JP2018169217A - 二次電池の充電状態推定装置及び充電状態推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電流積算法による二次電池の充電状態推定において、電流センサの計測誤差の影響を低減する。
【解決手段】二次電池の充電状態推定装置４３は、二次電池の充放電電流値を計測する電流センサの計測状態の区分を設定する区分設定部４３１と、前記二次電池が動作を停止している場合に、前記区分ごとの電流計測誤差を成分として有する電流計測誤差ベクトルを算出する電流計測誤差ベクトル算出部４３２と、前記二次電池が動作中の場合に、前記電流センサの計測状態が前記区分のいずれに属するかを判別し、前記区分ごとの合計計測時間を算出し、前記区分ごとの合計計測時間を成分として有する計測時間ベクトルと前記電流計測誤差ベクトルとの内積である第２電荷量誤差を算出し、電流積算法により求められた前記二次電池の電荷量から前記第２電荷量誤差を差し引いた値を用いて前記二次電池の充電率を算出する充電率算出部４３４とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池の充電状態推定装置及び充電状態推定方法に関する。

特許文献１には、二次電池の充放電電流の大きさが所定の閾値を超えてから前記閾値以下となるまでの期間を電流積算期間として前記二次電池の充放電電流を積算し、電流積算に基づく前記二次電池の充電率である電流積算充電率を算出する電流積算充電率算出手段を備えた電池容量算出装置が記載されている。

特開２０１２−５８０２８号公報

電流積算法によれば、二次電池の充放電電流が電流センサにより計測され、該電流を時間に対して積算することで二次電池へ出入りする電荷量が求められ、その電荷量を用いて二次電池の充電率（State Of Charge, ＳＯＣ）が算出される。

その一方で、電流センサの計測値には誤差が含まれる。具体的には、ゲイン誤差、オフセット誤差、感度のリニアリティによる誤差、ヒステリシス特性による誤差などである。このような誤差は、電流積算法において積算されることにより、充電率算出において有意な誤差として評価されてしまうという問題がある。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、電流積算法による二次電池の充電状態推定において、電流センサの計測誤差による影響を低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る二次電池の充電状態推定装置は、電流センサにより計測された二次電池の充放電電流値の絶対値と前記二次電池の定格電流値との大小関係と、時間に対する前記充放電電流値の変化率の符号とに応じて、前記電流センサの計測状態の区分を設定する区分設定部と、前記二次電池が動作を停止している場合に、前記区分ごとの合計計測時間と、電流積算法により求められた前記二次電池の電荷量から基準となる前記二次電池の電荷量を差し引いた第１電荷量誤差とを用いて、前記区分ごとの電流計測誤差を成分として有する電流計測誤差ベクトルを算出する電流計測誤差ベクトル算出部と、前記二次電池が動作中の場合に、前記電流センサの計測状態が前記区分のいずれに属するかを判別し、前記区分ごとの合計計測時間を算出し、前記区分ごとの合計計測時間を成分として有する計測時間ベクトルと前記電流計測誤差ベクトルとの内積である第２電荷量誤差を算出し、電流積算法により求められた前記二次電池の電荷量から前記第２電荷量誤差を差し引いた値を前記二次電池の満充電容量で除した値である前記二次電池の充電率を算出する充電率算出部とを備えている。

本発明によれば、電流積算法による二次電池の充電状態推定において、電流センサの計測誤差による影響を低減することができる。

電動車両用電源システムの説明図である。 二次電池及びその周辺の説明図である。 バッテリ管理ユニットの説明図である。 計測状態の区分を示す説明図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。

図１に示すように、電動車両用電源システム１は、モータ２と、主電源系３と、バッテリシステム４と、車両コントローラ５と、補助バッテリ６と、セーフティプラグ７とを備えている。

主電源系３は、具体的には、燃料電池、エンジンにより駆動される発電機などである。この主電源系３はモータ２に接続され、主電源系３からモータ２に電力が供給される。

バッテリシステム４は、二次電池４１と、電流センサ４２と、バッテリ管理ユニット４３と、メインリレー４４と、プリチャージリレー４５とヒューズ４６とを備えている。

二次電池４１の正極及び負極はそれぞれ、メインリレー４４及びセーフティプラグ７を介してモータ２に接続される。また、二次電池４１の正極及び負極はそれぞれ、プリチャージリレー４５及びセーフティプラグ７を介して主電源系３にも接続される。さらに、二次電池４１の正極とメインリレー４４及びプリチャージリレー４５との間には、二次電池４１の充放電電流値を計測する電流センサ４２が設けられている。

