JP3975738B2 - 蓄電池の状態検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電池の状態検出装置に関し、詳しくは蓄電池の状態を検出する状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の蓄電池の状態検出装置としては、蓄電池からの充放電電流を積算して算出される充電量（ＳＯＣ；State Of Charge）と、蓄電池の電圧により算出される充電量とを組み合わせて蓄電池の充電量を算出するものが提案されている（例えば、特開２０００−２２４７０１号公報や特開２０００−２１７２６１号公報など）。即ち、蓄電池のＳＯＣの変化に対する電圧の変化が大きい高ＳＯＣ（例えば、約８０％以上）や低ＳＯＣ（例えば、約２０％以下）では、蓄電池の電圧を用いて高い精度でＳＯＣを算出し、蓄電池のＳＯＣの変化に対する電圧の変化が小さい中間ＳＯＣ（例えば、約２０％から約８０％までの間）では、蓄電池の電圧を用いて算出されたＳＯＣに蓄電池の充放電電流を順次積算していくことでＳＯＣを算出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単純に蓄電池の充放電電流を積算してＳＯＣを算出するものでは、例えば、蓄電池の電池容量が反映されないから、経年使用などにより蓄電池の電池容量が低下すると、蓄電池の充放電電流を積算して算出されたＳＯＣに大きな誤差が含まれているおそれがある。
【０００４】
本発明の蓄電池の状態検出装置は、こうした問題を解決し、より正確に蓄電池の充電量を検出することを目的の一つとする。また、本発明の蓄電池の状態検出装置は、より正確に蓄電池の充電量を検出すると共に蓄電池の劣化を判定することを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の蓄電池の状態判定装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の蓄電池の状態判定装置は、
蓄電池の状態を検出する状態検出装置であって、
前記蓄電池の充放電電流と劣化係数とを用いて該蓄電池の充電量を算出する電流方式充電量算出手段と、
前記蓄電池の電圧を用いて該蓄電池の充電量を算出する電圧方式充電量算出手段と、
前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が第１の所定値から該第１の所定値よりも大きい第２の所定値までの範囲内を外れるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が第３の所定値から該第３の所定値よりも大きい第４の所定値までの範囲内を外れるとき、両充電量を比較して前記劣化係数を修正する劣化係数修正手段と、
前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量を前記蓄電池の充電量として決定する充電量決定手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の蓄電池の状態検出装置では、劣化係数修正手段が、蓄電池の充放電電流と劣化係数とを用いて充電量を算出する電流方式充電量算出手段の充電量が第１の所定値から第２の所定値までの範囲内を外れるとき又は蓄電池の電圧を用いて充電量を算出する電圧方式充電量算出手段の充電量が第３の所定値から第４の所定値までの範囲内を外れるとき、両充電量を比較して劣化係数を修正する。蓄電池の電圧により精度良く蓄電池の充電量を算出できる領域であれば、蓄電池の電圧を用いて算出される充電量と蓄電池の充放電電流を用いて算出される充電量との比較結果は、蓄電池の電池容量と所定の関係を有する。したがって、両充電量の比較結果から蓄電池の電池容量に対応する劣化係数を修正すると共に修正された劣化係数を用いて蓄電池の充放電電流から蓄電池の充電量を算出すれば、この蓄電池の充電量の精度をより向上させることができる。
【０００８】
こうした本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量と前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量との差に基づいて前記劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第２の所定値を超えるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第４の所定値を超えるときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が正の第１閾値を超えるとき、前記劣化係数に所定の第１加算値を加算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第１の所定値未満のとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第３の所定値未満のときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が負の第２閾値未満のとき、前記劣化係数に所定の第２加算値を加算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
更に、充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第２の所定値を超えるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第４の所定値を超えるときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が負の第３閾値未満であるとき、前記劣化係数に所定の第１減算値を減算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第１の所定値未満のとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第３の所定値未満のときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が正の第４閾値を超えるとき、前記劣化係数に所定の第２減算値を減算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、上記各態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段により修正された劣化係数に基づいて前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、劣化係数に基づいて蓄電池の劣化を判定することができる。この態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化判定手段は、前記劣化係数が所定の上限値を超えたときに前記蓄電池が劣化したと判定する手段であるものとすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明する。図１は、蓄電池１２からの電力により負荷１４を駆動する駆動システム１０に本発明の一実施例である蓄電池の状態検出装置２０を適用した場合の構成の概略を示す構成図である。図において、蓄電池１２は、例えば、ニッケル水素系やリチウムイオン系の二次電池を複数直列接続した組電池であり、この電池と負荷１４が電気的に接続されている。負荷１４は、例えば、電気自動車などに搭載するインバータおよび電動機からなる構成やインバータおよび発電機からなる構成、二つのインバータを並列に接続して各インバータに各々電動機と発電機とを接続した構成などが含まれる他、これら電気自動車などの電動機や発電機に限られず、二次電池を搭載する電気機器などであってもよい。
