JP2015102444A - 電池状態検出装置及び電池状態検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の状態の検出精度の低下及び検出時間の増加を抑制できる電池状態検出装置および電池状態検出方法を提供する。
【解決手段】電池状態検出装置１は、電流値Ｉｃ１となる第１検出電流ｉ１の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１’、及び、第１検出電流ｉ１が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１を測定する。電流値Ｉｃ２となる第２検出電流ｉ２の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２’及び、第２検出電流ｉ２が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２を測定する。そして、電流値Ｉｃ１、電圧値Ｖｃ１’、電圧値Ｖｃ１、電流値Ｉｃ２、電圧値Ｖｃ２’及び電圧値Ｖｃ２に基づいて、二次電池Ｂの内部抵抗ｒを検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池の内部抵抗や劣化の度合などの当該電池の状態を検出する電池状態検出装置及び電池状態検出方法に関するものである。

例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車（ＥＶ）や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車（ＨＥＶ）などの各種車両には、電動モータの動力源として、リチウムイオン充電池やニッケル水素充電池などの二次電池が搭載されている。

このような二次電池は、充電及び放電を繰り返すことにより劣化が進み、蓄電可能容量（電流容量や電力容量など）や出力能力などが徐々に低下することが知られている。そして、二次電池を用いた電気自動車などにおいては、二次電池の劣化の度合などの二次電池の状態を検出することにより蓄電可能容量等を求めて、二次電池によって走行可能な距離や二次電池の寿命などを算出している。

このような二次電池の状態を示す指標として、初期蓄電可能容量に対する現在蓄電可能容量の割合であるＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）や、初期出力能力に対する現在出力能力の割合であるＳＯＦ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）などがある。これらＳＯＨやＳＯＦは二次電池の内部抵抗と相関があることが知られており、二次電池の内部抵抗を求めることにより当該内部抵抗に基づいてこれらＳＯＨやＳＯＦを検出することができる。

二次電池の内部抵抗は、例えば、二次電池に対して所定電流を通電することにより、通電した電流の電流値及びそのときの二次電池の両電極間の電圧の電圧値の変化量に基づいて内部抵抗を求めることができる。例えば、特許文献１などにおいて二次電池の内部抵抗を検出する技術の一例が開示されている。

特開平９−５４１４７号公報

二次電池は、その特性により、例えば、図４に示すように、電流値Ｉ１となる充電電流を通電した後に当該通電を停止したとき、二次電池の起電力によって生じる当該二次電池の両電極間の電圧ｖが、当該二次電池の真の出力電圧値である開放電圧値ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）より高い電圧値Ｖ１となり、数分から数時間かけて徐々に降下して開放電圧値ＯＣＶに復帰する。また、上記電圧ｖが開放電圧値ＯＣＶに向けて変化しているときに、さらに、電流値Ｉ２となる充電電流を通電して充電を行い、その後に通電を停止した直後の二次電池の両電極間の電圧ｖは、開放電圧値ＯＣＶより高い電圧値Ｖ２となり、同様に、数分から数時間かけて徐々に降下して開放電圧値ＯＣＶに復帰する。また、充電電流に代えて放電電流を通電した後に当該通電を停止したときも、同様に、二次電圧の両電極間の電圧ｖは、開放電圧値ＯＣＶより低い値となり、数分から数時間かけて徐々に上昇して開放電圧値ＯＣＶに復帰する。

そのため、例えば、電流値Ｉ１となる充電電流の通電停止後、二次電池の両電極間の電圧ｖが開放電圧値ＯＣＶに向けて変化しているときに、電流値Ｉｃ１、Ｉｃ２となる検出電流ｉ１、ｉ２を通電し、そのときの両電極間の電圧ｖの電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２を測定して、これらより二次電池の内部抵抗ｒ（ｒ＝（Ｖｃ１−Ｖｃ２）／（Ｉｃ１−Ｉｃ２））を検出すると、電圧ｖが開放電圧値ＯＣＶより高めであること及び当該電圧ｖが変化していること等の影響を受けて、検出精度が低下してしまうという問題があった。また、電流値Ｉ２となる充電電流の通電停止後における二次電池の内部抵抗ｒ（ｒ＝（Ｖｃ３−Ｖｃ４）／（Ｉｃ３−Ｉｃ４））の検出においても同様であった。また、これらの影響を回避して検出精度の低下を防ぐために、例えば、二次電池の両電極間の電圧ｖが開放電圧値ＯＣＶに復帰したのちに電流値Ｉｃ１、Ｉｃ２となる検出電流ｉ１、ｉ２を通電し、そのときの両電極間の電圧ｖの電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２を計測して内部抵抗ｒを検出するようにした場合、上記復帰を待つため検出時間が増加してしまうという別の問題があった。