バッテリ管理ユニット４３は、ＢＭＵ（Battery Management Unit）とも呼ばれる。このバッテリ管理ユニット４３は、電流センサ４２により計測された二次電池４１の充放電電流値と、二次電池４１の電圧値とを受け取るように構成されている。バッテリ管理ユニット４３は、その内部に設けられたドライバ（ＤＲＶ）４３ａを通じてメインリレー４４及びプリチャージリレー４５に接続される。車両コントローラ５も、バッテリシステム４内のメインリレー４４及びプリチャージリレー４５に接続される。

車両コントローラ５及びバッテリ管理ユニット４３により、メインリレー４４とプリチャージリレー４５とが制御される。メインリレー４４がオンすると、二次電池４１の放電電流がモータ２に供給されるか、又は、モータ２から二次電池４１に充電電流が供給される。プリチャージリレー４５がオンすると、主電源系３から二次電池４１にプリチャージ（事前充電）のための充電電流が供給される。

補助バッテリ６は、鉛バッテリなどであり、ヒューズ４６を介してモータ２に接続される。補助バッテリ６は、二次電池４１に比べて低電圧であり、必要に応じてモータ２に電力を供給する。

図２に示すように、二次電池４１内の各セルの電圧を計測するセル電圧計測部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・Ｖｎと、二次電池４１の開回路電圧（Open Circuit Voltage, ＯＣＶ）を計測する開回路電圧計測部ＶＭとが設けられている。ただし、ｎはセルの数を表す自然数である。セル電圧計測部及び開回路電圧計測部の計測値は、バッテリ管理ユニット４３に送られる。

図３に示すように、バッテリ管理ユニット４３は、区分設定部４３１と、電流計測誤差ベクトル算出部４３２と、充電率算出部４３４とを備えている。また、バッテリ管理ユニット４３は、そのハードウェア構成として、各部の機能を実行するように動作可能なプログラム及びデータを格納するメモリと、演算処理を行うプロセッサと、電源システム１内の他の装置とのインタフェースとを備えている。このようなバッテリ管理ユニット４３により行われる二次電池４１の充電状態推定の一実施形態を以下に説明する。

［ステップ１： 区分設定］
区分設定部４３１はまず、電流センサ４２の計測状態の区分を設定する。区分の第１の基準は、電流センサ４２により計測された二次電池４１の充放電電流値ＩＢの絶対値と二次電池４１の定格電流値Ｋとの大小関係である。第２の基準は、充放電電流値ＩＢの符号である。第３の基準は、時間に対する充放電電流値ＩＢの変化率ｄＩＢ／ｄｔの符号である。

ここで、充放電電流値ＩＢの単位はアンペアである。また、充放電電流値ＩＢにおいて、充電電流値を正値とし、放電電流値を負値とする。二次電池４１の定格電流値Ｋは、充放電電流の定格値を表す正値である。

上記３つの基準により、区分設定部４３１は以下に示す６つの区分Ｊ（Ｊ＝１，２，３，４，５，６）を設定する。ただし、｜ＩＢ｜は充放電電流値ＩＢの絶対値である。

区分１： ｜ＩＢ｜＞Ｋ かつ ＩＢ＞０ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＞０
区分２： ｜ＩＢ｜＞Ｋ かつ ＩＢ＞０ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＜０
区分３： ｜ＩＢ｜＜Ｋ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＞０
区分４： ｜ＩＢ｜＜Ｋ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＜０
区分５： ｜ＩＢ｜＞Ｋ かつ ＩＢ＜０ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＞０
区分６： ｜ＩＢ｜＞Ｋ かつ ＩＢ＜０ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＜０