【００１５】
実施例の蓄電池の状態検出装置２０は、図示するように、蓄電池１２の端子間電圧を検出する電圧センサ２２と、蓄電池１２からの充放電電流を検出する電流センサ２４と、蓄電池１２の温度を検出する温度センサ２６と、電圧センサ２２，電流センサ２４，温度センサ２６の検出結果に基づいて蓄電池１２の充電量（ＳＯＣ）を演算すると共に蓄電池１２の劣化を判定する電子制御ユニット３０と、表示装置としてのＬＥＤ４０とを備える。
【００１６】
電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３２を中心としたワンチップマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ３４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ３６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット３０には、電圧センサ２２からの蓄電池１２の端子間電圧Ｖや、電流センサ２４からの蓄電池１２の充放電電流Ｉ、温度センサ２６からの蓄電池１２の温度Ｔなどが入力ポートを介して入力されており、電子制御ユニット３０からは、ＬＥＤ４０への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１７】
こうして構成された実施例の蓄電池の状態検出装置２０の動作について説明する。図２は、実施例の蓄電池の状態検出装置２０の電子制御ユニット３０により実行される電池状態検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、０．２ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１８】
電池状態検出処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、電圧センサ２２により検出された蓄電池１２の端子間電圧Ｖ，電流センサ２４により検出された蓄電池１２の充放電電流Ｉ，温度センサ２６により検出された蓄電池１２の温度Ｔを読み込む処理を行なう（ステップＳ１００）。次に、読み込んだ電流Ｉを前回のルーチンで設定された蓄電池１２の充電量ＳＯＣに加算すると共に前回のルーチンで設定された劣化係数Ｆを乗じて電流Ｉからの蓄電池１２の充電量ＩＳＯＣを算出し（ステップＳ１０２）、読み込んだ端子間電圧Ｖと温度Ｔとに基づいて電圧Ｖからの蓄電池１２の充電量ＶＳＯＣを算出する（ステップＳ１０４）。ここで、電流Ｉからの蓄電池１２の充電量ＩＳＯＣを算出する際に用いられる劣化係数Ｆは、電池容量に応じた蓄電池１２の劣化の程度を表わす係数であり、蓄電池１２の電池容量が低下するほど大きな値が設定される。なお、この劣化係数Ｆの初期値としては値１が設定されている。また、電圧Ｖからの蓄電池１２の充電量ＶＳＯＣは、実施例では、蓄電池１２の端子間電圧Ｖと蓄電池１２の充電量との関係を予めマップとしてＲＯＭ３４に記憶しておき、蓄電池１２の端子間電圧Ｖが与えられたときに、ＲＯＭ３４に記憶されたマップから対応する充電量を導出すると共にこの充電量に対して蓄電池１２の温度に応じた補正を行って算出するものとした。図３に、蓄電池１２の端子間電圧Ｖと充電量との関係を示すマップの一例を示す。
【００１９】
こうして電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣと電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣとが算出されると、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣ又は電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが高い充電量であるか否か、即ち、電圧Ｖの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｅ（例えば、８０％）を超えているか又は電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆ（例えば、９０％）を超えているか否かを判定する処理を行なう（ステップＳ１０６）。図３に示すように、蓄電池１２の充電量の高い領域や低い領域では、蓄電池１２の電圧Ｖの変化率が大きいから、蓄電池１２の電圧Ｖにより算出される充電量ＶＳＯＣが高い場合にはその充電量ＶＳＯＣは高い精度を有することがわかる。したがって、この高い精度を有する充電量ＶＳＯＣと電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣとを比較すれば、充電量ＩＳＯＣに誤差が含まれていないか否かを判断でき、蓄電池１２の劣化の程度を判定できるのである。なお、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆを超えているか否かを判定の対象とするのは、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｆに達する前に、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが駆動システム１０の制御に用いられる充電量範囲の限界点（上限）に達してしまうのを防止するためである。
【００２０】
充電量ＶＳＯＣ又は充電量ＩＳＯＣが高い充電量と判定されると、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が正の閾値Ａ（例えば、５％）を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。減算値が閾値Ａ以下のときには、前述の減算値が負の閾値Ｂ（例えば、−３％）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この減算値が負の閾値Ｂ以上のときには、充電量ＩＳＯＣは許容範囲内の誤差しか含まれず充電量ＩＳＯＣに基づいて駆動システム１０を良好に駆動制御可能であると判断して、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定して（ステップＳ１１２）、本ルーチンを終了する。
【００２１】
