JP2013182779A - 電池の状態制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電池の過充電及び過放電の発生を回避しつつ、電池をより有効に活用できる電池の状態制御方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】電池のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいて推定したＳＯＣが所定の上限値に達した場合に、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、この疑似的なＳＯＣの推定に基づいて電池の使用を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池の使用を制御する電池の状態制御方法及び装置に関するものである。

例えばハイブリッド自動車の電源システムでは、二次電池（以下、単に電池と呼ぶ）に蓄電された電力が車両駆動力用電動機の駆動電源として用いられる。電池は、電動機が回生発電したときの発電電力や、エンジンの回転に伴って発電する発電機の発電電力によって充電される。このようなシステムでは、電池の劣化を招くような過酷な使用状態とならないようにするために、電池の満充電に対する残存容量（ＳＯＣ:State of Charge）を推定し、この推定されたＳＯＣに基づいて電池の状態制御が行われる。具体的には、推定されたＳＯＣに基づき、電池からの出力を得る電動機の出力制限や、電池の充電要求又は充放電禁止指令の生成などが行われる。

従来用いられているＳＯＣを推定する方法として、下記の引用文献１には、電池の開放電圧（ＯＣＶ:Open Circuit Voltage）に基づいてＳＯＣを推定する方法、及び電池の電流積算値に基づいてＳＯＣを推定する方法が挙げられている。また、下記の特許文献２には、電池のＯＣＶに基づいて電池のＳＯＣを推定するとともに、推定されたＳＯＣに対して電流積算値に基づいて補正を加える方法が挙げられている。

特開２０００−１５０００３号公報 特開２０００−３０６６１３号公報

上記のような従来方法では、推定精度を向上させるために種々の方策が採られているが、依然として１００％の精度でＳＯＣを推定できるわけではない。このため、推定されたＳＯＣに誤差が含まれるものとして、電池の状態制御が行われる。例えば、推定誤差が±１０％程度であると考えられる場合には、本来であれば０％〜１００％の範囲で電池を使用したいところを、安全を考慮して２０％〜８０％程度の範囲で電池を使用するようにしている。この安全の幅を大きく取ると、使用範囲はさらに狭くなる。すなわち、従来方法では、電池の過充電及び過放電の発生を回避するために、電池を有効に活用できていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池の過充電及び過放電の発生を回避しつつ、電池をより有効に活用できる電池の状態制御方法及び装置を提供することである。

本発明に係る電池の状態制御方法は、電池のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいてＳＯＣを推定するとともに、該ＳＯＣが所定範囲の上限値又は下限値に達した場合に、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、疑似的なＳＯＣの推定に基づいて電池の使用を制御する。

また、本発明に係る電池の状態制御装置は、電池のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいてＳＯＣを推定するとともに、該ＳＯＣが所定範囲の上限値又は下限値に達した場合に、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、疑似的なＳＯＣの推定に基づいて電池の使用を制御する制御装置本体を備える。

本発明の電池の状態制御方法及び装置によれば、ＳＯＣが所定範囲の上限値又は下限値に達した場合に、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、疑似的なＳＯＣの推定に基づいて電池の使用を制御するので、電池の過充電及び過放電の発生を回避しつつ、電池をより有効に活用できる。

本発明の実施の形態１による電池の状態制御方法を実施するための電池の状態制御装置を示すブロック図である。 図１の電池が放電されている際に制御装置本体が行う電池状態制御動作を示すフローチャートである。 図１の電池が充電されている際に制御装置本体が行う電池状態制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による電池の状態制御方法を実施するための電池の状態制御装置を示すブロック図である。図において、例えばハイブリッド自動車又は電気自動車等の車両１には、少なくとも１つの電池１０と、スイッチング手段１１と、車載機器１２と、制御装置本体１３とが搭載されている。

電池１０は、複数の電池セル（例えばリチウムイオン電池等）が互いに直列及び／又は並列に接続された組電池により構成されている。この電池１０は、スイッチング手段１１を介して車載機器１２に接続されている。

スイッチング手段１１は、例えばリレー等により構成されており、制御装置本体１３からの制御指令に応じて開成及び閉成される。スイッチング手段１１が閉成されることで電池１０が車載機器１２に電気的に接続され、スイッチング手段１１が開成されることで電池１０が車載機器１２から切り離される。