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、電池の状態の検出精度の低下及び検出時間の増加を抑制できる電池状態検出装置および電池状態検出方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、電池の状態を検出する電池状態検出装置であって、前記電池の充放電電流が停止又は安定した後に充電方向又は放電方向に流れる第１検出電流を前記電池に通電する第１通電手段と、前記第１検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１非通電中電圧値測定手段と、前記第１検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１通電中電圧値測定手段と、前記第１検出電流が通電された後に、充電方向又は放電方向に流れる、当該第１検出電流の電流値とは異なる大きさの電流値の第２検出電流を前記電池に通電する第２通電手段と、前記第２検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２非通電中電圧値測定手段と、前記第２検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２通電中電圧値測定手段と、前記第１検出電流の電流値、前記第１非通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値、前記第１通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値、前記第２検出電流の電流値、前記第２非通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値、及び、前記第２通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値に基づいて、前記電池の状態を検出する電池状態検出手段と、を備えていることを特徴とする電池状態検出装置である。

請求項２に記載された発明は、上記目的を達成するために、電池の状態を検出する電池状態検出方法であって、前記電池の充放電電流が停止又は安定した後に充電方向又は放電方向に流れる第１検出電流を前記電池に通電する第１通電工程と、前記第１検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１非通電中電圧値測定工程と、前記第１検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１通電中電圧値測定工程と、前記第１検出電流が通電された後に、充電方向又は放電方向に流れる、当該第１検出電流の電流値とは異なる大きさの電流値の第２検出電流を前記電池に通電する第２通電工程と、前記第２検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２非通電中電圧値測定工程と、前記第２検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２通電中電圧値測定工程と、前記第１検出電流の電流値、前記第１非通電中電圧値測定工程において測定された電圧値、前記第１通電中電圧値測定工程において測定された電圧値、前記第２検出電流の電流値、前記第２非通電中電圧値測定工程において測定された電圧値、及び、前記第２通電中電圧値測定工程において測定された電圧値に基づいて、前記電池の状態を検出する電池状態検出工程と、を含むことを特徴とする電池状態検出方法である。

本発明によれば、電池の充放電電流が停止又は安定した後に充電方向又は放電方向に流れる第１検出電流を電池に通電する。第１検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の電池の両電極間の電圧値を測定する。第１検出電流が通電されているときの電池の両電極間の電圧値を測定する。第１検出電流が通電された後に、充電方向又は放電方向に流れる、当該第１検出電流の電流値とは異なる大きさの電流値の第２検出電流を電池に通電する。第２検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の電池の両電極間の電圧値を測定する。第２検出電流が通電されているときの電池の両電極間の電圧値を測定する。そして、第１検出電流の電流値、第１検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の電池の両電極間の電圧値、第１検出電流が通電されているときの電池の両電極間の電圧値、第２検出電流の電流値、第２検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の電池の両電極間の電圧値、及び、第２検出電流が通電されているときの電池の両電極間の電圧値に基づいて、電池の状態を検出する。

このようにしたことから、電池の充放電電流が停止又は安定した後は、電池の両電極間の電圧値のうちの当該電池の起電力による電圧成分が、当該電池の開放電圧値ＯＣＶに向けて徐々に変化するところ、第１検出電流を通電してから第２検出電流を通電するまでの間に生じた上記電圧成分の変化量について、第１検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の電池の両電極間の電圧値及び第２検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の電池の両電極間の電圧値により求めて、この変化量を、第１検出電流が通電されているときの電池の両電極間の電圧値から減ずることにより、又は、第２検出電流が通電されているときの電池の両電極間の電圧値に加えることにより、上記電圧成分の変化の影響を抑制することができる。そのため、電池の両電極間の電圧が開放電圧値に向けて変化しているときでもその影響を抑えて電池の状態を検出することができ、これにより、電池の状態の検出精度の低下及び検出時間の増加を抑制できる。