区分１について補足する。定格電流の範囲を超えた大電流での充電は、当該電動車両として許容されるものの、一般にはその充電時間が限定される。電流センサの温度上昇によりセンサ特性の変化も予想しづらいため、定格電流値Ｋを区分の閾値として考えることができる。具体的には、二輪車などに使われる小規模な二次電池であれば、一例として、総電圧を５０Ｖ、定格電流値を４０Ａとすることができる。四輪車の場合、定格電流を大きくして出力増大を目指すというよりは、総電圧を２００Ｖ〜４００Ｖとして出力向上を目指すことが多い。そのため、四輪車であれば定格電流値は一例として１００Ａを超えない程度の値である。

図４に、電流センサ４２により計測された充放電電流値ＩＢと、電流の真値ＩＲとの関係の一例を示す。計測誤差のない理想的な電流センサであれば、鎖線Ｌ１に示すように、充放電電流値ＩＢと電流の真値ＩＲとは等しい。しかし、現実の電流センサであれば、実線Ｌ２に示すように、充放電電流値ＩＢには計測誤差が含まれる。実線Ｌ２上の矢印Ｙ１、Ｙ３及びＹ５は上記変化率の符号が正であることを示し、矢印Ｙ２、Ｙ４及びＹ６は上記変化率の符号が負であることを示す。同図には区分Ｊも示している。

電流値ＩＢと閾値である定格電流値Ｋとの大小関係は、主に、電流センサ４２のリニアリティに影響すると考えられる。また、電流値ＩＢの変化率の符号は、主に、電流センサ４２のヒステリシス特性に影響すると考えられる。

なお、実線Ｌ２は説明のために例として描いたものであって、実線Ｌ２に示すような関係が予め判明しているわけではない。

［ステップ２：電流計測誤差ベクトルの算出］
電動車両用電源システム１を起動させて二次電池４１が動作を開始してから、該電動車両の走行後に電動車両用電源システム１を停止させて二次電池４１が動作を停止するまでを電動車両の１つの走行パターンと呼ぶことにする。この走行パターンは、二次電池が動作を開始してから動作を停止するまでの充放電パターンとも呼ぶことができる。

本ステップにおいて、電流計測誤差ベクトル算出部４３２は、各走行パターンＩ（Ｉ＝１，２，３，４，５，６）の終了後（すなわち二次電池の動作停止後）に、上記区分ごとの合計計測時間ｔ_ＩＪ（単位：秒）を算出する。ただし、ｔ_ＩＪは、走行パターンＩにおける区分Ｊの合計計測時間である。ｔ_ＩＪを第Ｉ行第Ｊ列の成分として有する行列をＴとすると、行列Ｔは以下のように表すことができる。

本ステップではさらに、電流計測誤差ベクトル算出部４３２は、各走行パターンＩの終了後に、二次電池４１に蓄えられている電荷量Ｑ_ＡＩ（単位：クーロン）を電流積算法により算出する。具体的には、電荷量Ｑ_ＡＩは、電流積算法により求められた充電率と満充電容量（Full Charge Capacity， ＦＣＣ）（単位：クーロン）との積である。

さらに、電流計測誤差ベクトル算出部４３２は、各走行パターンＩの終了後に、二次電池４１の開回路電圧（単位：ボルト）を計測部ＶＭから受け取り、この開回路電圧を用いて二次電池４１に蓄えられている電荷量Ｑ_ＶＩ（単位：クーロン）を推定する。具体的には、電荷量Ｑ_ＶＩは、開回路電圧から推定される充電率と満充電容量との積である。

電流積算法による電荷量Ｑ_ＡＩとの関係で、開回路電圧に基づく電荷量Ｑ_ＶＩは基準となる電荷量と考えることができる。これを踏まえて、電流計測誤差ベクトル算出部４３２は、６つの走行パターンＩの各々につき、電荷量誤差ｄ_Ｉ（単位：クーロン）を算出する。この電荷量誤差ｄ_Ｉを第１電荷量誤差とも呼ぶ。電荷量誤差ｄ_Ｉは、以下に示すように、電流積算法による電荷量Ｑ_ＡＩから開回路電圧に基づく電荷量Ｑ_ＶＩを差し引くことにより算出される。
ｄ_Ｉ＝Ｑ_ＡＩ−Ｑ_ＶＩ

