JP4733668B2 - バッテリー管理システム及びバッテリー管理システムの駆動方法 - Google Patents

バッテリー管理システム及びバッテリー管理システムの駆動方法 Download PDF

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Description

本発明はバッテリー管理システム及びその駆動方法に関し、特に、電気エネルギーを利用する自動車に用いることができるバッテリー管理システム及びその駆動方法に関する。
ガソリンや重油を主燃料とする内燃エンジンを利用する自動車は、大気汚染など公害発生に深刻な影響を与えている。従って、最近は公害発生を減らすために、電気自動車またはハイブリッド自動車の開発に多くの力を入れている。
電気自動車は、バッテリーから出力される電気エネルギーによって動作するバッテリーエンジンを利用する自動車である。このような電気自動車は、充放電可能な多数の２次電池が一つのパックとして形成されたバッテリーを主動力源として用いるため、排気ガスが全くなく、騒音がとても小さいという長所がある。
一方、ハイブリッド自動車は、内燃エンジンを利用する自動車と電気自動車との中間段階の自動車として、２種類以上の動力源、例えば内燃エンジン及びバッテリーエンジンの両方を用いる自動車である。現在では、内燃エンジンと、水素及び酸素を連続的に供給しながら化学反応を起こして直接電気エネルギーを得る燃料電池とを利用したり、バッテリーと燃料電池とを利用するなど混合された形態のハイブリッド自動車が開発されている。
このように、バッテリーエンジンを利用する自動車は、動力源向上のため使用する２次電池の数が次第に増加しており、連結された多数のセルを効率的に管理できるセルバランシング制御方法がバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）に必要とされている。
特に、バッテリーの充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ；ＳＯＣ、充電量、残容量）は、キーオフ後の放置時間が基準時間より長いと、キーオン時の開放電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ；ＯＣＶ）を測定し、ＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを用いて初期ＳＯＣを推定する。そして、推定された初期ＳＯＣに対応する電流値として測定された電流を積算する方法によってバッテリーのＳＯＣを推定する。
この時、ＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルは、バッテリーの温度、電流、電圧及び劣化状態などの多様な条件で実験して測定された実験データであり、ＢＭＳのマイクロコントローラ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）に格納される。しかし、ＭＣＵは、メモリの限界により多様な条件で測定されるＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを保存することによる過負荷の問題が生じる。従って、ＯＣＶとＳＯＣとの対応関係による領域を区分して、その領域に対応した異なる初期ＳＯＣの推定方法を設定する必要がある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）のメモリ領域の負荷を軽減することが可能な、新規かつ改良されたバッテリー管理システム及びバッテリー管理システムの駆動方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の電池セルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムにおいて、バッテリーの電圧及び電流を測定するセンシング部と、バッテリーの電圧及び電流の印加を受けると共に、センシング部により測定されたバッテリーの電圧を用いてキーオン動作時の開放電圧を測定し、キーオン動作時の開放電圧を用いてバッテリーのキーオン動作直後の充電状態を示す初期充電状態を推定するマイクロコントローラと、を含むバッテリー管理システムが提供される。また、マイクロコントローラは、バッテリーのキーオフ時間を所定の基準時間と比較した結果、キーオフ時間が基準時間よりも長い場合に、キーオン動作時の開放電圧を測定し、開放電圧の電圧値の範囲を少なくとも第１ＯＣＶ領域及び第２ＯＣＶ領域に区分し、キーオン動作時の開放電圧が第１ＯＣＶ領域に含まれる場合、線形方程式を用いて初期充電状態を推定する。