本発明の一実施形態の電池状態検出装置の概略構成を示す図である。 図１の電池状態検出装置が備える制御部によって実行される電池状態検出処理の一例を示すフローチャートである。 図２の電池状態検出処理を実行している際の二次電池の両電極間の電圧の波形、及び、二次電池に流れる電流の波形を模式的に示す図である。 従来の二次電池の内部抵抗の検出時における二次電池の両電圧間の電圧の波形及び二次電池に流れる電流の波形を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態の電池状態検出装置について、図１〜図３を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態の電池状態検出装置の概略構成を示す図である。図２は、図１の電池状態検出装置が備える制御部によって実行される電池状態検出処理の一例を示すフローチャートである。図３は、図２の電池状態検出処理を実行している際の二次電池の両電極間の電圧の波形、及び、二次電池に流れる電流の波形を模式的に示す図である。

本実施形態の電池状態検出装置は、例えば、電気自動車に搭載され、当該電気自動車が備える二次電池の状態として当該二次電池の内部抵抗を検出するものである。勿論、電気自動車以外の二次電池を備えた装置、システムなどに適用してもよい。または、二次電池に代えて、一次電池を備えた装置、システムなどに適用してもよい。

図１に示すように、本実施形態の電池状態検出装置（図中、符号１で示す）は、図示しない電気自動車に搭載された二次電池Ｂに接続され、二次電池Ｂの状態として当該二次電池Ｂの内部抵抗の検出を行う。

この二次電池Ｂは、電圧を生じる起電力部ｅと内部抵抗ｒとを有している。二次電池Ｂは、両電極（正極Ｂｐ及び負極Ｂｎ）間に電圧ｖを生じ、この電圧ｖは、起電力部ｅによる起電力によって生じる電圧値ｖｅと内部抵抗ｒに電流が流れることにより生じる電圧値ｖｒとによって決定される（ｖ＝ｖｅ＋ｖｒ）。二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶは、即ち、起電力部ｅが生じる真の電圧値ｖｅである。二次電池Ｂは、電気自動車に搭載されたモータなどの負荷Ｌに接続されている。

本実施形態の電池状態検出装置１は、充電部１５と、電流測定部２１と、電圧測定部２２と、第１アナログ−デジタル変換器２３と、第２アナログ−デジタル変換器２４と、制御部３０と、を有している。

充電部１５は、例えば、電気自動車に接続された外部電源から電力供給されることにより二次電池Ｂに任意の電流値の充電電流を出力することが可能な電源装置を備えている。充電部１５は、その一対の出力端子が、それぞれ二次電池Ｂの正極Ｂｐ及び負極Ｂｎに接続されている。充電部１５は、後述する制御部３０によって制御されることにより、二次電池Ｂを充電する際に一定の電流値の充電電流Ｉｃｃを出力する。また、充電部１５は、二次電池Ｂの内部抵抗ｒを検出する際に、充電方向（二次電池Ｂに流れ込む方向）に流れる電流値Ｉｃ１となる第１検出電流ｉ１及び電流値Ｉｃ２（但し、Ｉｃ２≠Ｉｃ１）となる第２検出電流ｉ２を出力する。

充電部１５が出力する第１検出電流ｉ１及び第２検出電流ｉ２は、単発の矩形波（パルス波）であって、そのパルス高さ（電流値）及びパルス幅を二次電池Ｂの充電状態（即ち、起電力部ｅの電圧ｖｅ）に影響を与えない程度の大きさとしている。第１検出電流ｉ１及び第２検出電流ｉ２は、矩形波以外にも、三角波、のこぎり波、正弦波などの波形であってもよい。充電部１５は、第１通電手段及び第２通電手段に相当する。

電流測定部２１は、充電部１５の一方の端子と二次電池Ｂの正極Ｂｐとの間に直列に設けられており、二次電池Ｂに対して充電方向及び放電方向に流れる電流値を測定して、当該電流値の大きさに応じて電圧が変化する信号（電流信号）を出力する。

電圧測定部２２は、二次電池Ｂの正極Ｂｐと負極Ｂｎとの間の電圧に応じた信号（電圧信号）を出力する。本実施形態においては、例えば、後述する第２ＡＤＣ２４に入力可能な電圧範囲に適合するように、二次電池Ｂの両電極間の電圧を分圧する複数の固定抵抗器などで構成されている。

第１アナログ−デジタル変換器２３（以下、「第１ＡＤＣ２３」という）は、電流測定部２１から出力された電流信号を量子化して、当該電流信号の電圧値に対応するデジタル値を示す信号を出力する。同様に、第２アナログ−デジタル変換器２４（以下、「第２ＡＤＣ２４」という）は、電圧測定部２２から出力された電圧信号を量子化して、当該電圧信号の電圧値に対応するデジタル値を示す信号を出力する。本実施形態において、第１ＡＤＣ２３及び第２ＡＤＣ２４は、個別の電子部品として実装されているが、これに限定されるものではなく、例えば、後述する制御部３０に内蔵されたアナログ−デジタル変換部などを用いて各信号を量子化してもよい。