ステップＳ１０８の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が正の閾値Ａを超えると判定されたときには、前回ルーチンで設定された劣化係数Ｆに所定の加算値（例えば、値０．２）を加算して劣化係数Ｆを修正し（ステップＳ１１４）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣとして決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣの値に設定（リセット）する（ステップＳ１１６）。ここで劣化係数Ｆを修正する処理は、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣに含まれている誤差を打ち消す方向に劣化係数Ｆを修正する処理である。例えば、新品時の蓄電池１２の２０％〜８０％の間で使用可能な電力量は、電池容量が新品時から５０％低下（劣化）した蓄電池１２の電力量に対して２倍の量となるから、電池容量が５０％低下した蓄電池１２の電力の出入りに伴う充電量の変化率は、新品時の蓄電池１２の同じ量の電力の出入りに伴う充電量の変化率に対して２倍となる。このため、電池容量を考慮に入れないとき、即ち新品時の電池容量を前提として電流Ｉから蓄電池１２の充電量を算出すると、電池容量低下に伴い蓄電池１２の充電量の変化率は実際よりも小さくなるから、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値は正の閾値Ａよりも大きくなる。したがって、このときに電力の出入りに伴う蓄電池１２の充電量の変化率を上昇させるように劣化係数Ｆを修正することで、電池容量が低下したときでも蓄電池１２の充放電電流から精度の高い充電量を算出することができるのである。
【００２２】
蓄電池１２の充電量ＳＯＣが決定されると、修正後の劣化係数Ｆが閾値Ｊ（例えば、値２．０（新品時の蓄電池の電池容量に対して５０％の容量にまで電池容量が低下した際の値））を超えるか否かを判定する（ステップＳ１１８）。劣化係数Ｆが閾値Ｊを超えるときには、蓄電池１２は劣化したと判断して、蓄電池１２の劣化を表示するＬＥＤ４０に点灯信号を出力して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。一方、劣化係数Ｆが閾値Ｊ以下であるときには、蓄電池１２は正常であると判断して、本ルーチンを終了する。
【００２３】
ステップＳ１１０の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が負の閾値Ｂ未満であると判定されたとき、前回のルーチンで設定された劣化係数Ｆに所定の減算値（例えば、値０．２）を減算して劣化係数Ｆを修正し（ステップＳ１２２）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣに設定（リセット）して（ステップＳ１２４）本ルーチンを終了する。ここで、劣化係数Ｆに所定の減算値を減算するのは、センサからの検出誤差などにより、劣化係数Ｆ自体が実際の蓄電池１２の電池容量に対応していない場合に、劣化係数Ｆを修正するためである。
【００２４】
ステップＳ１０６の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｅ以下であり、且つ、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆ以下であると判定されたときには、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣ又は電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが低い充電量であるか否か、即ち、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｇ（例えば、２０％）未満又は電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｈ（例えば、１０％）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。図３に示すように、充電量ＶＳＯＣが低いときでも、充電量ＶＳＯＣが高いときと同様に、充電量ＶＳＯＣは高い精度を有することがわかる。したがって、この高い精度を有する充電量ＶＳＯＣと電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣとを比較すれば、充電量ＩＳＯＣに誤差が含まれていないか否かを判断でき、蓄電池１２の劣化の程度を判定できる。充電量ＶＳＯＣ又は充電量ＩＳＯＣが低い充電量と判定されたときには、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が正の閾値Ｃ（例えば、３％）を超えているか否かを判定し（ステップＳ１２８）、超えていないと判定されたときには、上記減算値が負の閾値Ｄ未満（例えば、−５％）であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、負の閾値Ｄ以上であるときには、蓄電池１２は正常であると判断して、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣとして決定して（ステップＳ１３２）、本ルーチンを終了する。
【００２５】
ステップＳ１３０の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が閾値Ｄ未満であるときには、前回のルーチンの劣化係数Ｆに加算値を加算して劣化係数Ｆを修正し（ステップＳ１１４）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣに設定する（ステップＳ１１６）。そして、修正後の劣化係数Ｆが閾値Ｊを超えているか否かを判定し（ステップＳ１１８）、劣化係数Ｆが閾値Ｊを超えていると判定されたときには、蓄電池１２は劣化していると判断してＬＥＤ４０に点灯信号を出力し（ステップＳ１２０）、劣化係数Ｆが閾値Ｊ以下であると判定されたときには、蓄電池１２は正常であると判断して本ルーチンを終了する。
【００２６】
ステップＳ１２８の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が閾値Ｃを超えていると判定されたときには、前回のルーチンの劣化係数Ｆに減算値を減算して（ステップＳ１２２）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣに設定して（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了する。
【００２７】
ステップＳ１２６の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｇ以上であり、且つ、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｈ以上であるとき、即ち充電量ＶＳＯＣが閾値Ｅから閾値Ｇまでの範囲内にあり、且つ、充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆから閾値Ｈまでの範囲内にあるとき、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣの精度があまり良くない範囲内であり、充電量ＶＳＯＣと充電量ＩＳＯＣとを比較するのは好ましくないと判断して、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣとして決定して（ステップＳ１３２）本ルーチンを終了する。
【００２８】
