JP4868081B2

JP4868081B2 - 電池状態検知方法及び電池状態検知装置

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Publication number: JP4868081B2
Application number: JP2011105792A
Authority: JP
Inventors: 吉英馬島
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: JP2011203259A

Description

本発明は、二次電池の状態を検知する電池状態検知方法及び電池状態検知装置に関する。

二次電池の特性の一つとして、充電率と開放電圧との関係を示す開放回路電圧特性は、二次電池の劣化や使用条件の変更にかかわらず略同一の開放回路電圧特性であることが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特性を利用して、特許文献１には、充電または放電の休止期間中に測定された開放電圧と開放回路電圧特性とに基づいて、測定時点における充電率を推測する電池容量検出方法が開示されている。さらに、特許文献１には、充電開始前及び終了後の充電率と充電中に二次電池に供給された充電量とに基づいて、二次電池の満充電容量を推測する方法と、充電終了後の充電率と満充電容量とに基づいて、充電終了後の残容量を推測する方法が開示されている。

特開２００１−２３１１７９号公報

しかしながら、二次電池の種類によっては開放電圧に温度特性を持つものがあるため、縦軸を開放回路電圧とし横軸を充電率とする開放回路電圧特性の曲線の傾きが緩やかな二次電池の場合には、その傾きが急な二次電池の場合に比べ、開放電圧の誤差がたとえ同じであっても充電率の誤差は大きくなるため、温度特性を考慮しなければ充電率などの電池状態の検知誤差が大きくなる要因となり得る。

そこで、本発明は、温度特性の考慮により電池状態を精度良く検知することができる、電池状態検知方法及び電池状態検知装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電池状態検知方法は、
二次電池の状態を検知する電池状態検知方法であって、
前記二次電池の開放電圧を電圧検出部を介して測定する開放電圧測定ステップと、
前記二次電池の開放電圧と充電率との関係を示す第１の特性データに基づいて、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、
前記二次電池の充電率に応じた開放電圧と温度との関係を示す第２の特性データに基づいて、前記二次電池の開放電圧の測定値を、前記二次電池の前記充電率算出ステップで算出された充電率と周囲温度に応じて補正する開放電圧測定値補正ステップと、
前記第１の特性データに基づいて、前記充電率を、前記開放電圧測定値補正ステップで補正された前記二次電池の開放電圧の測定値の補正値に応じて補正する充電率補正ステップとを備え、
前記電圧検出部は温度依存回路部を含み、
前記温度依存回路部の温度特性を示す第３の特性データに基づいて、前記開放電圧測定ステップで測定された測定値を、前記二次電池の周囲温度に応じて補正する電圧測定値補正ステップとを備えることを特徴とする。これにより、二次電池の温度特性を考慮して充電率を精度よく検知することができる。また、これにより、例えば、測定系の温度特性による測定誤差を前記開放電圧の測定値から取り除くことができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る電池状態検知装置は、
二次電池の状態を検知する電池状態検知装置であって、
前記二次電池の開放電圧を測定する、温度依存回路部を含む電圧検出部と、
前記二次電池の開放電圧と充電率との関係を示す第１の特性データ、前記二次電池の開放電圧と温度との関係を充電率毎に示す第２の特性データ、及び前記温度依存回路部の入出力温度特性データを示す第３の特性データに基づいて、前記二次電池の充電率を前記二次電池の周囲温度に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする。これにより、開放電圧の温度特性を考慮して充電率を精度よく検知することができる。

また、本発明に係る電池状態検知装置は、
前記二次電池の状態を測定する状態測定手段と、
前記状態測定手段の温度を前記二次電池の周囲温度として測定する温度測定手段とを有し、
前記補正手段は、前記状態測定手段の状態測定結果を前記温度測定手段の温度測定結果に応じて補正することを特徴とする。これにより、例えば、状態測定手段の温度特性による測定誤差を前記状態測定手段によって測定された前記開放電圧の測定値から取り除くことができる。

また、本発明に係る電池状態検知装置は、
前記状態測定手段と前記温度測定手段とを集積した集積回路を備えることを特徴とする。これにより、集積回路自体の温度特性を考慮することができる。