制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵したマイクロコンピュータなどで構成されており、電池状態検出装置１全体の制御を司る。ＲＯＭには、ＣＰＵを第１非通電中電圧値測定手段、第１通電中電圧値測定手段、第２非通電中電圧値測定手段、第２通電中電圧値測定手段、電池状態検出手段などの各種手段として機能させるための制御プログラムが予め記憶されている。ＣＰＵは、この制御プログラムを実行することにより上記各種手段として機能する。

制御部３０は、充電部１５に接続された出力ポートＰＯを備えている。制御部３０のＣＰＵは、出力ポートＰＯを通じて充電部１５に制御信号を送信して、充電部１５を制御する。

また、制御部３０は、第１ＡＤＣ２３からの信号が入力される入力ポートＰＩ１、及び、第２ＡＤＣ２４からの信号が入力される入力ポートＰＩ２を備えている。制御部３０において、入力ポートＰＩ１及び入力ポートＰＩ２に入力された信号は、ＣＰＵが認識できる形式の情報に変換されて当該ＣＰＵに送られる。ＣＰＵは、当該情報に基づいて、二次電池Ｂに流れる電流、及び、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖを測定する。

また、制御部３０の通信ポートは、図示しない車両内ネットワーク（例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）など）に接続されており、当該車両内ネットワークを通じて車両メンテナンス用の端末装置などの表示装置に接続される。制御部３０のＣＰＵは、通信ポート及び車両内ネットワークを通じて、検出した二次電池Ｂの内部抵抗ｒを表示装置に送信し、この表示装置において当該信号に基づき二次電池Ｂの内部抵抗ｒ等の二次電池Ｂの状態を表示する。

次に、上述した電池状態検出装置１が備える制御部３０における電池状態検出処理の一例について、図２のフローチャートを参照して説明する。

電池状態検出処理において、制御部３０は、電流測定部２１から第１ＡＤＣ２３を通じて入力された電流信号に基づいて二次電池Ｂを流れる電流の電流値を複数回測定して、所定の期間内（例えば、１分間）において測定した複数の電流値が同一（所定の誤差範囲内（例えば、±３％等）にある値を含む）になるまで待つ（Ｓ１１０でＮ）。そして、これら複数の電流値が同一になると、二次電池Ｂを流れる電流が安定（特に電流値が０のときは停止）したものと判断する（Ｓ１１０でＹ）。

次に、制御部３０は、電圧測定部２２から第２ＡＤＣ２４を通じて入力された電圧信号に基づいて二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖの電圧値Ｖｃ１’を測定する（Ｓ１２０）。

次に、制御部３０は、電圧値Ｖｃ１’を測定した直後に充電部１５に制御信号を送信して、当該充電部１５から二次電池Ｂへの第１検出電流ｉ１（電流値Ｉｃ１）の通電を開始する（Ｓ１３０）。

次に、制御部３０は、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖが安定する所定の電圧安定時間（例えば、１秒）が経過するまで待ち（Ｓ１４０）、当該電圧安定時間経過後に二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖの電圧値Ｖｃ１を測定する（Ｓ１５０）。

次に、制御部３０は、充電部１５に制御信号を送信して、当該充電部１５から二次電池Ｂへの第１検出電流ｉ１の通電を停止する（Ｓ１６０）。

次に、制御部３０は、電圧測定部２２から第２ＡＤＣ２４を通じて入力された電圧信号に基づいて二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖの電圧値Ｖｃ２’を測定する（Ｓ１７０）。

次に、制御部３０は、電圧値Ｖｃ２’を測定した直後に充電部１５に制御信号を送信して、当該充電部１５から二次電池Ｂへの第２検出電流ｉ２（電流値Ｉｃ２）の通電を開始する（Ｓ１８０）。

次に、制御部３０は、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖが安定する上記電圧安定時間が経過するまで待ち（Ｓ１９０）、当該電圧安定時間経過後に二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖの電圧値Ｖｃ２を測定する（Ｓ２００）。

