示しない回転速度センサにより検出できる。なお、ステップＳ４では、充電エネルギーではなく、単に充電電力を測定して求めてもよいし、充電が継続した時間（充電継続時間）を測定して求めておくだけでもよい。さらに、ステップＳ４では、充電エネルギーと充電電力と充電時間にそれぞれ重みをつけて足し合わせた値を求めても良い。そして、ルーチンを終了して、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ３で、蓄電モジュールの充電状態が継続していないなら、即ち、充電状態が終了して放電状態にあるなら、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、ステップＳ４で求めた充電エネルギーから、図８のマップに基づいて放電エネルギーを求める（放電エネルギー演算手段）。図８のマップは、充電エネルギーと放電エネルギーの関係を示し、充電後に放電されるべき放電エネルギーを設定する。放電は、充電中の電極まわりのイオン濃度が他に比べて高い状態を緩和させることが目的である。充電エネルギーが小さい範囲では、放電エネルギーは充電エネルギーに比例した値を設定される。これは、小さな充電エネルギーなら電極まわりのイオン濃度もあまり高くないので、わずかな量の放電でイオン濃度の高い状態を緩和できるが、充電エネルギーが大きくなるに従い、大量の放電を行なわないとイオン濃度の高い状態を緩和できないためである。一方、充電エネルギーが大きくなると、放電エネルギーの増加量を少なくする。これは、大電力で長時間充電が継続すると、電池内のイオン濃度分布が定常状態となるので、このような状態では充電エネルギーによらずほぼ一定の放電エネルギーでイオン濃度の高い状態を緩和できるためである。逆にこのような状態で放電しすぎると、電力まわりのイオン濃度は薄くなり、開放電圧の安定時間が伸びることもある。

なお、ステップＳ４で充電電力を求めた場合、ステップＳ５において、ステップＳ４で測定した放電に切換る直前の充電電力に比例する量を放電エネルギーとして設定する。この場合も、充電電力と放電エネルギーの関係を図８のように設定し、充電電力がある値以上では放電エネルギーの増加量を少なくするのが望ましい。

また、ステップＳ４で充電継続時間を求めた場合、ステップＳ５において、ステップＳ４で測定した充電継続時間に比例する量を放電エネルギーとして設定する。この場合も、充電継続時間と放電エネルギーの関係を図８のように設定し、充電継続時間がある値以上では放電エネルギーの増加量を少なくするのが望ましい。

ステップＳ６で、ステップＳ５で求めた放電エネルギー分、放電が行なわれたかどうか判断する（放電完了判断手段）。放電エネルギーは、放電電力を放電開始から時間に対し積算することにより得られる。コントローラ９１は、インバータ４と蓄電装置２との間に設けられ充放電電流を検出する電流センサ８０の電流検出値と電圧センサ５０又は６０の電圧検出値の積から放電電力を測定でき、或いは、モータ５のトルク指令値とモータ５の回転速度の積から放電電力を求められる（放電電力測定手段）。放電が完了していない場合、ルーチンは終了し、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ６で、放電が完了したと判断した場合は、ステップＳ７でスイッチ２５をオフして、蓄電モジュール１２をインバータ４から切り離す（切断手段）。なお、蓄電モジュール１１の充電状態を測定する場合には、ステップＳ７でスイッチ２４をオフにすればよい。そして、ステップＳ８において、所定の待ち時間を設定する（待ち時間設定手段）。待ち時間は、放電完了後、電圧測定対象の蓄電モジュールの電圧が安定するまでの時間であり、放電がない場合に比べて減少する。待ち時間経過後に、ステップＳ９で、蓄電モジュール１２の開放電圧を電圧センサ６０により測定する。なお、蓄電モジュール１１の充電状態を測定する場合には、蓄電モジュール１１の電圧を電圧センサ５０により測定する。さらに、ステップＳ９で、図３に示した充電状態と開放電圧の関係を示すマップに基づいて、測定した蓄電モジュールの開放電圧から充電状態を推定する（蓄電状態推定手段）。

このように、充電状態にあった蓄電モジュールに対して放電を行うため、すばやく当該蓄電モジュールの開放電圧が安定し、高精度の蓄電状態の推定が当該蓄電モジュールに対して可能となる。さらに、充電から放電に切り替わる前に充電したエネルギー量、充電から放電に切り替わる前の充電時間、又は、充電から放電に切り替わる前の充電電力に応じて、蓄電モジュールが放電する放電エネルギー量を設定するため、放電後確実に開放電圧が安定し、高精度の蓄電状態の推定が可能となる。