そして、電流計測誤差ベクトル算出部４３２は、電荷量誤差ｄ_Ｉを第Ｉ成分として有する電荷量誤差ベクトルＤを構成する。電荷量誤差ベクトルＤは以下のように表される。

また、区分Ｊごとの電流センサ４２の電流計測誤差（単位：アンペア）ｕ_Ｊを第Ｊ成分として有するベクトルを電流計測誤差ベクトルＵとする。電流計測誤差ベクトルＵは以下のように表される。

この時点で、電流計測誤差ベクトルＵの各成分の値は未知である。電流計測誤差ベクトル算出部４３２は、行列Ｔと電荷量誤差ベクトルＤとを用いて電流計測誤差ベクトルＵの各成分の値を算出する。この算出は、以下のような６元連立１次方程式を解くことによりなされる。

以上のように、電流計測誤差ベクトル算出部４３２は、区分ごとの合計計測時間と第１電荷量誤差とを用いて、区分ごとの電流計測誤差を成分として有する電流計測誤差ベクトルＵを算出する。

［ステップ３： 動作中の二次電池の充電率算出］
続いて、充電率算出部４３４は、上記ステップにより求められた電流計測誤差ベクトルＵを用いて、上記走行パターンＩとは異なる走行パターンにおいて動作中の二次電池４１の充電率を算出する。

まず、充電率算出部４３４は、電流センサ４２の計測状態が上記区分Ｊ（Ｊ＝１，２，３，４，５，６）のいずれに属するかを判別し、区分ごとの合計計測時間ＨＴ_Ｊ（単位：秒）を算出する。合計計測時間ＨＴ_Ｊ（単位：秒）を第Ｊ成分として有するベクトルを計測時間ベクトルＨＴと呼ぶ。計測時間ベクトルＨＴは以下のように表される。

区分ごとの合計計測時間ＨＴ_Ｊは、充電率算出部４３４により、二次電池４１の動作中に逐次算出することできる。具体的には、バッテリ管理ユニット４３において予め定められている充放電電流値ＩＢの評価周期（例えば、１００ミリ秒、１０ミリ秒など）ごとに、合計計測時間ＨＴ_Ｊを更新する。

すなわち、充電率算出部４３４は、充放電電流値ＩＢを用いて、電流センサ４２の計測状態が上記区分Ｊ（Ｊ＝１，２，３，４，５，６）のいずれに属するかを周期的に判別し、以下のようにして合計計測時間ＨＴ_Ｊを算出する。
区分１に属する場合 → ＨＴ_１＝ＨＴ_１＋評価周期
区分２に属する場合 → ＨＴ_２＝ＨＴ_２＋評価周期
区分３に属する場合 → ＨＴ_３＝ＨＴ_３＋評価周期
区分４に属する場合 → ＨＴ_４＝ＨＴ_４＋評価周期
区分５に属する場合 → ＨＴ_５＝ＨＴ_５＋評価周期
区分６に属する場合 → ＨＴ_６＝ＨＴ_６＋評価周期

なお、ステップ２の合計計測時間ｔ_ＩＪの算出も、合計計測時間ＨＴ_Ｊの算出と同様の方法で行うことができる。

次に、充電率算出部４３４は、計測時間ベクトルＨＴと、既に算出されている電流計測誤差ベクトルＵとの内積である電荷量誤差ΔＱ（単位：クーロン）を逐次算出する。電荷量誤差ΔＱは、第２電荷量誤差とも呼び、以下のように表される。

充電率算出部４３４はさらに、電流積算法に基づく二次電池４１の電荷量Ｑ_１（単位：クーロン）を算出する。

さらに、充電率算出部４３４は、次式により、二次電池４１の補正された充電率（State Of Charge, ＳＯＣ）（単位：無次元又は％）を算出する。
ＳＯＣ＝（Ｑ_１−ΔＱ）÷ＦＣＣ

ただし、ＦＣＣは二次電池４１の満充電容量である。

このように、電流積算法に基づく二次電池４１の電荷量Ｑ_１から第２電荷量誤差ΔＱを差し引いた値を満充電容量で除することにより、二次電池４１の補正された充電率が算出される。

なお、第２電荷量誤差ΔＱを−１倍した値である−ΔＱを、電荷補正量と呼ぶことができる。すなわち、二次電池４１の補正された充電率は、電流積算法に基づく二次電池４１の電荷量Ｑ_１に電荷補正量−ΔＱを加えた値を満充電容量で除することにより算出されるともいえる。