本発明によれば、温度特性の考慮により電池状態を精度良く検知することができる。

本発明の一実施形態である電池状態検知装置１００を用いたシステム１の全体構成図である。２５℃における「開放電圧−充電率」特性を示した図である。二次電池２００の「開放電圧−周囲温度」特性を示した図である。ＡＤＣ４０の構成を示したブロック図である。基準電圧発生回路４１の温度特性を示した図である。アンプ回路４５，４６，４７の温度特性を示した図である。ＡＤＣ４０のアナログ入力からデジタル出力までを一つの温度依存回路部としたときの、ＡＤ変換値（出力値）の温度特性を示した実験データである。二次電池２００の開放電圧の温度特性を考慮した場合の充電率の補正処理フローである。二次電池２００の開放電圧の温度特性と温度依存回路部の温度特性とを考慮した場合の充電率の補正処理フローである。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の一実施形態である電池状態検知装置１００を用いたシステム１の全体構成図である。電池状態検知装置１００は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタなどの二次電池２００の周囲温度を検出する温度検出部１０と、二次電池２００の電圧を検出する電圧検出部２０と、二次電池２００の充放電電流を検出する電流検出部３０と、検出結果を示す各検出部から出力されるアナログ電圧値をデジタル値に変換するＡＤコンバータ（以下、「ＡＤＣ」という）４０と、電流積算、容量補正、放電可能容量などの演算処理を行う演算処理部５０（例えば、マイクロコンピュータ）と、その演算処理に利用される二次電池２００や電池状態検知装置１００の各構成部の特性を特定するための特性データを格納するメモリ６０（例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ）と、二次電池２００を電源とする外部機器３００に対して二次電池２００に関する電池状態情報を伝送する通信処理部７０（例えば、通信用ＩＣ）とを備える。温度検出部１０、電圧検出部２０、電流検出部３０、ＡＤＣ４０及び演算処理部５０は、集積回路によって構成されて、パッケージングされるものでもよい。

温度検出部１０は、二次電池２００の周囲温度を検出し、その検出された周囲温度をＡＤＣ４０に入力可能な電圧に変換して出力する。ＡＤＣ４０によって変換された二次電池２００の周囲温度を示す電池温度のデジタル値は、演算処理部５０に伝達され、演算処理のためのパラメータとして利用される。また、電池温度のデジタル値は、演算処理部５０によって予め決められた単位に換算され、二次電池２００の電池状態を示す電池状態情報として、通信処理部７０を介して外部機器３００に出力される。なお、温度検出部１０は、二次電池２００と電池状態検知装置１００とが近接していれば、二次電池２００自体の温度やその雰囲気温度だけでなく、電池状態検知装置１００やその構成部の温度を検出するものでもよい。また、温度検出部１０が電圧検出部２０と電流検出部３０とＡＤＣ４０とともに集積回路によって構成される場合、温度検出部１０は、その集積回路自体の温度やその雰囲気温度を検出することができる。

電圧検出部２０は、二次電池２００の電圧を検出し、その検出された電圧をＡＤＣ４０に入力可能な電圧に変換して出力する。ＡＤＣ４０によって変換された二次電池２００の電圧を示す電池電圧のデジタル値は、演算処理部５０に伝達され、演算処理のためのパラメータとして利用される。また、電池電圧のデジタル値は、演算処理部５０によって予め決められた単位に換算され、二次電池２００の電池状態を示す電池状態情報として、通信処理部７０を介して外部機器３００に出力される。

電流検出部３０は、二次電池２００の充放電電流を検出し、その検出された電流をＡＤＣ４０に入力可能な電圧に変換して出力する。電流検出部３０は、二次電池２００と直列に接続された電流検出抵抗とこの電流検出抵抗の両端に発生する電圧を増幅するオペアンプとを備え、電流検出抵抗とオペアンプとによって充放電電流を電圧に変換する。オペアンプは、ＡＤＣ４０に備えられてもよい。ＡＤＣ４０によって変換された二次電池２００の充放電電流を示す電池電流のデジタル値は、演算処理部５０に伝達され、演算処理のためのパラメータとして利用される。また、電池電流のデジタル値は、演算処理部５０によって予め決められた単位に換算され、二次電池２００の電池状態を示す電池状態情報として、通信処理部７０を介して外部機器３００に出力される。