図９に、コントローラ９１が実行する他の制御に係る制御フローチャートの一例を示す。このフローチャートは、蓄電装置２が図５ａに示す状態で、かつ蓄電モジュール１１と蓄電モジュール１２が放電している状態、すなわち車両のモータ５が力行している状態から始まるとし、蓄電モジュール１２の充電状態を推定する場合の制御を示す。蓄電モジュールが放電している状態か否かは、電流センサ８０の電流検出値の符号やモータトルク指令値の符号により判定できる。なお、蓄電モジュール１１の充電状態を推定する場合の制御も同様である。

まず、ステップＳ１１でフローチャートを開始し、ステップＳ１２でドライバーの要求（アクセル開度ＡＰＳ等に相当）に応じてモータ５のトルク指令値を演算する。例えば、トルク指令値は、図７のマップより、車速Ｖとアクセル開度ＡＰＳから求められる。車速Ｖは、各車輪の回転速度の平均値から求められる。現時点で、蓄電モジュールの放電状態のため、モータ５のトルク指令値はプラスである、即ち、モータ５は力行状態である。

ステップＳ１３で、蓄電モジュール１１、１２の放電状態が継続しているかどうか判定する。モータ５のトルク指令値はプラスであれば、放電状態であると判定できる。或いは、電流センサ８０の電流検出値がプラスであれば、充電状態であると判定できる。

放電状態が継続しているならステップＳ１４で放電エネルギーを演算する（放電エネルギー演算手段）。放電エネルギーは、放電電力を放電開始から時間に対し積算することにより得られる。コントローラ９１は、インバータ４と蓄電装置２との間に設けられ充放電電流を検出する電流センサ８０の電流検出値と電圧センサ５０又は６０の電圧検出値の積から放電電力を測定でき、或いは、モータ５のトルク指令値とモータ５の回転速度の積から放電電力を求められる（放電電力測定手段）。モータ５の回転速度は、図示しない回転速度センサにより検出できる。なお、ステップＳ１４では、放電エネルギーではなく、単に放電電力を測定して求めてもよいし、放電が継続した時間（放電継続時間）を測定して求めておくだけでもよい。さらに、ステップＳ１４では、放電エネルギーと放電電力と放電時間にそれぞれ重みをつけて足し合わせた値を求めても良い。そして、ルーチンを終了して、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１３で、放電状態が継続していないなら、即ち、放電状態が終了して充電状態にあるなら、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１４で求めた放電エネルギーから、図１０のマップに基づいて充電エネルギーを求める（充電エネルギー演算手段）。図１０のマップは、放電エネルギーと充電エネルギーの関係を示し、放電後に充電されるべき充電エネルギーを定める。充電は、放電中の電極まわりのイオン濃度が他に比べて低い状態を緩和させることが目的である。放電エネルギーが小さい範囲では、充電エネルギーは放電エネルギーに比例した値を設定される。これは、小さな充電エネルギーなら電極まわりのイオン濃度もあまり低くないので、わずかな量の充電でイオン濃度の低い状態を緩和できるが、放電エネルギーが大きくなるに従い、大量の充電を行なわないとイオン濃度の低い状態を緩和できないためである。一方、放電エネルギーが大きくなると、充電エネルギーの増加量を少なくする。これは、大電力で長時間放電が継続すると、電池内のイオン濃度分布が定常状態となるので、このような状態では放電エネルギーによらずほぼ一定の充電エネルギーでイオン濃度の低い状態を緩和できるためである。逆にこのような状態で充電しすぎると、電力まわりのイオン濃度は高くなり、開放電圧の安定時間が伸びることもある。

なお、ステップＳ１４で放電電力を求めた場合、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で測定した充電に切換る直前の放電電力に比例する量を充電エネルギーとして設定する。この場合も、放電電力と充電エネルギーの関係を図１０のように設定し、放電電力がある値以上では充電エネルギーの増加量を少なくするのが望ましい。