以上のようにして、動作中の二次電池４１の充電率が逐次算出される。その後、バッテリ管理ユニット４３は、算出された充電率を用いて、二次電池４１の過放電、過充電を防ぐための処理を行う。

［数値例］
誤差ベクトルＵの数値例を以下に示す。前提として、電動車両の定格電流値Ｋは４０Ａであり、走行パターンの６通りのシミュレーション波形（時間と充放電電流値との関係を表す波形）を用意した。その上で、合計計測時間ｔ_ＩＪを成分として有する行列Ｔと、第１電荷量誤差ｄ_Ｉを成分として有する電荷量誤差ベクトルＤを算出した。なお、合計計測時間ｔ_ＩＪの算出にあたり、計測状態が上記６つの区分のいずれに該当するかを０．１秒おきに判定した。具体的な数値は以下の通りである。

そして、式（１）に示した６元連立１次方程式を解き、電流計測誤差ベクトルＵを算出した。算出結果は以下の通りである。

［作用・効果］
上記実施形態においては、電流センサの計測状態に関して複数の区分が設定され、その区分ごとの電流計測誤差を成分として有する電流計測誤差ベクトルが、二次電池の動作停止時に算出される。そして、動作中の二次電池の充電率推定においては、電流積算法による二次電池の電荷量が電流計測誤差ベクトルを用いて補正され、補正後の電荷量から充電率が算出される。そのため、上記実施形態によれば、電流積算法による二次電池の充電状態推定において、電流センサの計測誤差による影響を低減することができる。

上記実施形態においては、電流センサの計測状態は、充放電電流の絶対値と定格電流値との大小関係により区分される。そのため、電流積算法による二次電池の充電状態の推定において、定格を超えた場合に発生が予想される過渡的な電流センサの温度上昇、電流センサのリニアリティの精度低下などによる電流センサの計測誤差による影響を低減することができる。

また、電流センサの計測状態は、時間に対する充放電電流の変化率の符号にも基づいて区分される。そのため、磁気回路を利用した電流センサのヒステリシス特性による電流値の計測誤差にも対応することができる。

電流計測誤差ベクトルを算出するための第１電荷量誤差は、各走行パターンＩにつき、電流積算法による電荷量Ｑ_ＡＩから開回路電圧に基づく電荷量Ｑ_ＶＩを差し引くことにより算出される。そのため、充電状態推定において、電流センサのオフセット誤差のみならず、リニアリティ誤差、ヒステリシス特性、その他のセンサの経年変化や温度特性などによる計測誤差にも対応することができる。

動作中の二次電池の充電率算出においては、電流計測誤差ベクトルＵにより、電流積算による充電率を逐次補正することができる。

［変形例］
動作中の二次電池の充電率算出の前に、毎回、電流計測誤差ベクトルを算出してもよい。あるいは、計算量を減らすために、電流計測誤差ベクトルを一度算出し、該電流計測誤差ベクトルを用いて、複数回、充電率算出を行ってもよい。

先に述べたように、合計計測時間ｔ_１１〜ｔ_６６と及び第１電荷量誤差ｄ_１〜ｄ_６の計４２個のデータが揃えば、二次電池起動時又は二次電池停止時に式（１）に示した連立１次方程式を解いて電流計測誤差ベクトルＵ（Ｕ_１とする）を算出することができる。電流計測誤差ベクトルＵ_１を求めた後も、走行距離を重ねることで、計４２個のデータが新たに揃ったときには、新たな電流計測誤差ベクトルＵ_２を算出することができる。このように、Ｕ_１、Ｕ_２、・・・が電動車両の長期使用により生成される。