ここで、キーオン動作とは、例えば、上記バッテリー管理システムを電気エネルギーを利用する自動車のバッテリーに適用した場合に自動車のエンジン系統を作動させるための動作をいい、キーオン状態は、バッテリーによる電力供給が行われている状態をいう。逆に、キーオフ動作は、自動車のエンジン系統を停止させるための動作をいい、キーオフ状態は、バッテリーによる電力供給が行われていない状態をいう。また、初期充電状態とは、キーオン動作が行われてキーオフ状態からキーオン状態に移った直後のバッテリーの充電状態（残容量）の初期値である。
また、上記線形方程式は、開放電圧と充電状態とが線形的な関係を有する開放電圧値の範囲である第１ＯＣＶ領域に対応して生成されるようにしてもよい。
また、マイクロコントローラは、キーオン動作時の開放電圧が前記第２ＯＣＶ領域に含まれる場合、開放電圧と充電状態との関係を表すテーブルを用いて初期充電状態を推定するようにしてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の電池セルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムの駆動方法において、ａ）バッテリーのキーオフ時間を所定の基準時間と比較する段階と、ｂ）ａ）段階での比較の結果、キーオフ時間が基準時間より長い場合に、キーオン動作時の開放電圧を測定する段階と、ｃ）キーオン動作時の開放電圧が、開放電圧値の所定の範囲を表す第１ＯＣＶ領域に含まれるか否かを判断する段階と、ｄ）ｃ）段階での判断の結果、キーオン動作時の開放電圧が前記第１ＯＣＶ領域に含まれる場合に、線形方程式を用いて前記バッテリーのキーオン動作直後の充電状態を示す初期充電状態を推定する、バッテリー管理システムの駆動方法が提供される。
また、ｂ）段階において、ａ）段階での比較の結果、キーオフ時間が基準時間より短い場合に、直前のキーオフ動作時のバッテリーの充電状態を初期受電状態と推定するようにしてもよい。
また、ｄ）段階は、ｃ）段階での判断の結果、キーオン動作時の開放電圧が第１ＯＣＶ領域に含まれない場合に、開放電圧と充電状態との関係を表すテーブルを用いて初期充電状態を推定するようにしてもよい。
また、上記線形方程式は、開放電圧と充電状態とが線形的な関係を有する開放電圧値の範囲である第１ＯＣＶ領域に対応して生成されるようにしてもよい。
また、基準時間は、キーオン動作が行われた時から開放電圧が安定状態に到達するまでにかかる時間であってもよい。ここで、開放電圧の安定状態とは、開放電圧が一定の値のままに保たれた状態をいう。
以上説明したように本発明によれば、マイクロコントローラのメモリ領域の負荷を軽減することが可能となる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
明細書全体にわたって、ある部分が他の部分と「連結」されているという時、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子をおいて「電気的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー、バッテリー管理システム（以下、ＢＭＳという）及びＢＭＳの周辺装置を概略的に示す図である。
図１に示したように、自動車システムは、ＢＭＳ１、バッテリー２、電流センサー３、冷却ファン４、ヒューズ５、メインスイッチ６、制御ユニット（ＭｏＴｏｒ Ｃｏｎｔｒｏ Ｕｎｉｔ；ＭＴＣＵ）７、インバータ８及びモータジェネレータ９を含む。
まず、バッテリー２は、複数の電池セルが互いに直列連結された複数のサブパック２ａ〜２ｈ、出力端子（２_ＯＵＴ１）、出力端子（２_ＯＵＴ２）及びサブパック２ｄとサブパック２ｅの間に備えられる安全スイッチ（２_ＳＷ）を含む。ここで、サブパック２ａ〜２ｈは、一例として８個に表示したものであって、サブパックは複数の電池セルを一つのグループで示したものに過ぎず、これに限定されるものではない。また、安全スイッチ（２_ＳＷ）は、サブパック２ｄとサブパック２ｅとの間に備えられるスイッチであり、バッテリーを交換したり、バッテリーに対する作業を遂行する際の作業者の安全のために手動でオン／オフできるスイッチである。本発明による実施形態ではサブパック２ｄとサブパック２ｅとの間に安全スイッチ（２_ＳＷ）を含んでいるが、本発明はこれに限定されるのではない。出力端子（２_ＯＵＴ１）及び出力端子（２_ＯＵＴ２）はインバータ８に連結される。