演算処理部５０は、二次電池２００の充電状態又は放電状態（例えば、外部機器３００の動作により所定値以上の電流が消費されている状態）で電流検出部３０によって検出された電流値を積分することによって、二次電池２００において充放電される電気量を算出することができるとともに、二次電池２００が蓄えている現在の電気量（残容量）を算出することができる。残容量を算出するにあたって、例えば、特開２００４−２２６３９３号公報には、二次電池の充放電において温度や電流などの条件が変化した場合、充放電効率が変化するのではなく、各充放電条件に応じて一時的に充電や放電ができない電気量が存在し、その量が変化するという考え方が開示されている。この考え方によれば、充放電効率についての補正処理は行わなくてもよい。ただし、電池状態検知装置１００の構成部に温度に依存する温度依存回路部が存在する場合には、演算処理部５０は、温度検出部１０によって周囲温度を検出し、「充放電電流−温度」特性に基づいて、ＡＤＣ４０によって変換された二次電池２００の充放電電流値を補正してもよい。「充放電電流−温度」特性は、補正テーブルや補正関数によって表される。補正テーブル内のデータや補正関数の係数が特性データとしてメモリ６０に格納される。演算処理部５０は、メモリ６０から読み出された特性データを反映させた補正テーブルや補正関数に従って、温度検出部１０によって測定された温度に応じて充放電電流値の補正を行う。

一方、二次電池２００の充放電が休止状態（例えば、外部機器３００の動作が停止又はスタンバイ状態）になることにより、電流検出部３０による測定では誤差が多く含まれる状態又は測定不可となる状態が一定期間検出された場合、残容量の算出のため上述の電流積算の処理が継続されると、その誤差も積算されるため、残容量算出の正確さが失われる。それを防ぐため、演算処理部５０は、電流値の積算処理を停止するか、又は予め測定しておいた外部機器３００の消費電流値をメモリ６０に格納しておき、その値を積算するとよい。

ところが、上述のように、休止状態の場合に電流値の積算処理の停止や測定済みの消費電流値の積算を行ったとしても、実際の消費電流値とは異なるため、積算結果に誤差が含まれることは避けられない。そこで、演算処理部５０は、外部機器３００の休止状態が所定時間継続した場合、定期的に二次電池２００の電圧（開放電圧）を測定し、「開放電圧−充電率」特性（図２参照）に基づいて、充電率を算出・補正する。開放電圧とは、安定した二次電池２００の両極間を開放して又はハイインピーダンスで測定した両極間電圧である（或いは、開放電圧と等価になるような、低負荷の状態も含める）。充電率とは、そのときの二次電池２００の満充電容量を１００としたときにその二次電池２００の残容量の割合を％で表示したものをいう。「開放電圧−充電率」特性は、補正テーブルや補正関数によって表される。補正テーブル内のデータや補正関数の係数が特性データとしてメモリ６０に格納される。演算処理部５０は、メモリ６０から読み出された特性データを反映させた補正テーブルや補正関数に従って、電圧検出部２０によって測定された開放電圧に応じて充電率の算出・補正を行う。

上述のように、演算処理部５０は、二次電池２００の充電率を算出することができるが、二次電池２００の残容量は満充電容量と充電率との関係に基づいて算出可能であるため、二次電池２００の満充電容量が測定又は推定されていなければ、二次電池２００の残容量を算出することはできない。

二次電池２００の満充電容量を算出する方法として、例えば、二次電池２００の放電量に基づいて算出する方法や充電量に基づいて算出する方法がある。例えば、充電量に基づいて算出する場合、パルス充電以外であれば定電圧又は定電流での充電となるため、外部機器３００の消費電流特性に影響されやすい放電量に基づいて算出する場合に比べ、正確な充電電流を測定することができる。もちろん、どちらの方法を利用するかは、外部機器３００の特性などを考慮した上で、両方又は片方を選択すればよい。