その後の、動作中の二次電池の充電率算出において用いられる電流計測誤差ベクトルＵとしては、例えば下記のような３通りの電流計測誤差ベクトルまたはそれらの組み合わせを用いることもできる。
（ａ）過去のＵを全て平均したベクトルＵ＝（Ｕ_１＋Ｕ_２＋…＋Ｕ_Ｎ）÷Ｎを用いる。ただし、Ｎは自然数であり、Ｎが大きいほど時間的に新しいことを意味する。
（ｂ）電流センサには経年変化が想定される。そのため、利用時刻に近い２つのベクトルＵを反映させるためにベクトルＵ＝（Ｕ_Ｎ−１＋Ｕ_Ｎ）÷２を用いる。
（ｃ）合計計測時間ｔ_１１〜ｔ_６６及び第１電荷量誤差ｄ_１〜ｄ_６の組み合わせによっては、式（１）に示した連立１次方程式の解の精度が低い場合がある。例えば、以下に示すように、第１行目の時間ベクトルｔ_１Ｊと第５行目の時間ベクトルｔ_５Ｊとが定数倍の関係にある場合（すなわち１次従属の場合）である。
（ｔ_１１，ｔ_１２，ｔ_１３，ｔ_１４，ｔ_１５，ｔ_１６）≒定数×（ｔ_５１，ｔ_５２，ｔ_５３，ｔ_５４，ｔ_５５，ｔ_５６）
このような場合、ベクトルＵ_ｘ（ｘ＝１，２，・・・，Ｎ）の解は保証されない。そのため、（ａ）で示したベクトルＵの平均計算にベクトルＵ_ｘを含めずに、ベクトルＵを算出する。

このように、電流計測誤差ベクトルの算出を複数回行うことにより複数の電流計測誤差ベクトルを算出し、これら複数の電流計測誤差ベクトルを用いて、各成分の値が改善された単一の電流計測誤差ベクトルを算出することができる。そして、この単一の電流計測誤差ベクトルを用いて充電率の算出を行うことができる。

また、電流センサの計測状態の区分は、他の方法で設定することもできる。例えば、上記区分１と５をまとめて一区分とし、さらに、上記区分２と６をまとめて一区分とすることにより、以下の４区分とすることができる。
区分１ａ： ｜ＩＢ｜＞Ｋ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＞０
区分２ａ： ｜ＩＢ｜＞Ｋ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＜０
区分３ａ： ｜ＩＢ｜＜Ｋ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＞０
区分４ａ： ｜ＩＢ｜＜Ｋ かつ ｄＩＢ／ｄｔ＜０

すなわち、充放電電流値ＩＢの絶対値と定格電流値Ｋとの大小関係（上記第１の基準）と、充放電電流値ＩＢの変化率の符号（上記第３の基準）と応じて上記４区分を設定することができる。区分１ａは、上記区分１と５をまとめた一区分に相当し、区分２ａは、上記区分２と６をまとめた一区分に相当する。この４区分によれば、充放電電流値ＩＢの符号は考慮されず、すなわち、充電電流と放電電流との区別がされない。電流センサのヒステリシス誤差に大きく影響する基準は、上記第１の基準及び第３の基準であると考えられるため、この４区分は効率的であると考えられる。このように区分数を減らすことで、電流計測誤差ベクトル算出及び充電率算出における計算量を減らすことができる。

あるいは、区分数を増やしてもよい。例えば、充放電電流値ＩＢの絶対値の閾値として、定格電流値Ｋ以外の閾値も設け、区分数を増やすことができる。区分数を増やすことで、算出される動作中の二次電池の充電率の精度を高めることができる。

式（１）の行列Ｔを構成するにあたっては、区分数と同数の走行パターンを用意すればよい。

電流センサの温度を計測する温度センサ（サーミスタなど）を設けることができる。そして、温度センサにより計測された電流センサの温度にも応じて計測状態の区分を設定することができる。例えば、−１０°Ｃ以下、−１０°Ｃ〜＋１０°Ｃ、＋１０°Ｃ以上などとして、区分をさらに増やすことができる。これは、温度によって電流センサの特性が変わる場合に有効である。

バッテリ管理ユニット４３は、二次電池の充電状態推定装置と呼ぶこともできる。

充放電電流値ＩＢにおいて、充電電流値を負値とし、放電電流値を正値としてもよい。

電流積算法による電荷量Ｑ_ＡＩとの関係で、開回路電圧に基づく電荷量Ｑ_ＶＩを基準となる電荷量としたが、他の電荷量を基準となる電荷量として用いてもよい。

前述した電源システム及びバッテリ管理ユニットの機能的構成及び物理的構成は、前述の態様に限られるものではなく、例えば、各機能や物理資源を統合して実装したり、逆に、さらに分散して実装したりすることも可能である。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