電流センサー３は、バッテリー２の出力電流量を測定してＢＭＳ１のセンシング部１０に出力する。具体的に、電流センサー３は、ホール素子を用いて電流を測定し、測定された電流に対応するアナログ電流信号を出力するホール変流器（Ｈａｌｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）や、出力端子（２_ＯＵＴ１）とインバータ８とを繋ぐロードライン（Ｌｏａｄ ｌｉｎｅ）上に挿入された検出抵抗を通して流れる電流によって生じた電圧降下を信号として出力する装置（例えば、差動増幅器）等であってもよい。
冷却ファン４は、ＢＭＳ１の制御信号に基づいて、バッテリー２の充放電によって発生する熱を風で排出し冷却して、温度上昇によるバッテリー２の劣化及び充放電効率の低下を防止する。
ヒューズ５は、バッテリー２の断線または短絡によって、過電流がバッテリー２に流れるのを防止する。つまり、過電流が発生するとヒューズ５は断線して、過電流がバッテリー２に流れるのを遮断する。
メインスイッチ６は、過電圧、過電流、高温など異常現象が発生すると本発明によるバッテリー管理システム（ＢＭＳ）１または自動車備え付けの制御ユニット（ＭＴＣＵ）７の制御信号に基づいて、バッテリー２をオン／オフする。
ＢＭＳ１は、センシング部１０、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）２０、内部電源供給部３０、セルバランシング部４０、記憶部５０、通信部６０、保護回路部７０、パワーオンリセット部８０及び外部インタフェース９０を含む。
センシング部１０は、バッテリー全体のパック電流（以下、‘パック電流’）、バッテリー全体のパック電圧（以下、‘パック電圧’）、パック温度、バッテリーの端子電圧（Ｖｔ）、バッテリー温度（Ｔ）及びバッテリー電流（ｉ）を測定してＭＣＵ２０に伝達する。
ＭＣＵ２０は、バッテリーの開放電圧（以下、ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）と充電状態（以下、ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ；充電量、残容量）との対応関係によりＯＣＶを第１ＯＣＶ領域及び第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）に区分する。本発明の実施形態による第１ＯＣＶ領域は、ＯＣＶとＳＯＣが線形的な対応関係を有するＯＣＶ領域を示し、線形方程式を用いて初期ＳＯＣを推定する領域である。また、第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）は、ＯＣＶとＳＯＣが非線形的な対応関係を有するＯＣＶ領域を示し、ＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを用いて初期ＳＯＣを推定する領域である。ここで、初期ＳＯＣとは、キーオン動作が行われてキーオフ状態からキーオン状態に移った時点における、ＳＯＣの初期値をいう。なお、キーオン動作とは、自動車のエンジン系統を作動させるための動作をいい、キーオン状態は、バッテリーによる電力供給が行われている状態である。逆に、キーオフ動作は、自動車のエンジン系統を停止させるための動作をいい、キーオフ状態は、バッテリーによる電力供給が行われていない状態である。
ＭＣＵ２０は、キーオン動作が行われることによりキーオンの状態が認識されると、前回のキーオフ動作後、再びキーオン状態になるまでの時間（以下、キーオフ時間という）を算出する。この時、ＭＣＵ２０は、キーオフ時間を所定の基準時間と比較する。本発明の実施形態による基準時間は、キーオン時のＯＣＶが安定状態に到達するまで、即ち、キーオン動作が行われてからＯＣＶが一定の値で安定するまでにかかる時間である。比較の結果、キーオフ時間が基準時間より短い場合、ＭＣＵ２０は、キーオン動作直前のキーオフ動作時のＳＯＣを信頼して、キーオン動作直前のキーオフ動作時のＳＯＣを初期ＳＯＣと推定する。