もっとも、正確な満充電容量が測定できる条件は、残容量がゼロの状態から満充電状態になるまでの期間継続して充電が行われる場合であり、この充電期間中に積算された電流値が満充電容量となる。しかしながら、一般的な利用のされ方を考えると、このような充電が行われることはまれであり、通常はある程度の残存容量がある状態から充電が行われる。

そこで、演算処理部５０は、このような場合を考慮して、充電開始直前の電池電圧と充電終了時点から所定時間経過時の電池電圧とに基づいて、二次電池２００の満充電容量を算出する。すなわち、演算処理部５０は、充電開始直前の電池電圧と「開放電圧−充電率」特性（図２参照）とに基づいて、充電開始直前の充電率を算出するとともに、充電終了時点から所定時間経過時の電池電圧と「開放電圧−充電率」特性（図２参照）とに基づいて、充電終了時点から所定時間経過時の充電率を算出する。そして、演算処理部５０は、満充電容量をＦＣＣ［ｍＡｈ］、充電開始直前の充電率をＳＯＣ１［％］、充電終了時点から所定時間経過時の充電率をＳＯＣ２［％］、充電開始時点から充電終了時点までの充電期間において充電された電気量をＱ［ｍＡｈ］とすると、演算式
ＦＣＣ＝Ｑ／｛（ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）／１００｝・・・（１）
に基づいて、二次電池２００の満充電容量ＦＣＣを算出することができる。なお、ＳＯＣ１やＳＯＣ２は温度補正されたものであれば、より正確な値が算出され得る。また、充電終了時点から所定時間経過時の電池電圧を用いることによって、充電終了時点よりも安定した電池電圧を演算に反映して演算結果の精度を高めることができる。

したがって、上述のように算出された充電率及び満充電容量に基づいて、二次電池２００の残容量を算出することができる（残容量＝満充電容量×充電率）。

また、満充電容量ＦＣＣの算出が可能となることで、二次電池２００の劣化度ＳＯＨ［％］を推定することが可能となる。演算処理部５０は、初期の満充電容量をＡＦＣＣ，任意の時点での満充電容量をＲＦＣＣとすると、演算式
ＳＯＨ＝ＲＦＣＣ／ＡＦＣＣ×１００・・・（２）
に基づいて、任意の時点での二次電池２００の劣化度ＳＯＨを算出することができる。

ところが、二次電池２００や電池状態検知装置１００の構成部に温度特性が存在する場合、電流積算、充電率、満充電容量、残容量などを上述のように算出したとしても、その温度特性による誤差が生じることによって、正確な算出結果が得られないおそれがある。

図３は、二次電池２００の「開放電圧−周囲温度」特性を示した図である。図３に示されるように、開放電圧は、周囲温度が高くなるにつれて小さくなる傾向がある。したがって、図２は２５℃における「開放電圧−充電率」特性の一例であるが、図２の特性のみに従って充電率を算出すると、そのときの周囲温度によっては誤差が大きくなり得る。

また、電池状態検知装置１００の構成部にも温度に依存する温度依存回路部が存在する場合がある。温度検出部１０、電圧検出部２０、電流検出部３０、ＡＤＣ４０などが、抵抗やトランジスタやアンプ等のアナログ素子を備えるため、温度依存回路部になり得る。基本的に集積回路の設計段階では、ウエハ内素子の温度依存性を考慮して設計されるが、製造プロセスのばらつきやウエハ面内の特性ばらつき等が存在するため、僅かではあるが製造されたＩＣは温度特性を持つことになる。

図４は、ＡＤＣ４０の構成を示したブロック図である。ＡＤＣ４０は、抵抗やトランジスタ等の温度特性を有するアナログ素子を有する温度依存回路部であって、外部電源Ｖ_ｄｄからＡＤＣ４０内の各回路の基準電源Ｖ_ｒｅｆを生成する基準電圧発生回路４１、電流検出部３０の電流検出抵抗の両端に発生する電圧を増幅するオペアンプ４２、電流検出部３０からの入力信号を（オペアンプ４２を介して）増幅するアンプ回路４３、温度検出部１０からの入力信号を増幅するアンプ回路４４、電圧検出部２０からの入力信号を増幅するアンプ回路４５、各アンプ回路の出力を選択して出力するマルチプレクサ回路４７、アナログ値をデジタル値に変換するＡＤＣ回路４８などのアナログ回路を備える。