次に、制御部３０は、充電部１５に制御信号を送信して、当該充電部１５から二次電池Ｂへの第２検出電流ｉ２の通電を停止する（Ｓ２１０）。

次に、制御部３０は、第１検出電流ｉ１の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１’、及び、第２検出電流ｉ２の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２’、に基づき、第１検出電流ｉ１の通電から第２検出電流ｉ２の通電までの間において生じた二次電池Ｂの両電極間の電圧値のうちの当該二次電池Ｂの起電力による電圧成分の変化量ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｃ１’−Ｖｃ２’）を求める。そして、第１検出電流ｉ１の電流値Ｉｃ１、第１検出電流ｉ１が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１、第２検出電流ｉ２の電流値Ｉｃ２、第２検出電流ｉ２が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２、及び、上記変化量ΔＶに基づき、以下の算出式を用いて二次電池Ｂの内部抵抗ｒを検出する（Ｓ２２０）。そして、本フローチャートの処理を終了する。
ｒ＝（Ｖｃ１−（Ｖｃ２＋ΔＶ））／（Ｉｃ１−Ｉｃ２）
＝（Ｖｃ１−（Ｖｃ２＋（Ｖｃ１’−Ｖｃ２’）））／（Ｉｃ１−Ｉｃ２）

電圧値Ｖｃ１’から電圧値Ｖｃ２’を差し引いた値は、第１検出電流ｉ１の通電時から第２検出電流ｉ２の通電時までの間における二次電池Ｂの両電極間の電圧値のうちの当該二次電池Ｂの起電力による電圧成分の変化量ΔＶに相当する。つまり、第１検出電流ｉ１の通電時から第２検出電流ｉ２の通電時までの間に当該変化量ΔＶの分だけ二次電池Ｂの両電極間の電圧値が変化（減少）しているため、第２検出電流ｉ２が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２をこの変化量により補正することで、二次電池Ｂの両電極間の電圧値の変化をキャンセルできる。本実施形態において、実際には上記変化量ΔＶの算出と内部抵抗ｒの算出について、上記式を用いて同時に行っている。

図３に、上述した電池状態検出処理を実行した際の二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ、第１検出電流ｉ１及び第２検出電流ｉ２の波形を模式的に示す。

図２のフローチャートにおけるステップＳ１２０の処理は第１非通電中電圧値測定工程であり、制御部３０はこのステップＳ１２０の処理を実行することにより第１非通電中電圧値測定手段として機能する。ステップＳ１３０の処理は第１通電工程である。ステップＳ１５０の処理は第１通電中電圧値測定工程であり、制御部３０はこのステップＳ１５０の処理を実行することにより第１通電中電圧値測定手段として機能する。ステップＳ１７０の処理は第２非通電中電圧値測定工程であり、制御部３０はこのステップＳ１７０の処理を実行することにより第２非通電中電圧値測定手段として機能する。ステップＳ１８０の処理は第２通電工程である。ステップＳ２００の処理は第２通電中電圧値測定工程であり、制御部３０はこのステップＳ２００の処理を実行することにより第２通電中電圧値測定手段として機能する。ステップＳ２２０の処理は電池状態検出工程であり、制御部３０は、このステップＳ２２０の処理を実行することにより電池状態検出手段として機能する。

以上説明したように、本実施形態によれば、二次電池Ｂの充放電電流が停止又は安定した後に充電方向に流れる第１検出電流ｉ１を電池に通電する。第１検出電流ｉ１の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１’を測定する。第１検出電流ｉ１が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１を測定する。第１検出電流ｉ１が通電された後に、充電方向に流れる、当該第１検出電流ｉ１の電流値Ｉｃ１とは異なる大きさの電流値Ｉｃ２の第２検出電流ｉ２を二次電池Ｂに通電する。第２検出電流ｉ２の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２’を測定する。第２検出電流ｉ２が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２を測定する。そして、第１検出電流の電流値Ｉｃ１、第１検出電流ｉ１の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１’、第１検出電流ｉ１が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１、第２検出電流ｉ２の電流値Ｉｃ２、第２検出電流ｉ２の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２’、及び、第２検出電流ｉ２が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２に基づいて、二次電池Ｂの内部抵抗ｒを検出する。