車載機器１２には、電力消費機器１２ａと発電機器１２ｂと充電器１２ｃとが含まれている。電力消費機器１２ａは、例えば車両１の駆動用電動機等により構成されており、電池１０の電力を消費するものである。発電機器１２ｂは、例えば車両１の回生ブレーキ時に発電する回生発電機やオルタネータ等により構成されており、電池１０に電力を供給するものである。充電器１２ｃは、例えば充電スタンド等の外部電源２から交流電力を受けてこれを直流電力に変換して電池１０に供給するものである。電池１０は、電力消費機器１２ａの動作に応じて放電されるとともに、発電機器１２ｂ及び充電器１２ｃの動作に応じて充電される。制御装置本体１３からの制御指令に応じて、電力消費機器１２ａ、発電機器１２ｂ及び充電器１２ｃの動作が制御される。

制御装置本体１３は、例えば所定のプログラムに応じて動作するコンピュータ等により構成されており、本実施の形態の電池の状態制御装置を構成している。制御装置本体１３は、周知のように電池１０の開放電圧（ＯＣＶ: Open Circuit Voltage）（Ｖ）及び電流積算値（Ａ）の少なくとも一方に基づいて電池１０の満充電に対する残存容量（ＳＯＣ:State of Charge）（％）を推定する。

制御装置本体１３には、電池１０の劣化を招くような過酷な使用状態とならないようにするために、ＳＯＣの範囲が予め設定されている。この範囲内にＳＯＣが収まっているときは、上述のように推定されたＳＯＣに基づいて、電池１０の使用を制御する。具体的には、当該ＳＯＣに基づいて、電池からの出力を得る電動機の出力制限や、電池の充電要求又は充放電禁止指令の生成などが行われる。このようなＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいて推定されたＳＯＣに基づく制御を通常制御と呼ぶこととする。なお、ＳＯＣの範囲は２０％〜８０％程度に設定されている。本来であれば０％〜１００％の範囲で電池１０を使用したい場合でも、ＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づくＳＯＣに含まれる推定誤差を考慮して、上記のような範囲とされている。

ここで、電池１０の電圧指標としては、上述のようなＯＣＶの他に、下記の式（１）により表すことができる閉回路電圧（ＣＣＶ:Closed circuit voltage）（Ｖ）がある。但し、Ｉは充放電電流（Ａ）であり、Ｒは内部抵抗（Ω）である。
ＣＣＶ＝ＯＣＶ＋Ｉ×Ｒ ・・・式（１）

電池１０が放電されているときは、Ｉが負の値になるため、ＣＣＶはＯＣＶよりも必ず小さくなる。すなわち、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す表や関数式等のＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いれば、ＣＣＶに基づくＳＯＣ（以下、擬似的なＳＯＣと呼ぶ）は、電池１０の放電時には、ＯＣＶに基づくＳＯＣよりも必ず低い値になる。また、電池１０が充電されているときは、Ｉが正の値になるため、ＣＣＶはＯＣＶよりも必ず大きくなる。すなわち、擬似的なＳＯＣは、電池１０の充電時には、ＯＣＶに基づくＳＯＣよりも必ず高い値になる。

従って、ＣＣＶを用いてＳＯＣの擬似的な推定を行うとともに、このＳＯＣの擬似的な推定に基づいて電池の使用を制御すれば、例えば放電時の下限値を０％に設定するとともに充電時の上限値を１００％に設定する等、本来使用したい電池１０の使用範囲となるように上限値及び下限値を設定したとしても、ＯＣＶに基づくＳＯＣに換算すれば必ず安全な値に留まっていることになる。

制御装置本体１３は、ＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいて推定されたＳＯＣが所定範囲の上限値（例えば８０％等。以下、この上限値を第１上限値と呼ぶ）又は下限値（例えば２０％等。以下、この下限値を第１下限値と呼ぶ）に達した場合に、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、この疑似的なＳＯＣの推定に基づいて電池の使用を制御する。