一方、比較の結果、キーオフ時間が基準時間より長い場合、ＭＣＵ２０は、センシング部１０から伝達されたバッテリーの電圧を用いてキーオン動作時のＯＣＶを測定し、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれるか否かを判定する。判定の結果、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれる場合、ＭＣＵ２０は線形方程式を用いて初期ＳＯＣを推定する。しかし、判定の結果、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれていない、つまり、第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）に含まれている場合、ＭＣＵ２０は、ＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを用いて初期ＳＯＣを推定する。
内部電源供給部３０は、一般に補助バッテリーを用いてＢＭＳ１に電源を供給する装置である。セルバランシング部４０は、各セルの充電状態（充電量、残容量）の均衡を取る。つまり、充電量が比較的に高いセルは放電させ、充電量が比較的低いセルは充電させることができる。記憶部５０は、ＢＭＳ１の電源がオフされる時、その時点のＳＯＣ、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）などのデータを記憶する。ここで記憶部５０は、電気的に書き換え可能な非揮発性記憶装置としてのＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）であってもよい。通信部６０は、自動車のＭＴＣＵ７と通信を行う。また、通信部６０は、ＢＭＳ１からＭＴＣＵ７にＳＯＣ及びＳＯＨに関する情報を伝送したり、ＭＴＣＵ７から自動車状態に関する情報を受信してＭＣＵ２０に伝送する。保護回路部７０は、ハードウェア素子を用いて過電流、過電圧などからバッテリー２を保護するために２次的に追加された回路である。保護回路部７０で保護動作が行われる前にＭＣＵ内部にあるファームウエアで１次的な保護動作が行われる。パワーオンリセット部８０は、ＢＭＳ１の電源がオンにされると、システム全体をリセットする。外部インタフェース９０は、冷却ファン４、メインスイッチ６等からなるＢＭＳの補助装置をＭＣＵ２０に連結するための装置である。本実施形態は、冷却ファン４及びメインスイッチ６のみ示したが、これに限定されるものではなく、これ以外の装置を含むものであってもよい。
ＭＴＣＵ７は、自動車のアクセラレーター、ブレーキ、自動車の速度などの情報に基づいて、現在の自動車の動作状態を把握し、必要なトルクの大きさなどの情報を決定する。現在の自動車の動作状態とは、具体的には、エンジン系統が作動しているキーオン状態、エンジン系統が停止しているキーオフ状態、定速走行状態または加減速走行状態などの各状態を意味する。ＭＴＣＵ７は、自動車の動作状態に関する情報をＢＭＳ１の通信部６０に伝送する。ＭＴＣＵ７は、モータジェネレータ９の出力をトルク情報に合わせて制御する。つまり、ＭＴＣＵ７は、インバータ８のスイッチングを制御して、モータジェネレータ９の出力がトルク情報に合うように制御する。またＭＴＣＵ７は、ＢＭＳ１の通信部６０を通してＭＣＵ２０から伝えられたバッテリー２のＳＯＣを伝達して、バッテリー２のＳＯＣが目標値（例えば５５％）になるように制御する。例えば、ＭＣＵ２０から伝えられたＳＯＣが５５％以下の場合、インバータ８のスイッチを制御して、電力がバッテリー１０に向かって出力されるようにしてバッテリー２を充電させる。この時パック電流（Ｉｐ）は負の値となる。一方、ＳＯＣが５５％以上の場合、インバータ８のスイッチを制御して、電力がモータジェネレータ９に向かって出力されるようにしてバッテリー２を放電させる。この時パック電流（Ｉｐ）は正の値となる。
インバータ８は、ＭＴＣＵ７の制御信号に基づいて、バッテリー２が充電または放電されるようにする。
モータジェネレータ９は、バッテリー２の電気エネルギーを用いてＭＴＣＵ７から伝えられるトルク情報に基づいて自動車を駆動する。
つまり、ＭＴＣＵ７は、ＳＯＣに基づいて充放電できるパワーだけ充放電することによって、バッテリー２が過充電や過放電されるのを防止して、バッテリー２を効率的に長い間使えるようにする。しかし、バッテリー２が自動車に装着された後には、バッテリー２の実際のＳＯＣを測定することは難しいため、ＢＭＳ１は、センシング部１０で検知されたパック電流、パック電圧及びセル温度などを用いてＳＯＣを正確に推定してＭＴＣＵ７に伝達しなければならない。