このようにしたことから、二次電池Ｂの充放電電流が停止又は安定した後は、二次電池Ｂの両電極間の電圧値のうちの当該二次電池Ｂの起電力による電圧成分が、当該二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶに向けて徐々に変化するところ、第１検出電流ｉ１を通電してから第２検出電流ｉ２を通電するまでの間に生じた上記電圧成分の変化量ΔＶについて、第１検出電流ｉ１の通電を開始する直前の二次電池の両電極間の電圧値Ｖｃ１’及び第２検出電流ｉ２の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２’により求めて、この変化量ΔＶを、第２検出電流ｉ２が通電されているときの二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２に加えることにより、上記電圧成分の変化の影響を抑制することができる。そのため、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖが開放電圧値ＯＣＶに向けて変化しているときでもその影響を抑えて二次電池Ｂの内部抵抗ｒを検出することができ、これにより、二次電池の内部抵抗ｒの検出精度の低下及び検出時間の増加を抑制できる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の電池状態検出装置及び電池状態検出方法はこれらの実施形態の構成に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、二次電池Ｂの状態として二次電池Ｂの内部抵抗ｒを検出する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、二次電池Ｂの内部抵抗ｒと二次電池ＢのＳＯＨ又はＳＯＦは相関があることを利用して、内部抵抗ｒからさらに二次電池Ｂの状態としてのＳＯＨ又はＳＯＦを検出する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、第１検出電流ｉ１及び第２検出電流ｉ２として充電方向に流れる電流を通電する構成であったが、これら検出電流として放電方向に流れる電流を通電する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、第１検出電流ｉ１の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ１’、及び、第２検出電流ｉ２の通電を開始する直前の二次電池Ｂの両電極間の電圧値Ｖｃ２’を測定するように構成されているが、電圧値Ｖｃ１’として、第１検出電流ｉ１の通電を終了した直後の二次電池Ｂの両電極間の電圧値を用いてもよく、上記電圧値Ｖｃ２’として、第２検出電流ｉ２の通電を終了した直後の二次電池Ｂの両電極間の電圧値を用いてもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の電池状態検出装置及び電池状態検出方法の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１ 電池状態検出装置
１５ 充電部（第１通電手段、第２通電手段）
２１ 電流測定部
２２ 電圧測定部
２３ 第１アナログ−デジタル変換器
２４ 第２アナログ−デジタル変換器
３０ 制御部（第１非通電中電圧値測定手段、第１通電中電圧値測定手段、第２非通電中電圧値測定手段、第２通電中電圧値測定手段、電池状態検出手段）
Ｂ 二次電池（電池）
ｒ 内部抵抗（電池の状態）

Claims (2)

1. 電池の状態を検出する電池状態検出装置であって、
   前記電池の充放電電流が停止又は安定した後に充電方向又は放電方向に流れる第１検出電流を前記電池に通電する第１通電手段と、
   前記第１検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１非通電中電圧値測定手段と、
   前記第１検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１通電中電圧値測定手段と、
   前記第１検出電流が通電された後に、充電方向又は放電方向に流れる、当該第１検出電流の電流値とは異なる大きさの電流値の第２検出電流を前記電池に通電する第２通電手段と、
   前記第２検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２非通電中電圧値測定手段と、
   前記第２検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２通電中電圧値測定手段と、
   前記第１検出電流の電流値、前記第１非通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値、前記第１通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値、前記第２検出電流の電流値、前記第２非通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値、及び、前記第２通電中電圧値測定手段によって測定された電圧値に基づいて、前記電池の状態を検出する電池状態検出手段と、
   を備えていることを特徴とする電池状態検出装置。
2. 電池の状態を検出する電池状態検出方法であって、
   前記電池の充放電電流が停止又は安定した後に充電方向又は放電方向に流れる第１検出電流を前記電池に通電する第１通電工程と、
   前記第１検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１非通電中電圧値測定工程と、
   前記第１検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第１通電中電圧値測定工程と、
   前記第１検出電流が通電された後に、充電方向又は放電方向に流れる、当該第１検出電流の電流値とは異なる大きさの電流値の第２検出電流を前記電池に通電する第２通電工程と、
   前記第２検出電流の通電を開始する直前又は通電を終了した直後の前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２非通電中電圧値測定工程と、
   前記第２検出電流が通電されているときの前記電池の両電極間の電圧値を測定する第２通電中電圧値測定工程と、
   前記第１検出電流の電流値、前記第１非通電中電圧値測定工程において測定された電圧値、前記第１通電中電圧値測定工程において測定された電圧値、前記第２検出電流の電流値、前記第２非通電中電圧値測定工程において測定された電圧値、及び、前記第２通電中電圧値測定工程において測定された電圧値に基づいて、前記電池の状態を検出する電池状態検出工程と、
   を含むことを特徴とする電池状態検出方法。

Images