放電時の動作
ＳＯＣは、電池１０の放電に応じて降下する。
制御装置本体１３は、電池１０が放電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後に、ＯＣＶに基づくＳＯＣが第１下限値（例えば２０％）より小さい第２下限値（例えば０％）になると推定されるＯＣＶの下限電圧よりもＣＣＶが大きい状態か否かを判定し、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態ではないと判定した場合に、スイッチング手段１１を開成させて、電池１０の使用を中止する。すなわち、制御装置本体１３は、疑似的なＳＯＣが第２下限値よりも大きい状態ではないと判定した場合に、電池１０の使用を中止する。ＣＣＶが下限電圧より大きい状態（疑似的なＳＯＣが第２下限値よりも大きい状態）ではないと判定される場合に電池１０の使用を中止するのは、この状態を超えて電池１０を使用すると、電池１０の過放電を招く可能性が高くなるためである。

一方で、制御装置本体１３は、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態であると判定した場合には、電池１０の使用を継続する。これは、ＯＣＶに基づくＳＯＣに換算すれば安全な値に留まっていると考えられるためである。これにより、ＯＣＶに基づくＳＯＣを用いて第１下限値までしか電池１０を使用しない場合に比べて、電池に蓄えられたより多くのエネルギを利用でき、電池をより有効に活用できる。なお、推定誤差を考慮して第１下限値が２０％等に設定されている場合、第２下限値は本来使用したい範囲の下限である０％等に設定される。ＯＣＶに基づくＳＯＣが０％になると推定されるＯＣＶの下限電圧は、例えば３Ｖ等である。

また、制御装置本体１３は、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後であって、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態か否かを判定する前に、ＣＣＶが下限電圧と等しい状態か否かを判定し、ＣＣＶが下限電圧と等しい状態であると判定した場合に、電池の放電を制限した上でＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態か否かを判定する。電池の放電を制限するとは、例えば駆動用電動機の回転数を下げる等、電力消費機器１２ａの動作を抑制することである。

電池の放電を制限した場合、上記の式（１）においてＩの絶対値が小さくなるため、通常であればＣＣＶは高くなる。上述のようにＣＣＶが下限電圧と等しい状態のときに電池の放電を制限すると、ＣＣＶが下限電圧よりも大きくなることが期待される。このため、電池の放電を制限した後であれば、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態か否かの判定を行っても肯定的な判定結果が得られ、可能な限り電池１０の使用を継続でき、電池エネルギをより活用できる。

一方で、電池の放電を制限してもＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態とならない場合には、制御装置本体１３は、スイッチング手段１１を開成させて、電池１０の使用を中止する。これは、過放電とならない範囲で電池エネルギを十分に利用できたと考えられるためである。

さらに、制御装置本体１３は、電池１０が放電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始する前に、ＣＣＶが上述の下限電圧よりも大きい状態か否かを判定し、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態ではないと判定した場合に、電池の放電を制限した上でＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態か否かを改めて判定し、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態ではないと改めて判定した場合に、電池１０の使用を中止する。この場合には、電池１０が過放電に近い状態のため、疑似的なＳＯＣの推定を行っても過放電を防止しつつ電池１０のエネルギをさらに利用することが難しいためである。

充電時の動作
放電時はＳＯＣが降下されるためＣＣＶを所定の下限値と比較することが行われていたが、充電時はＳＯＣが上昇されるため、ＣＣＶは所定の上限値と比較される。
すなわち、制御装置本体１３は、電池１０が放電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後に、ＯＣＶに基づくＳＯＣが第１上限値（例えば８０％）より大きい第２上限値（例えば１００％）になると推定されるＯＣＶの上限電圧よりもＣＣＶが小さい状態か否かを判定し、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態ではないと判定した場合に、スイッチング手段１１を開成させて、電池１０の使用を中止する。すなわち、制御装置本体１３は、疑似的なＳＯＣが第２上限値よりも小さい状態ではないと判定した場合に、電池１０の使用を中止する。ＣＣＶが上限電圧より小さい状態（疑似的なＳＯＣが第２上限値よりも小さい状態）ではないと判定される場合に電池１０の使用を中止するのは、この状態を超えて電池１０を使用すると、電池１０の過充電を招く可能性が高くなるためである。