以下、図２、図３及び図４を参照して本発明の実施形態によるバッテリーの初期ＳＯＣの推定方法を具体的に説明する。
図２は、本発明の実施形態によるＭＣＵ２０を概略的に示した図である。
図２に示したように、ＭＣＵ２０は、タイマー２１０、制御部２２０、ＳＯＣ推定部２３０及びデータ記憶部２４０を含む。
タイマー２１０は、キーオン及びキーオフ動作時の各々の時間を測定して、データ記憶部２４０に伝達する。
制御部２２０は、バッテリーの電圧及び電流をセンシング部１０から受け取り、受け取ったバッテリーの電圧を用いて、キーオン状態の時のＯＣＶを測定する。そして、制御部２２０は、タイマー２１０、ＳＯＣ推定部２３０及びデータ記憶部２４０を制御し、ＯＣＶとＳＯＣとの対応関係によりＯＣＶの値を区分した第１ＯＣＶ領域及び第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）に基づいて初期ＳＯＣを推定する。
以下、具体的に制御部２２０で実行されるバッテリーの初期ＳＯＣ推定処理過程を説明する。まず、制御部２２０は、エンジン系統が始動されたキーオンの状態が認識されると、キーオン動作及びキーオフ動作が行われた時間をデータ記憶部２４０から受け取る。以下、制御部２２０は、前回のキーオフ動作後再びキーオン状態になるまでのキーオフ時間を算出する。そして、制御部２２０は、算出されたキーオフ時間と基準時間とを比較する。この比較の結果、キーオフ時間が基準時間より短いと、制御部２２０はキーオン動作直前のキーオフ動作時のＳＯＣを信頼して、キーオフ動作時のＳＯＣを初期ＳＯＣと推定する。そして、制御部２２０は、算出された初期ＳＯＣをＳＯＣ推定部２３０に伝達する。
一方、比較の結果、キーオフ時間が基準時間より長いと、制御部２２０は、伝達されたバッテリーの電圧を用いてキーオン動作時のＯＣＶを測定する。そして、制御部２２０は、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれるか否かを判定する。判定の結果、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれる場合は、制御部２２０は線形方程式を用いて初期ＳＯＣを推定する。本発明の実施形態による線形方程式は、多様な実験によって測定されたＯＣＶと、ＳＯＣの関係テーブルでＯＣＶとＳＯＣとが線形的な対応関係を有する第１ＯＣＶ領域に対応して生成される一次方程式であり、第１ＯＣＶ領域に対応する初期ＳＯＣを推定することに利用される。一方、判定の結果、キーオン動作時のＯＣＶが、第１ＯＣＶ領域に含まれていない、つまり、第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）に含まれる場合は、制御部２２０はＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを用いて初期ＳＯＣを推定する。そして、制御部２２０は、第１及び第２ＯＣＶ領域で推定された初期ＳＯＣをＳＯＣ推定部２３０に伝達する。
ＳＯＣ推定部２３０は、制御部２２０から伝えられた初期ＳＯＣに対応する電流値にバッテリーの電流（ｉ）を積算してＳＯＣを推定する。
データ記憶部２４０は、キーオン動作時及びキーオフ動作時のバッテリーの状態情報（バッテリー充電量等）を記憶する。
さらに、データ記憶部２４０は、キーオン動作時及びキーオフ動作時に各動作が行われた時間を記憶し、キーオン動作直前のキーオフ動作時のＳＯＣを記憶する。また、データ記憶部２４０は、バッテリーの温度、電流、電圧及び劣化状態などの多様な条件による実験を通じて測定されたＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを記憶する。
図３は、本発明の実施形態に係るＯＣＶとＳＯＣの対応関係を示したグラフである。