また、ステップＳ１４で放電継続時間を求めた場合、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で測定した放電継続時間に比例する量を充電エネルギーとして設定する。この場合も、放電継続時間と充電エネルギーの関係を図１０のように設定し、放電継続時間がある値以上では充電エネルギーの増加量を少なくするのが望ましい。

ステップＳ１６で、ステップＳ１５で求めた充電エネルギー分、充電が行なわれたかどうか判断する（充電完了判断手段）。充電エネルギーは、充電電力を充電開始から時間に対し積算することにより得られる。コントローラ９１は、電流センサ８０の電流検出値と電圧センサ５０又は６０の電圧検出値の積から充電電力を測定でき、或いは、モータ５のトルク指令値とモータ５の回転速度の積から充電電力を求められる（充電電力測定手段）。充電が完了していない場合、ルーチンは終了し、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１６で、充電が完了したと判断した場合は、ステップＳ１７でスイッチ２５をオフして、蓄電モジュール１２をインバータ４から切り離す。なお、蓄電モジュール１１の充電状態を測定する場合には、ステップＳ１７でスイッチ２４をオフにすればよい。そして、ステップＳ１８において、所定の待ち時間を設定する。待ち時間は、充電完了後、電圧測定対象の蓄電モジュールの電圧が安定するまでの時間であり、充電がない場合に比べて減少する。待ち時間経過後に、ステップＳ１９で、蓄電モジュール１２の電圧を電圧センサ６０により測定する。なお、蓄電モジュール１１の放電状態を測定する場合には、蓄電モジュール１１の開放電圧を電圧センサ５０により測定する。さらに、ステップＳ１９で、図３に示した充電状態（ＳＯＣ）と開放電圧の関係を示すマップに基づいて、測定した蓄電モジュールの開放電圧から充電状態を推定する。

このように、放電状態にあった蓄電モジュールに対して充電を行うため、すばやく当該蓄電モジュールの開放電圧が安定し、高精度の蓄電状態の推定が当該蓄電モジュールに対して可能となる。さらに、放電から充電に切り替わる前に放電したエネルギー量、放電から充電に切り替わる前の放電時間、又は、放電から充電に切り替わる前の放電電力に応じて、蓄電モジュールに充電する充電エネルギー量を設定するため、充電後確実に蓄電モジュールの開放電圧が安定し、高精度の蓄電状態の推定が可能となる。

なお、上記のステップＳ５およびＳ１５において、充放電エネルギーを算出する際に、温度による補正係数を乗じてよい。すなわち、電池内におけるイオン拡散速度は温度が低いほど遅くなるので、温度センサ７０、７０’で検出する蓄電モジュールの温度が低いほど、充放電エネルギーが多くなるように補正係数を大きく設定する。これにより、温度の影響を減らし、すばやく開放電圧が安定し、高精度の蓄電状態推定が可能となる。また、低温の方が常温に対し充放電後に電圧が安定するまで時間がかかるので、図６および図９のフローチャートにおいて、ステップＳ７およびステップＳ１７のスイッチオフ後、蓄電モジュールの温度が低いほど、ステップＳ８およびステップＳ１８で、充放電後の電圧測定までの待ち時間を長く設定した方が望ましい。これにより、さらに、温度の影響を減らし、すばやく開放電圧が安定し、高精度の蓄電状態推定が可能となる。

また、蓄電モジュール１１又は蓄電モジュール１２の電圧測定が終了したら、オフしたスイッチ２４および２５をオンにして蓄電モジュール１１および蓄電モジュール１２の両方をインバータに接続してもよい。さらに、蓄電モジュール１１（蓄電モジュール１２）の蓄電状態推定が終了したら、次は、蓄電モジュール１２（蓄電モジュール１１）の蓄電状態推定を行ってもよい。

また、上記実施形態では、蓄電モジュール１１、１２のみが設けられる場合を示したが、蓄電モジュール１１、１２の他に、蓄電モジュール１１、１２に対してスイッチにより直並列接続可能な一つ以上の蓄電モジュールをさらに備えることもできる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る充電状態検出装置、蓄電装置、及び、蓄電装置が搭載される車両を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る蓄電装置の詳細図である。 充電状態（ＳＯＣ）と開放電圧の関係を示すマップである。 放電直後の開放電圧変動を示す図である。 複数の蓄電モジュールが、充放電可能に互いに並列接続されている状態を示す図である。 一方の蓄電モジュールが充放電可能に接続され他方の蓄電モジュールが充放電不可能に切り離されている状態を示す図である。 一方の蓄電モジュールが充放電可能に接続され他方の蓄電モジュールが充放電不可能に切り離されている状態を示す別の図である。 充電状態検出制御の一例を示す制御フローチャートである。 車速とアクセル開度に対してモータトルク指令値を定めるマップである。 充電エネルギー等と放電エネルギーの関係を示すマップである。 他の充電状態検出制御の一例を示す制御フローチャートである。 放電エネルギー等と充電エネルギーの関係を示すマップである。