一方で、制御装置本体１３は、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態であると判定した場合、電池１０の使用を継続する。これは、ＯＣＶに基づくＳＯＣに換算すれば安全な値に留まっていると考えられるためである。これにより、ＯＣＶに基づくＳＯＣを用いて第１上限値までしか電池１０を充電しない場合に比べて、より有効に電池１０の容量を利用でき、電池１０のエネルギをより有効に利用できる。なお、推定誤差を考慮して第１上限値が８０％等に設定されている場合、第２上限値は本来使用したい範囲の上限である１００％等に設定される。ＯＣＶに基づくＳＯＣが１００％になると推定されるＯＣＶの上限電圧は、例えば４．１Ｖ等である。

また、制御装置本体１３は、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後であって、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態か否かを判定する前に、ＣＣＶが上限電圧と等しい状態か否かを判定し、ＣＣＶが上限電圧と等しい状態であると判定した場合に、電池の充電を制限した上でＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態か否かを判定する。電池の充電を制限するとは、例えば回生発電機による発電を抑制するか、又は回生発電機で発電された電力を他の機器により消費させる等、発電機器１２ｂの動作抑制又は電力消費機器１２ａでの電力消費を行うことである。

電池の充電を制限した場合、上記の式（１）においてＩの絶対値が小さくなるため、通常であればＣＣＶは低くなる。上述のようにＣＣＶが上限電圧と等しい状態のときに電池の充電を制限することで、ＣＣＶが上限電圧よりも小さくなることが期待される。このため、電池の充電を制限した後であれば、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態か否かの判定を行っても肯定的な判定結果が得られ、可能な限り電池１０の使用を継続でき、電池容量をより活用できる。

一方で、電池の充電を制限してもＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態とならない場合には、制御装置本体１３は、スイッチング手段１１を開成させて、電池１０の使用を中止する。これは、過充電とならない範囲で電池１０を十分に充電できたと考えられるためである。

さらに、制御装置本体１３は、電池１０が充電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始する前に、ＣＣＶが上述の上限電圧よりも小さい状態か否かを判定し、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態ではないと判定した場合に、電池の充電を制限した上でＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態か否かを改めて判定し、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態ではないと改めて判定した場合に、電池の使用を中止する。この場合には、電池１０が過充電に近い状態のため、疑似的なＳＯＣの推定を行っても、過充電を防止しつつ電池１０をさらに充電することが難しいためである。

次に、フローチャートを用いて、制御装置本体１３の動作の具体例を説明する。図２は、図１の電池１０が放電されている際に制御装置本体１３が行う電池状態制御動作を示すフローチャートである。図において、電池１０の放電が検出されると、電池１０のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいてＳＯＣが推定されるとともに、この推定されたＳＯＣに基づいて通常制御が行われる（ステップＳ１）。その次に、ＳＯＣの推定結果が予め設定された範囲の下限値である２０％（第１下限値）に達したか否かが判定され（ステップＳ２）、２０％に達していないと判定されると、通常制御が継続される。

これに対して、ＳＯＣの推定結果が２０％に達したと判定されると、ＣＣＶが３Ｖよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ３）。この判定に用いられる３Ｖは、ＯＣＶに基づくＳＯＣが０％（第２下限値）になると推定されるＯＣＶの下限電圧である。このとき、ＣＣＶが３Ｖよりも大きいと判定されると、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定が開始される（ステップＳ４）。

疑似的なＳＯＣの推定が開始されると、ＣＣＶが３Ｖに等しい状態か否かが判定される（ステップＳ５）。このとき、ＣＣＶが３Ｖに等しい状態ではないと判定されると、ＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態か否かが判定される（ステップＳ６）。この判定時に、ＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態であるとさらに判定されると、これらステップＳ５，Ｓ６の判定動作が繰り返し行われつつ、電池１０の使用が継続される。すなわち、ＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態であると判定される限り電池１０の使用が継続され、ＯＣＶに基づくＳＯＣを用いて２０％までしか電池１０を使用しない場合に比べて、電池１０の過放電を回避しつつ、より有効に電池エネルギが利用される。

ステップＳ６の判定時に、ＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態ではないと判定されると、スイッチング手段１１が開成されて電池１０が車載機器１２から切り離されることで、電池１０の使用が中止される（ステップＳ７）。このように電池１０の使用が中止されることで、電池１０が過放電となることが回避される。なお、電池１０の使用が中止された後に、電池１０の充放電状態が切替えられた場合には（電池１０の充電が開始された場合には）、スイッチング手段１１が閉成されて電池１０が発電機器１２ｂに電気的に接続される。