図４および図５は、劣化係数Ｆを用いて蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出する様子を例示する説明図である。図４は、現在の蓄電池１２の電池容量が新品時の蓄電池１２の電池容量に対して５０％の電池容量にまで低下した場合の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの推移を示している。図４に示すように、実線で示す蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率（傾きの絶対値）は、破線で示す真の充電量の変化率に対して小さくなっており両者に大きなずれが生じているが、劣化係数Ｆに所定の加算値を加算するにつれて蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率が真の充電量の変化率に近づいていることがわかる。即ち、蓄電池１２の充電量ＳＯＣが現在の蓄電池１２の電池容量に応じた真の充電量に次第に近づいており、劣化係数Ｆが収束した際には良好な精度で蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出することができることがわかる。同時に、劣化係数Ｆが、例えば、値２に到達したときに、電池容量が低下し蓄電池１２が劣化したと判断することができる。一方、図５では、現在の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率（傾きの絶対値）が新品時（電池容量１００％）における蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率よりも大きいときの蓄電池１２の充電量ＳＯＣの推移を示している。図５に示すように、実線で示す現在の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率が破線で示す真の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率よりも大きい場合に劣化係数Ｆに所定の減算値を減算することにより、現在の蓄電池１２の充電量ＳＯＣが次第に真の充電量ＳＯＣに近づくことがわかる。
【００２９】
以上説明した実施例の蓄電池の状態検出装置２０によれば、蓄電池１２の端子間電圧Ｖから算出された充電量ＶＳＯＣと、蓄電池１２の充放電電流Ｉの積算値から算出された充電量ＩＳＯＣとの差に基づいて、蓄電池１２の電池容量に対応する劣化係数Ｆを順次修正していき、修正した劣化係数Ｆにより蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出するから、蓄電池１２の充電量ＳＯＣを蓄電池１２の電池容量に応じたより正確なものとして算出することができる。同時に、劣化係数Ｆは蓄電池１２の電池容量と対応しているから、この劣化係数Ｆに基づいて蓄電池１２の劣化を判定することができる。したがって、この劣化判定に従って、適切な時期に蓄電池１２の交換を行なうことができる。
【００３０】
実施例の蓄電池の状態検出装置２０では、蓄電池１２の劣化を判定するものとしたが、劣化は判定しないものとしても構わない。
【００３１】
実施例の蓄電池の状態検出装置２０では、蓄電池１２全体における充電量ＳＯＣを算出すると共に蓄電池１２全体としての劣化を判定するものとしたが、蓄電池１２の各単電池毎あるいは複数の単電池からなる複数のブロックにおける各ブロック毎に充電量ＳＯＣを演算する共に劣化を判定するものとしても構わない。この場合、電圧センサを各単電池毎あるいは各領域毎に配置すれば、実施例の蓄電池の状態検出装置２０と同様の手法により、単電池毎あるいは領域毎に充電量ＳＯＣを算出できると共に電池の劣化を判定できる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 駆動システム１０に本発明の一実施例である蓄電池の状態検出装置２０を適用した場合の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 実施例の蓄電池の状態検出装置２０の電子制御ユニット３０により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】 蓄電池１２の端子間電圧Ｖと充電量との関係を示すマップである。
【図４】 劣化係数Ｆを用いて蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出する様子を例示する説明図である。
【図５】 劣化係数Ｆを用いて蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出する様子を例示する説明図である。
【符号の説明】
１０ 駆動システム、１２ 蓄電池、１４ 負荷、２０ 蓄電池の状態検出装置、２２ 電圧センサ、２４ 電流センサ、２６ 温度センサ、３０ 電子制御ユニット、３２ ＣＰＵ、３４ ＲＯＭ、３６ ＲＡＭ、４０ ＬＥＤ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電池の状態検出装置に関し、詳しくは蓄電池の状態を検出する状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の蓄電池の状態検出装置としては、蓄電池からの充放電電流を積算して算出される充電量（ＳＯＣ；State Of Charge）と、蓄電池の電圧により算出される充電量とを組み合わせて蓄電池の充電量を算出するものが提案されている（例えば、特開２０００−２２４７０１号公報や特開２０００−２１７２６１号公報など）。即ち、蓄電池のＳＯＣの変化に対する電圧の変化が大きい高ＳＯＣ（例えば、約８０％以上）や低ＳＯＣ（例えば、約２０％以下）では、蓄電池の電圧を用いて高い精度でＳＯＣを算出し、蓄電池のＳＯＣの変化に対する電圧の変化が小さい中間ＳＯＣ（例えば、約２０％から約８０％までの間）では、蓄電池の電圧を用いて算出されたＳＯＣに蓄電池の充放電電流を順次積算していくことでＳＯＣを算出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単純に蓄電池の充放電電流を積算してＳＯＣを算出するものでは、例えば、蓄電池の電池容量が反映されないから、経年使用などにより蓄電池の電池容量が低下すると、蓄電池の充放電電流を積算して算出されたＳＯＣに大きな誤差が含まれているおそれがある。
【０００４】
本発明の蓄電池の状態検出装置は、こうした問題を解決し、より正確に蓄電池の充電量を検出することを目的の一つとする。また、本発明の蓄電池の状態検出装置は、より正確に蓄電池の充電量を検出すると共に蓄電池の劣化を判定することを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の蓄電池の状態判定装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の蓄電池の状態判定装置は、
蓄電池の状態を検出する状態検出装置であって、
前記蓄電池の充放電電流と劣化係数とを用いて該蓄電池の充電量を算出する電流方式充電量算出手段と、
前記蓄電池の電圧を用いて該蓄電池の充電量を算出する電圧方式充電量算出手段と、