図３に示したように、ＯＣＶとＳＯＣの対応関係を示したグラフにおいて、ＯＣＶ領域は、第１ＯＣＶ領域及び第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）に区分される。この時、第１及び第２ＯＣＶ領域を区分する基準は、ＯＣＶとＳＯＣの対応関係が線形的な関係を維持する区間により決定される。本発明の実施形態により、第１ＯＣＶ領域は、ＯＣＶとＳＯＣの対応関係が線形的な関係を示す区間と設定し、第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）はＯＣＶとＳＯＣの対応関係が非線形的な関係を示す区間と設定した。また、全体ＳＯＣ区間を０％〜１００％に設定した時、全体ＳＯＣを、区間Ｂ（０％〜２０％）、区間Ａ（２０％〜８０％）、区間Ｂ’（８０％〜１００％）に区分して設定した。この時、第１ＯＣＶ領域は、区間Ａ（２０％〜８０％）と線形的な対応関係を有し、第１ＯＣＶ領域のＯＣＶに対応するＳＯＣは線形方程式によって推定される。具体的には、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれると、線形方程式を用いてキーオン動作時のＯＣＶに対応する初期ＳＯＣを推定できる。また、第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）は、区間Ｂ（０％〜２０％）及び区間Ｂ’（８０％〜１００％）と各々非線形的な関係を有し、第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）に対応するＳＯＣは、ＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを用いて推定できる。
図４は、本発明の実施形態によるバッテリーの初期ＳＯＣ推定過程を示したフローチャートである。
まず、ＭＣＵ２０は、キーオン状態になったか否か、即ちキーオン動作が行われたか否かを判断する（ステップＳ１００）。
ステップＳ１００における判断の結果、キーオン状態でなければ、ステップＳ１００からやり直す。ステップＳ１００における判断の結果、キーオン状態の場合、ＭＣＵ２０は、キーオン動作及びキーオフ動作が行われた時間をデータ記憶部２４０から取得し、キーオフ時間を算出し、算出されたキーオフ時間と基準時間とを比較する（ステップＳ２００）。
ステップＳ２００での比較の結果、キーオフ時間が基準時間より短いと、ＭＣＵ２０はキーオン動作直前のキーオフ動作時のＳＯＣを初期ＳＯＣと推定する（ステップＳ６００）。ステップＳ２００での比較の結果、キーオフ時間が基準時間より長いと、ＭＣＵ２０はバッテリーの電圧を用いて、キーオン動作時のＯＣＶを測定する（ステップＳ３００）。そして、ＭＣＵ２０は、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれるか否かを判断する（ステップＳ４００）。
ステップＳ４００での判断の結果、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれる場合、線形方程式を用いて初期ＳＯＣを推定する（ステップＳ５００）。ステップＳ４００での判断の結果、キーオン動作時のＯＣＶが第１ＯＣＶ領域に含まれていない、つまり、第２ＯＣＶ領域（Ｉ及びＩＩ）に含まれる場合、ＭＣＵ２０は、ＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルを用いて、初期ＳＯＣを推定する（ステップＳ７００）。
このように、本実施形態によると、ＯＣＶとＳＯＣとが線形的な対応関係を有する区間は線形方程式を用いて初期ＳＯＣを推定できる。従って、線形方程式を用いて初期ＳＯＣを推定することにより、ＭＣＵ２０においてＯＣＶ及びＳＯＣに関するテーブルが占めたメモリ量を減らすことができ、より効率的にＭＣＵ２０の記憶領域を使用することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明の一実施形態に係るバッテリー、ＢＭＳ及びＢＭＳの周辺装置の概略構成を示すブロック図である。 同実施形態に係るＭＣＵ２０の概略構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すグラフである。 同実施形態にかかるバッテリーの初期ＳＯＣ推定処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
１ ＢＭＳ
２ バッテリー
３ 電流センサー
４ 冷却ファン
５ ヒューズ
６ メインスイッチ
７ ＭＴＣＵ
８ インバータ
９ モータジェネレータ
１０ センシング部
２０ ＭＣＵ
３０ 内部電源供給部
４０ セルバランシング部
５０ 記憶部