また、ステップＳ５の判定時に、ＣＣＶが３Ｖと等しい状態であると判定されると、電力消費機器１２ａの動作を抑制されることにより、電池１０の放電が制限され（ステップＳ８）、その後にＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態か否かが判定される（ステップＳ６）。このように、ＣＣＶが３Ｖと等しい状態であると判定された際に、電池１０の放電が制限された上でＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態か否かが判定されることで、電池１０の使用を継続でき、電池エネルギをより活用できる。

一方で、ステップＳ３の判定時に、ＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態ではないと判定されると、電力消費機器１２ａの動作を抑制されることにより電池１０の放電が制限された上で（ステップＳ９）、ＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態か否かが改めて判定される（ステップＳ１０）。この判定時に、ＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態ではないと改めて判定されると、スイッチング手段１１が開成されて電池１０が車載機器１２から切り離されることで、電池１０の使用が中止される（ステップＳ７）。このように電池１０の使用が中止されるのは、疑似的なＳＯＣの推定を開始しても、電池１０をこれ以上活用することが難しいためである。

これに対して、ステップＳ１０の判定時に肯定的に判定された場合には、疑似的なＳＯＣの推定が開始され（ステップＳ４）、上述したステップＳ５，Ｓ６の判定が行われる。このように電池１０の放電が制限されることでＣＣＶが３Ｖよりも大きい状態となった場合には、疑似的なＳＯＣの推定により電池１０をより活用できるためである。

次に、図３は、図１の電池１０が充電されている際に制御装置本体１３が行う電池状態制御動作を示すフローチャートである。なお、図２に示す放電時の動作と同じ動作については、図２で用いた符号を用いて説明する。図において、電池１０の充電が検出されると、電池１０のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいてＳＯＣが推定されるとともに、この推定されたＳＯＣに基づいて通常制御が行われる（ステップＳ１）。その次に、ＳＯＣの推定結果が予め設定された範囲の下限値である８０％（第１上限値）に達したか否かが判定され（ステップＳ２０）、８０％に達していないと判定されると、通常制御が継続される。

これに対して、ＳＯＣの推定結果が８０％に達したと判定されると、ＣＣＶが４．１Ｖ（ＯＣＶに基づくＳＯＣが１００％（第２上限値）になると推定されるＯＣＶの上限電圧）よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ２１）。この判定に用いられる４．１Ｖは、ＯＣＶに基づくＳＯＣが１００％（第２上限値）になると推定されるＯＣＶの上限電圧である。このとき、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さいと判定されると、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定が開始される（ステップＳ４）。

疑似的なＳＯＣの推定が開始されると、ＣＣＶが４．１Ｖに等しい状態か否かが判定される（ステップＳ２２）。このとき、ＣＣＶが４．１Ｖに等しい状態ではないと判定されると、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態か否かが判定される（ステップＳ２３）。この判定時に、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態であるとさらに判定されると、これらステップＳ２２，Ｓ２３の判定動作が繰り返し行われつつ、電池１０の使用が継続される。すなわち、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態であると判定される限り電池１０の使用が継続され、ＯＣＶに基づくＳＯＣを用いて８０％までしか電池１０を使用しない場合に比べて、電池１０の過充電を回避しつつ、より有効に電池エネルギが利用される。

ステップＳ２３の判定時に、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態ではないと判定されると、スイッチング手段１１が開成されて電池１０が車載機器１２から切り離されることで、電池１０の使用が中止される（ステップＳ７）。このように電池１０の使用が中止されることで、電池１０が過充電となることが回避される。なお、電池１０の使用が中止された後に、電池１０の充放電状態が切替えられた場合には（電池１０の放電が開始された場合には）、スイッチング手段１１が閉成されて電池１０が電力消費機器１２ａに電気的に接続される。

また、ステップＳ２２の判定時に、ＣＣＶが４．１と等しい状態であると判定されると、発電機器１２ｂによる発電が抑制されるか、又は発電機器１２ｂで発電された電力が他の機器により消費されることにより、電池１０の充電が制限され（ステップＳ２４）、その後にＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態か否かが判定される（ステップＳ２３）。このように、ＣＣＶが４．１Ｖと等しい状態であると判定された際に、電池１０の充電が制限された上でＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態か否かが判定されることで、電池１０の使用を継続でき、電池容量をより活用できる。