前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が第１の所定値から該第１の所定値よりも大きい第２の所定値までの範囲内を外れるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が第３の所定値から該第３の所定値よりも大きい第４の所定値までの範囲内を外れるとき、両充電量を比較して前記劣化係数を修正する劣化係数修正手段と、
前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量を前記蓄電池の充電量として決定する充電量決定手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の蓄電池の状態検出装置では、劣化係数修正手段が、蓄電池の充放電電流と劣化係数とを用いて充電量を算出する電流方式充電量算出手段の充電量が第１の所定値から第２の所定値までの範囲内を外れるとき又は蓄電池の電圧を用いて充電量を算出する電圧方式充電量算出手段の充電量が第３の所定値から第４の所定値までの範囲内を外れるとき、両充電量を比較して劣化係数を修正する。蓄電池の電圧により精度良く蓄電池の充電量を算出できる領域であれば、蓄電池の電圧を用いて算出される充電量と蓄電池の充放電電流を用いて算出される充電量との比較結果は、蓄電池の電池容量と所定の関係を有する。したがって、両充電量の比較結果から蓄電池の電池容量に対応する劣化係数を修正すると共に修正された劣化係数を用いて蓄電池の充放電電流から蓄電池の充電量を算出すれば、この蓄電池の充電量の精度をより向上させることができる。
【０００８】
こうした本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量と前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量との差に基づいて前記劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第２の所定値を超えるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第４の所定値を超えるときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が正の第１閾値を超えるとき、前記劣化係数に所定の第１加算値を加算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第１の所定値未満のとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第３の所定値未満のときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が負の第２閾値未満のとき、前記劣化係数に所定の第２加算値を加算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
更に、充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第２の所定値を超えるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第４の所定値を超えるときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が負の第３閾値未満であるとき、前記劣化係数に所定の第１減算値を減算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、充電量の差に基づいて劣化係数を修正する態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第１の所定値未満のとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第３の所定値未満のときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が正の第４閾値を超えるとき、前記劣化係数に所定の第２減算値を減算することにより該劣化係数を修正する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、上記各態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化係数修正手段により修正された劣化係数に基づいて前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、劣化係数に基づいて蓄電池の劣化を判定することができる。この態様の本発明の蓄電池の状態検出装置において、前記劣化判定手段は、前記劣化係数が所定の上限値を超えたときに前記蓄電池が劣化したと判定する手段であるものとすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明する。図１は、蓄電池１２からの電力により負荷１４を駆動する駆動システム１０に本発明の一実施例である蓄電池の状態検出装置２０を適用した場合の構成の概略を示す構成図である。図において、蓄電池１２は、例えば、ニッケル水素系やリチウムイオン系の二次電池を複数直列接続した組電池であり、この電池と負荷１４が電気的に接続されている。負荷１４は、例えば、電気自動車などに搭載するインバータおよび電動機からなる構成やインバータおよび発電機からなる構成、二つのインバータを並列に接続して各インバータに各々電動機と発電機とを接続した構成などが含まれる他、これら電気自動車などの電動機や発電機に限られず、二次電池を搭載する電気機器などであってもよい。
【００１５】
実施例の蓄電池の状態検出装置２０は、図示するように、蓄電池１２の端子間電圧を検出する電圧センサ２２と、蓄電池１２からの充放電電流を検出する電流センサ２４と、蓄電池１２の温度を検出する温度センサ２６と、電圧センサ２２，電流センサ２４，温度センサ２６の検出結果に基づいて蓄電池１２の充電量（ＳＯＣ）を演算すると共に蓄電池１２の劣化を判定する電子制御ユニット３０と、表示装置としてのＬＥＤ４０とを備える。
【００１６】
電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３２を中心としたワンチップマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ３４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ３６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット３０には、電圧センサ２２からの蓄電池１２の端子間電圧Ｖや、電流センサ２４からの蓄電池１２の充放電電流Ｉ、温度センサ２６からの蓄電池１２の温度Ｔなどが入力ポートを介して入力されており、電子制御ユニット３０からは、ＬＥＤ４０への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１７】
こうして構成された実施例の蓄電池の状態検出装置２０の動作について説明する。図２は、実施例の蓄電池の状態検出装置２０の電子制御ユニット３０により実行される電池状態検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、０．２ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１８】