符号の説明

１ 電力供給装置
２ 蓄電装置
４ インバータ
５ モータ
６ 減速機
７ 差動装置
８ 車輪
９ 制御部
１１、１２ 蓄電モジュール
２２、２４、２５ スイッチ
４１ アクセルペダルセンサ
４２、４２’ 車輪速センサ
５０、６０ 電圧センサ
７０、７０’ 温度センサ
８０ 電流センサ
９１ コントローラ
９２ スイッチドライブ回路
９３ インバータ駆動回路

Claims (11)

1. 並列接続数を任意に設定できそれぞれが充放電可能な複数の蓄電モジュールからなる蓄電装置に使用する充電状態検出装置において、
   各蓄電モジュールの電気的接続を任意に変更できる蓄電モジュール接続変更手段と、
   各蓄電モジュールの電圧を検出する蓄電モジュール電圧検出手段と、
   各蓄電モジュール電圧より各蓄電モジュールの蓄電状態を推定する蓄電モジュール蓄電状態推定手段を備え、
   蓄電モジュール接続変更手段は、第一の蓄電モジュールの蓄電状態が推定される際に、第二の蓄電モジュールの接続を維持したまま、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続を切断する切断手段を含み、
   蓄電モジュール電圧検出手段は、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続が切断されている間に、前記第一の蓄電モジュールの電圧を検出する手段を含むことを特徴とした充電状態検出装置。
2. さらに、前記複数の蓄電モジュールの充放電状態を判定する判定手段を備え、
   前記複数の蓄電モジュールが、充電状態の後に放電状態に切り替わり所定エネルギー量を放電した場合に、前記切断手段が、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続を切断することを特徴とする請求項１記載の充電状態検出装置。
3. 前記所定エネルギー量は、充電状態から放電状態に切り替わる前の充電電力に応じて設定されることを特徴とする請求項２記載の充電状態検出装置。
4. 前記所定エネルギー量は、充電状態から放電状態に切り替わる前の充電時間に応じて設定されることを特徴とする請求項２記載の充電状態検出装置。
5. 前記所定エネルギー量は充電状態から放電状態に切り替わる前の充電エネルギー量に応じて設定されることを特徴とする請求項２記載の充電状態検出装置。
6. さらに、前記複数の蓄電モジュールの充放電状態を判定する判定手段を備え、
   前記複数の蓄電モジュールが、放電状態の後に充電状態に切り替わり所定エネルギー量を充電した場合に、前記切断手段が、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続を切断することを特徴とする請求項１記載の充電状態検出装置。
7. 前記所定エネルギー量は、充電状態から放電状態に切り替わる前の充電電力に応じて設定されることを特徴とする請求項６記載の充電状態検出装置。
8. 前記所定エネルギー量は、充電状態から放電状態に切り替わる前の充電時間に応じて設定されることを特徴とする請求項６記載の充電状態検出装置。
9. 前記所定エネルギー量は充電状態から放電状態に切り替わる前の充電エネルギー量に応じて設定されることを特徴とする請求項２記載の充電状態検出装置。
10. 前記所定エネルギー量は、蓄電モジュール温度に応じて設定されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載の充電状態検出装置。
11. 並列接続数を任意に設定できそれぞれが充放電可能な複数の蓄電モジュールからなる蓄電装置に使用する充電状態検出方法であって、
    第一の蓄電モジュールの蓄電状態が推定される際に、第二の蓄電モジュールの接続を維持したまま、前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続を切断するステップと、
    前記第一の蓄電モジュールの正極側又は負極側の接続が切断されている間に、前記第一の蓄電モジュールの電圧を検出するステップと、
    検出した電圧から、前記第一の蓄電モジュールの蓄電状態を推定するステップと、を含む充電状態検出方法。

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