一方で、ステップＳ２１の判定時に、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態ではないと判定されると、発電機器１２ｂによる発電が抑制されるか、又は発電機器１２ｂで発電された電力が他の機器により消費されることにより、電池１０の充電が制限された上で（ステップＳ２５）、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態か否かが改めて判定される（ステップＳ２６）。この判定時に、ＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態ではないと改めて判定されると、スイッチング手段１１が開成されて電池１０が車載機器１２から切り離されることで、電池１０の使用が中止される（ステップＳ７）。このように電池１０の使用が中止されるのは、疑似的なＳＯＣの推定を開始しても、電池１０をこれ以上活用することが難しいためである。

これに対して、ステップＳ２６の判定時に肯定的に判定された場合には、疑似的なＳＯＣの推定が開始され（ステップＳ４）、上述したステップＳ２２，Ｓ２３の判定が行われる。このように電池１０の充電が制限されることでＣＣＶが４．１Ｖよりも小さい状態となった場合には、疑似的なＳＯＣの推定により電池１０をより活用できるためである。

このような電池の状態制御方法及び装置では、電池１０のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいてＳＯＣを推定するとともに、該ＳＯＣが所定範囲の第１上限値又は第１下限値に達した場合に、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す情報に対して、ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、疑似的なＳＯＣの推定に基づいて電池１０の使用を制御するので、電池１０の過充電及び過放電の発生を回避しつつ、電池１０をより有効に活用できる。

また、電池１０が放電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後に、ＯＣＶに基づくＳＯＣが第１下限値より小さい第２下限値になると推定されるＯＣＶの下限電圧よりもＣＣＶが大きい状態か否かを判定し、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態ではないと判定した場合に、電池１０の使用を中止するので、より確実に電池１０の過放電の発生を回避しつつ、電池エネルギをより有効に活用できる。

さらに、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後であって、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態か否かを判定する前に、ＣＣＶが下限電圧と等しい状態か否かを判定し、ＣＣＶが下限電圧と等しい状態であると判定した場合に、電池１０の放電を制限した上でＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態か否かを判定するので、可能な限り電池１０の使用を継続でき、電池エネルギをより活用できる。

さらにまた、電池１０が放電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始する前に、ＯＣＶに基づくＳＯＣが下限値より小さい第２下限値になると推定されるＯＣＶの下限電圧よりもＣＣＶが大きい状態か否かを判定し、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態ではないと判定した場合に、電池１０の放電を制限した上でＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態か否かを改めて判定し、ＣＣＶが下限電圧よりも大きい状態ではないと改めて判定した場合に、電池１０の使用を中止するので、電池１０が過放電に近い状態の時に疑似的なＳＯＣの推定が開始されることを回避でき、より確実に電池１０の過放電を防止できる。

また、電池１０が充電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後に、ＯＣＶに基づくＳＯＣが上限値より大きい第２上限値になると推定されるＯＣＶの上限電圧よりもＣＣＶが小さい状態か否かを判定し、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態ではないと判定した場合に、電池１０の使用を中止するので、より確実に電池１０の過充電の発生を回避しつつ、電池容量をより有効に活用できる。

さらに、疑似的なＳＯＣの推定を開始した後であって、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態か否かを判定する前に、ＣＣＶが上限電圧と等しい状態か否かを判定し、ＣＣＶが上限電圧と等しい状態であると判定した場合に、電池１０の充電を制限した上でＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態か否かを判定するので、可能な限り電池１０の使用を継続でき、電池容量をより活用できる。

さらにまた、電池１０が充電されている場合、疑似的なＳＯＣの推定を開始する前に、ＯＣＶに基づくＳＯＣが上限値より大きい第２上限値になると推定されるＯＣＶの上限電圧よりもＣＣＶが小さい状態か否かを判定し、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態ではないと判定した場合に、電池１０の放電を制限した上でＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態か否かを改めて判定し、ＣＣＶが上限電圧よりも小さい状態ではないと改めて判定した場合に、電池１０の使用を中止するので、電池１０が過充電に近い状態の時に疑似的なＳＯＣの推定が開始されることを回避でき、より確実に電池１０の過充電を防止できる。