電池状態検出処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、電圧センサ２２により検出された蓄電池１２の端子間電圧Ｖ，電流センサ２４により検出された蓄電池１２の充放電電流Ｉ，温度センサ２６により検出された蓄電池１２の温度Ｔを読み込む処理を行なう（ステップＳ１００）。次に、読み込んだ電流Ｉを前回のルーチンで設定された蓄電池１２の充電量ＳＯＣに加算すると共に前回のルーチンで設定された劣化係数Ｆを乗じて電流Ｉからの蓄電池１２の充電量ＩＳＯＣを算出し（ステップＳ１０２）、読み込んだ端子間電圧Ｖと温度Ｔとに基づいて電圧Ｖからの蓄電池１２の充電量ＶＳＯＣを算出する（ステップＳ１０４）。ここで、電流Ｉからの蓄電池１２の充電量ＩＳＯＣを算出する際に用いられる劣化係数Ｆは、電池容量に応じた蓄電池１２の劣化の程度を表わす係数であり、蓄電池１２の電池容量が低下するほど大きな値が設定される。なお、この劣化係数Ｆの初期値としては値１が設定されている。また、電圧Ｖからの蓄電池１２の充電量ＶＳＯＣは、実施例では、蓄電池１２の端子間電圧Ｖと蓄電池１２の充電量との関係を予めマップとしてＲＯＭ３４に記憶しておき、蓄電池１２の端子間電圧Ｖが与えられたときに、ＲＯＭ３４に記憶されたマップから対応する充電量を導出すると共にこの充電量に対して蓄電池１２の温度に応じた補正を行って算出するものとした。図３に、蓄電池１２の端子間電圧Ｖと充電量との関係を示すマップの一例を示す。
【００１９】
こうして電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣと電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣとが算出されると、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣ又は電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが高い充電量であるか否か、即ち、電圧Ｖの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｅ（例えば、８０％）を超えているか又は電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆ（例えば、９０％）を超えているか否かを判定する処理を行なう（ステップＳ１０６）。図３に示すように、蓄電池１２の充電量の高い領域や低い領域では、蓄電池１２の電圧Ｖの変化率が大きいから、蓄電池１２の電圧Ｖにより算出される充電量ＶＳＯＣが高い場合にはその充電量ＶＳＯＣは高い精度を有することがわかる。したがって、この高い精度を有する充電量ＶＳＯＣと電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣとを比較すれば、充電量ＩＳＯＣに誤差が含まれていないか否かを判断でき、蓄電池１２の劣化の程度を判定できるのである。なお、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆを超えているか否かを判定の対象とするのは、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｆに達する前に、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが駆動システム１０の制御に用いられる充電量範囲の限界点（上限）に達してしまうのを防止するためである。
【００２０】
充電量ＶＳＯＣ又は充電量ＩＳＯＣが高い充電量と判定されると、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が正の閾値Ａ（例えば、５％）を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。減算値が閾値Ａ以下のときには、前述の減算値が負の閾値Ｂ（例えば、−３％）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この減算値が負の閾値Ｂ以上のときには、充電量ＩＳＯＣは許容範囲内の誤差しか含まれず充電量ＩＳＯＣに基づいて駆動システム１０を良好に駆動制御可能であると判断して、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定して（ステップＳ１１２）、本ルーチンを終了する。
【００２１】
ステップＳ１０８の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が正の閾値Ａを超えると判定されたときには、前回ルーチンで設定された劣化係数Ｆに所定の加算値（例えば、値０．２）を加算して劣化係数Ｆを修正し（ステップＳ１１４）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣとして決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣの値に設定（リセット）する（ステップＳ１１６）。ここで劣化係数Ｆを修正する処理は、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣに含まれている誤差を打ち消す方向に劣化係数Ｆを修正する処理である。例えば、新品時の蓄電池１２の２０％〜８０％の間で使用可能な電力量は、電池容量が新品時から５０％低下（劣化）した蓄電池１２の電力量に対して２倍の量となるから、電池容量が５０％低下した蓄電池１２の電力の出入りに伴う充電量の変化率は、新品時の蓄電池１２の同じ量の電力の出入りに伴う充電量の変化率に対して２倍となる。このため、電池容量を考慮に入れないとき、即ち新品時の電池容量を前提として電流Ｉから蓄電池１２の充電量を算出すると、電池容量低下に伴い蓄電池１２の充電量の変化率は実際よりも小さくなるから、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値は正の閾値Ａよりも大きくなる。したがって、このときに電力の出入りに伴う蓄電池１２の充電量の変化率を上昇させるように劣化係数Ｆを修正することで、電池容量が低下したときでも蓄電池１２の充放電電流から精度の高い充電量を算出することができるのである。
【００２２】
蓄電池１２の充電量ＳＯＣが決定されると、修正後の劣化係数Ｆが閾値Ｊ（例えば、値２．０（新品時の蓄電池の電池容量に対して５０％の容量にまで電池容量が低下した際の値））を超えるか否かを判定する（ステップＳ１１８）。劣化係数Ｆが閾値Ｊを超えるときには、蓄電池１２は劣化したと判断して、蓄電池１２の劣化を表示するＬＥＤ４０に点灯信号を出力して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。一方、劣化係数Ｆが閾値Ｊ以下であるときには、蓄電池１２は正常であると判断して、本ルーチンを終了する。
【００２３】