６０ 通信部
７０ 保護回路部
８０ パワーオンリセット部
９０ 外部インタフェース
２１０ タイマー
２２０ 制御部
２３０ ＳＯＣ推定部
２４０ データ記憶部
２ａ〜２ｈ サブパック
２_ＯＵＴ１、２_ＯＵＴ２ 出力端子
２_ＳＷ 安全スイッチ

Claims (8)

  1. 複数の電池セルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムにおいて、
    前記バッテリーの電圧及び電流を測定するセンシング部と、
    前記バッテリーの電圧及び電流の印加を受けると共に、前記センシング部により測定された前記バッテリーの電圧を用いてキーオン動作時の開放電圧を測定し、前記キーオン動作時の開放電圧を用いて前記バッテリーのキーオン動作直後の充電状態を示す初期充電状態を推定するマイクロコントローラと、
    を含み、
    前記マイクロコントローラは、
    前記バッテリーのキーオフ時間を所定の基準時間と比較した結果、前記キーオフ時間が前記基準時間よりも長い場合に、前記キーオン動作時の開放電圧を測定し、前記開放電圧の電圧値の範囲を少なくとも第１ＯＣＶ領域及び第２ＯＣＶ領域に区分し、前記キーオン動作時の開放電圧が前記第１ＯＣＶ領域に含まれる場合、線形方程式を用いて前記初期充電状態を推定することを特徴とする、バッテリー管理システム。
  2. 前記線形方程式は、
    前記開放電圧と前記充電状態とが線形的な関係を有する前記開放電圧値の範囲である前記第１ＯＣＶ領域に対応して生成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー管理システム。
  3. 前記マイクロコントローラは、
    前記キーオン動作時の開放電圧が前記第２ＯＣＶ領域に含まれる場合、前記開放電圧と前記充電状態との関係を表すテーブルを用いて前記初期充電状態を推定することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のバッテリー管理システム。
  4. 複数の電池セルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムの駆動方法において、
    ａ）前記バッテリーのキーオフ時間を所定の基準時間と比較する段階と、
    ｂ）前記ａ）段階での比較の結果、前記キーオフ時間が前記基準時間より長い場合に、キーオン動作時の開放電圧を測定する段階と、
    ｃ）前記キーオン動作時の開放電圧が、前記開放電圧値の所定の範囲を表す第１ＯＣＶ領域に含まれるか否かを判断する段階と、
    ｄ）前記ｃ）段階での判断の結果、前記キーオン動作時の開放電圧が前記第１ＯＣＶ領域に含まれる場合に、線形方程式を用いて前記バッテリーのキーオン動作直後の充電状態を示す初期充電状態を推定することを特徴とする、バッテリー管理システムの駆動方法。
  5. 前記ｂ）段階は、
    前記ａ）段階での比較の結果、前記キーオフ時間が前記基準時間より短い場合に、直前のキーオフ動作時の前記バッテリーの充電状態を前記初期充電状態と推定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー管理システムの駆動方法。
  6. 前記ｄ）段階は、
    前記ｃ）段階での判断の結果、前記キーオン動作時の開放電圧が前記第１ＯＣＶ領域に含まれない場合に、前記開放電圧と前記充電状態との関係を表すテーブルを用いて前記初期充電状態を推定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載のバッテリー管理システムの駆動方法。
  7. 前記線形方程式は、
    前記開放電圧と前記充電状態とが線形的な関係を有する前記開放電圧値の範囲である前記第１ＯＣＶ領域に対応して生成されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載のバッテリー管理システムの駆動方法。
  8. 前記基準時間は、
    キーオン動作が行われた時から前記開放電圧が安定状態に到達するまでにかかる時間であることを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載のバッテリー管理システムの駆動方法。
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