１０ 電池、１３ 制御装置本体

Claims (8)

1. 電池のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいてＳＯＣを推定するとともに、該ＳＯＣが所定範囲の上限値又は下限値に達した場合に、前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの関係を示す情報に対して、前記ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、前記疑似的なＳＯＣの推定に基づいて前記電池の使用を制御することを特徴とする電池の状態制御方法。
2. 前記電池が放電されている場合、前記疑似的なＳＯＣの推定を開始した後に、前記ＯＣＶに基づく前記ＳＯＣが前記下限値より小さい第２下限値になると推定される前記ＯＣＶの下限電圧よりも前記ＣＣＶが大きい状態か否かを判定し、前記ＣＣＶが前記下限電圧よりも大きい状態ではないと判定した場合に、前記電池の使用を中止することを特徴とする請求項１記載の電池の状態制御方法。
3. 前記疑似的なＳＯＣの推定を開始した後であって、前記ＣＣＶが前記下限電圧よりも大きい状態か否かを判定する前に、前記ＣＣＶが前記下限電圧と等しい状態か否かを判定し、前記ＣＣＶが前記下限電圧と等しい状態であると判定した場合に、前記電池の放電を制限した上で前記ＣＣＶが前記下限電圧よりも大きい状態か否かを判定することを特徴とする請求項２記載の電池の状態制御方法。
4. 前記電池が放電されている場合、前記疑似的なＳＯＣの推定を開始する前に、前記ＯＣＶに基づく前記ＳＯＣが前記下限値より小さい第２下限値になると推定される前記ＯＣＶの下限電圧よりも前記ＣＣＶが大きい状態か否かを判定し、
   前記ＣＣＶが前記下限電圧よりも大きい状態ではないと判定した場合に、前記電池の放電を制限した上で前記ＣＣＶが前記下限電圧よりも大きい状態か否かを改めて判定し、
   前記ＣＣＶが前記下限電圧よりも大きい状態ではないと改めて判定した場合に、前記電池の使用を中止する
   ことを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電池の状態制御方法。
5. 前記電池が充電されている場合、前記疑似的なＳＯＣの推定を開始した後に、前記ＯＣＶに基づく前記ＳＯＣが前記上限値より大きい第２上限値になると推定される前記ＯＣＶの上限電圧よりも前記ＣＣＶが小さい状態か否かを判定し、前記ＣＣＶが前記上限電圧よりも小さい状態ではないと判定した場合に、前記電池の使用を中止することを特徴とする請求項１記載の電池の状態制御方法。
6. 前記疑似的なＳＯＣの推定を開始した後であって、前記ＣＣＶが前記上限電圧よりも小さい状態か否かを判定する前に、前記ＣＣＶが前記上限電圧と等しい状態か否かを判定し、前記ＣＣＶが前記上限電圧と等しい状態であると判定した場合に、前記電池の充電を制限した上で前記ＣＣＶが前記上限電圧よりも小さい状態か否かを判定することを特徴とする請求項５記載の電池の状態制御方法。
7. 前記電池が充電されている場合、前記疑似的なＳＯＣの推定を開始する前に、前記ＯＣＶに基づく前記ＳＯＣが前記上限値より大きい第２上限値になると推定される前記ＯＣＶの上限電圧よりも前記ＣＣＶが小さい状態か否かを判定し、
   前記ＣＣＶが前記上限電圧よりも小さい状態ではないと判定した場合に、前記電池の放電を制限した上で前記ＣＣＶが前記上限電圧よりも小さい状態か否かを改めて判定し、
   前記ＣＣＶが前記上限電圧よりも小さい状態ではないと改めて判定した場合に、前記電池の使用を中止する
   ことを特徴とする請求項１、請求項５及び請求項６のいずれか１項に記載の電池の状態制御方法。
8. 電池のＯＣＶ及び電流積算値の少なくとも一方に基づいてＳＯＣを推定するとともに、該ＳＯＣが所定範囲の上限又は下限に達した場合に、前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの関係を示す情報に対して、前記ＯＣＶに代えてＣＣＶを用いることで疑似的なＳＯＣの推定を行い、前記疑似的なＳＯＣの推定に基づいて前記電池の使用を制御する制御装置本体
   を備えていることを特徴とする電池の状態制御装置。

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