ステップＳ１１０の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が負の閾値Ｂ未満であると判定されたとき、前回のルーチンで設定された劣化係数Ｆに所定の減算値（例えば、値０．２）を減算して劣化係数Ｆを修正し（ステップＳ１２２）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣに設定（リセット）して（ステップＳ１２４）本ルーチンを終了する。ここで、劣化係数Ｆに所定の減算値を減算するのは、センサからの検出誤差などにより、劣化係数Ｆ自体が実際の蓄電池１２の電池容量に対応していない場合に、劣化係数Ｆを修正するためである。
【００２４】
ステップＳ１０６の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｅ以下であり、且つ、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆ以下であると判定されたときには、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣ又は電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが低い充電量であるか否か、即ち、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｇ（例えば、２０％）未満又は電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｈ（例えば、１０％）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。図３に示すように、充電量ＶＳＯＣが低いときでも、充電量ＶＳＯＣが高いときと同様に、充電量ＶＳＯＣは高い精度を有することがわかる。したがって、この高い精度を有する充電量ＶＳＯＣと電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣとを比較すれば、充電量ＩＳＯＣに誤差が含まれていないか否かを判断でき、蓄電池１２の劣化の程度を判定できる。充電量ＶＳＯＣ又は充電量ＩＳＯＣが低い充電量と判定されたときには、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が正の閾値Ｃ（例えば、３％）を超えているか否かを判定し（ステップＳ１２８）、超えていないと判定されたときには、上記減算値が負の閾値Ｄ未満（例えば、−５％）であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、負の閾値Ｄ以上であるときには、蓄電池１２は正常であると判断して、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣとして決定して（ステップＳ１３２）、本ルーチンを終了する。
【００２５】
ステップＳ１３０の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が閾値Ｄ未満であるときには、前回のルーチンの劣化係数Ｆに加算値を加算して劣化係数Ｆを修正し（ステップＳ１１４）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣに設定する（ステップＳ１１６）。そして、修正後の劣化係数Ｆが閾値Ｊを超えているか否かを判定し（ステップＳ１１８）、劣化係数Ｆが閾値Ｊを超えていると判定されたときには、蓄電池１２は劣化していると判断してＬＥＤ４０に点灯信号を出力し（ステップＳ１２０）、劣化係数Ｆが閾値Ｊ以下であると判定されたときには、蓄電池１２は正常であると判断して本ルーチンを終了する。
【００２６】
ステップＳ１２８の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣで減算した減算値が閾値Ｃを超えていると判定されたときには、前回のルーチンの劣化係数Ｆに減算値を減算して（ステップＳ１２２）、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣに決定すると共に電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣに設定して（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了する。
【００２７】
ステップＳ１２６の判定において、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣが閾値Ｇ以上であり、且つ、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣが閾値Ｈ以上であるとき、即ち充電量ＶＳＯＣが閾値Ｅから閾値Ｇまでの範囲内にあり、且つ、充電量ＩＳＯＣが閾値Ｆから閾値Ｈまでの範囲内にあるとき、電圧Ｖからの充電量ＶＳＯＣの精度があまり良くない範囲内であり、充電量ＶＳＯＣと充電量ＩＳＯＣとを比較するのは好ましくないと判断して、電流Ｉからの充電量ＩＳＯＣを蓄電池１２の充電量ＳＯＣとして決定して（ステップＳ１３２）本ルーチンを終了する。
【００２８】
図４および図５は、劣化係数Ｆを用いて蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出する様子を例示する説明図である。図４は、現在の蓄電池１２の電池容量が新品時の蓄電池１２の電池容量に対して５０％の電池容量にまで低下した場合の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの推移を示している。図４に示すように、実線で示す蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率（傾きの絶対値）は、破線で示す真の充電量の変化率に対して小さくなっており両者に大きなずれが生じているが、劣化係数Ｆに所定の加算値を加算するにつれて蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率が真の充電量の変化率に近づいていることがわかる。即ち、蓄電池１２の充電量ＳＯＣが現在の蓄電池１２の電池容量に応じた真の充電量に次第に近づいており、劣化係数Ｆが収束した際には良好な精度で蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出することができることがわかる。同時に、劣化係数Ｆが、例えば、値２に到達したときに、電池容量が低下し蓄電池１２が劣化したと判断することができる。一方、図５では、現在の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率（傾きの絶対値）が新品時（電池容量１００％）における蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率よりも大きいときの蓄電池１２の充電量ＳＯＣの推移を示している。図５に示すように、実線で示す現在の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率が破線で示す真の蓄電池１２の充電量ＳＯＣの変化率よりも大きい場合に劣化係数Ｆに所定の減算値を減算することにより、現在の蓄電池１２の充電量ＳＯＣが次第に真の充電量ＳＯＣに近づくことがわかる。
【００２９】