１ 電動車両用電源システム
２ モータ
３ 主電源系

４ バッテリシステム
４１ 二次電池
４２ 電流センサ
４３ バッテリ管理ユニット
４３ａ ドライバ
４３１ 区分設定部
４３２ 電流計測誤差ベクトル算出部
４３４ 充電率算出部

４４ メインリレー
４５ プリチャージリレー
４６ ヒューズ

５ 車両コントローラ
６ 補助バッテリ
７ セーフティプラグ

Claims (8)

1. 電流センサにより計測された二次電池の充放電電流値の絶対値と前記二次電池の定格電流値との大小関係と、時間に対する前記充放電電流値の変化率の符号とに応じて、前記電流センサの計測状態の区分を設定する区分設定部と、
   前記二次電池が動作を停止している場合に、前記区分ごとの合計計測時間と、電流積算法により求められた前記二次電池の電荷量から基準となる前記二次電池の電荷量を差し引いた第１電荷量誤差とを用いて、前記区分ごとの電流計測誤差を成分として有する電流計測誤差ベクトルを算出する電流計測誤差ベクトル算出部と、
   前記二次電池が動作中の場合に、前記電流センサの計測状態が前記区分のいずれに属するかを判別し、前記区分ごとの合計計測時間を算出し、前記区分ごとの合計計測時間を成分として有する計測時間ベクトルと前記電流計測誤差ベクトルとの内積である第２電荷量誤差を算出し、電流積算法により求められた前記二次電池の電荷量から前記第２電荷量誤差を差し引いた値を前記二次電池の満充電容量で除した値である前記二次電池の充電率を算出する充電率算出部と
   を備えた、二次電池の充電状態推定装置。
2. 前記区分設定部は、前記充放電電流値の符号にも応じて前記電流センサの計測状態の区分を設定するものである、請求項１に記載の二次電池の充電状態推定装置。
3. 前記区分設定部は、前記電流センサの温度にも応じて前記電流センサの計測状態の区分を設定するものである、請求項１又は２に記載の二次電池の充電状態推定装置。
4. 電流センサにより計測された二次電池の充放電電流値の絶対値と前記二次電池の定格電流値との大小関係と、時間に対する前記充放電電流値の変化率の符号とに応じて、前記電流センサの計測状態の区分を設定する区分設定ステップと、
   前記二次電池が動作を停止している場合に、前記区分ごとの合計計測時間と、電流積算法により求められた前記二次電池の電荷量から基準となる前記二次電池の電荷量を差し引いた第１電荷量誤差とを用いて、前記区分ごとの電流計測誤差を成分として有する電流計測誤差ベクトルを算出する電流計測誤差ベクトル算出ステップと、
   前記二次電池が動作中の場合に、前記電流センサの計測状態が前記区分のいずれに属するかを判別し、前記区分ごとの合計計測時間を算出し、前記区分ごとの合計計測時間を成分として有する計測時間ベクトルと前記電流計測誤差ベクトルとの内積である第２電荷量誤差を算出し、電流積算法により求められた前記二次電池の電荷量から前記第２電荷量誤差を差し引いた値を前記二次電池の満充電容量で除した値である前記二次電池の充電率を算出する充電率算出ステップと
   を含む、二次電池の充電状態推定方法。
5. 前記区分設定ステップにおいて、前記充放電電流値の符号にも応じて前記電流センサの計測状態の区分が設定される、請求項４に記載の二次電池の充電状態推定方法。
6. 前記区分設定ステップにおいて、前記電流センサの温度にも応じて前記電流センサの計測状態の区分が設定される、請求項４又は５に記載の二次電池の充電状態推定方法。
7. 前記電流計測誤差ベクトル算出ステップが複数回行われることにより複数の前記電流計測誤差ベクトルが算出され、
   前記複数の電流計測誤差ベクトルを用いて単一の電流計測誤差ベクトルを算出するステップをさらに含み、
   前記単一の電流計測誤差ベクトルを用いて前記充電率算出ステップが行われる、請求項４〜６のいずれか一項に記載の二次電池の充電状態推定方法。
8. 前記電流計測誤差ベクトル算出ステップの後に、前記充電率算出ステップが複数回行われる、請求項４〜７のいずれか一項に記載の二次電池の充電状態推定方法。

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