以上説明した実施例の蓄電池の状態検出装置２０によれば、蓄電池１２の端子間電圧Ｖから算出された充電量ＶＳＯＣと、蓄電池１２の充放電電流Ｉの積算値から算出された充電量ＩＳＯＣとの差に基づいて、蓄電池１２の電池容量に対応する劣化係数Ｆを順次修正していき、修正した劣化係数Ｆにより蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出するから、蓄電池１２の充電量ＳＯＣを蓄電池１２の電池容量に応じたより正確なものとして算出することができる。同時に、劣化係数Ｆは蓄電池１２の電池容量と対応しているから、この劣化係数Ｆに基づいて蓄電池１２の劣化を判定することができる。したがって、この劣化判定に従って、適切な時期に蓄電池１２の交換を行なうことができる。
【００３０】
実施例の蓄電池の状態検出装置２０では、蓄電池１２の劣化を判定するものとしたが、劣化は判定しないものとしても構わない。
【００３１】
実施例の蓄電池の状態検出装置２０では、蓄電池１２全体における充電量ＳＯＣを算出すると共に蓄電池１２全体としての劣化を判定するものとしたが、蓄電池１２の各単電池毎あるいは複数の単電池からなる複数のブロックにおける各ブロック毎に充電量ＳＯＣを演算する共に劣化を判定するものとしても構わない。この場合、電圧センサを各単電池毎あるいは各領域毎に配置すれば、実施例の蓄電池の状態検出装置２０と同様の手法により、単電池毎あるいは領域毎に充電量ＳＯＣを算出できると共に電池の劣化を判定できる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 駆動システム１０に本発明の一実施例である蓄電池の状態検出装置２０を適用した場合の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 実施例の蓄電池の状態検出装置２０の電子制御ユニット３０により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】 蓄電池１２の端子間電圧Ｖと充電量との関係を示すマップである。
【図４】 劣化係数Ｆを用いて蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出する様子を例示する説明図である。
【図５】 劣化係数Ｆを用いて蓄電池１２の充電量ＳＯＣを算出する様子を例示する説明図である。
【符号の説明】
１０ 駆動システム、１２ 蓄電池、１４ 負荷、２０ 蓄電池の状態検出装置、２２ 電圧センサ、２４ 電流センサ、２６ 温度センサ、３０ 電子制御ユニット、３２ ＣＰＵ、３４ ＲＯＭ、３６ ＲＡＭ、４０ ＬＥＤ。
Claims (8)
- 蓄電池の状態を検出する状態検出装置であって、
前記蓄電池の充放電電流と劣化係数とを用いて該蓄電池の充電量を算出する電流方式充電量算出手段と、
前記蓄電池の電圧を用いて該蓄電池の充電量を算出する電圧方式充電量算出手段と、
前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が第１の所定値から該第１の所定値よりも大きい第２の所定値までの範囲内を外れるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が第３の所定値から該第３の所定値よりも大きい第４の所定値までの範囲内を外れるとき、両充電量を比較して前記劣化係数を修正する劣化係数修正手段と、
前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量を前記蓄電池の充電量として決定する充電量決定手段と
を備える蓄電池の状態検出装置。 - 請求項１記載の蓄電池の状態検出装置であって、
前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量と前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量との差に基づいて前記劣化係数を修正する手段である蓄電池の状態検出装置。 - 請求項２記載の蓄電池の状態検出装置であって、
前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第２の所定値を超えるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第４の所定値を超えるときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が正の第１閾値を超えるとき、前記劣化係数に所定の第１加算値を加算することにより該劣化係数を修正する手段である蓄電池の状態検出装置。 - 請求項２または３記載の蓄電池の状態検出装置であって、
前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第１の所定値未満のとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第３の所定値未満のときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が負の第２閾値未満のとき、前記劣化係数に所定の第２加算値を加算することにより該劣化係数を修正する手段である蓄電池の状態検出装置。 - 請求項３または４記載の蓄電池の状態検出装置であって、
前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第２の所定値を超えるとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第４の所定値を超えるときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が負の第３閾値未満であるとき、前記劣化係数に所定の第１減算値を減算することにより該劣化係数を修正する手段である蓄電池の状態検出装置。 - 請求項３ないし５いずれか記載の蓄電池の状態検出装置であって、
前記劣化係数修正手段は、前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第１の所定値未満のとき又は前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量が前記第３の所定値未満のときであって、前記電圧方式充電量算出手段により算出された充電量から前記電流方式充電量算出手段により算出された充電量を減じた値が正の第４閾値を超えるとき、前記劣化係数に所定の第２減算値を減算することにより該劣化係数を修正する手段である蓄電池の状態検出装置。 - 請求項１ないし６いずれか記載の蓄電池の状態検出装置であって、
前記劣化係数修正手段により修正された劣化係数に基づいて前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定手段を備える蓄電池の状態検出装置。 - 請求項７記載の蓄電池の状態検出装置であって、
前記劣化判定手段は、前記劣化係数が所定の上限値を超えたときに前記蓄電池が劣化したと判定する手段である蓄電池の状態検出装置。
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| JP2003178811A (ja) | 2003-06-27 |
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