これらのアナログ回路の代表的な温度特性として、基準電圧発生回路４１の温度特性を図５に、アンプ回路４５，４６，４７の温度特性を図６に示す。図５は、基準温度２５℃において９００ｍＶの基準電圧Ｖ_ｒｅｆを生成する基準電圧発生回路４１は、温度が高くなるにつれて基準電圧Ｖ_ｒｅｆも大きくなる傾向の温度特性を有することを示している。また、図６は、アンプ回路４５，４６，４７は、温度が高くなるにつれてその入力電圧に対して出力されるＡＤ変換値が大きくなる傾向の温度特性を有することを示している。

基本的に、基準電圧Ｖ_ｒｅｆの変動はＡＤ変換結果のオフセットの変動として現れ、アンプ回路４５，４６，４７の変動はゲインの変動として現れる。演算処理部５０は、図５や図６の温度特性を利用して、温度特性によるこれらの変動をキャンセルすることによって、二次電池２００の状態の検知誤差の低減を図る。図５や図６の温度特性は、補正テーブルや補正関数に表される。補正テーブル内のデータや補正関数の係数が特性データとしてメモリ６０に格納される。演算処理部５０は、メモリ６０から読み出された図５や図６に関する特性データを反映させた補正テーブルや補正関数に従って、温度検出部１０によって測定された温度に応じて、基準電圧発生回路４１の基準電圧の温度補正を行ったり、アンプ回路４５，４６，４７の出力電圧の温度補正を行ったりすることが可能となる。

温度補正の方法として、温度依存回路部に含まれる構成部毎に（例えば、基準電圧発生回路４１毎に、アンプ回路４５，４６，４７毎に）補正演算処理を行ってもよいが、必要な精度が満足するのであれば、温度依存回路部全体を一つの回路として扱って、各構成部の温度特性を総合した温度依存回路部全体としての温度特性に基づいて、温度補正を行ってもよい。

図７は、ＡＤＣ４０のアナログ入力からデジタル出力までを一つの温度依存回路部としたときの、ＡＤ変換値（出力値）の温度特性を示した実験データである。図７は、所定の入力電圧が入力されている状態で、温度が変動した場合に、基準温度２５℃のときのＡＤ変換値に対して変動するＡＤ変換値の変動量（オフセット量）を示している。本来は一定のＡＤ変換結果となるべきところが、ＡＤＣ４０の温度特性のために、温度が上昇するにつれてＡＤ変換値がプラス側に増加している。

図７に示されるＡＤＣ４０の温度特性は、温度を変数とする近似曲線で表すことができる。図７のグラフの形状から、ＡＤＣ４０の温度特性のモデル関数を、２次関数
ｙ＝Ａ・ｘ^２＋Ｂ・ｘ＋Ｃ・・・（３）
と設定する。ここで、ｙをＡＤ変換値、ｘを温度、Ａ，Ｂ，Ｃを係数とする。係数Ａ，Ｂ，Ｃが算出されれば、ＡＤＣ４０の温度特性を（３）式で一意に表現することができる。式（３）の係数Ａ，Ｂ，Ｃを算出するためには、カーブフィット（曲線近似）処理を行えばよい。ここで、カーブフィットとは、複数の数値データの組にあてはまる曲線（回帰曲線）を求める数学的手法であって、適当なモデル関数を予め想定し、このモデル関数の形を決めるパラメータを統計的に推定するものである。あてはめる手法としては、例えば、最小２乗法が存在する。カーブフィット処理によって式（３）の係数を算出するためには、ＭＡＴＬＡＢやＬａｂＶＩＥＷなどの数値解析ソフトウェアを利用すればよい。図７の場合、Ａ＝−０．０８７、Ｂ＝３０．２５９、Ｃ＝−６９５．１７と算出される。したがって、この算出された係数Ａ，Ｂ，Ｃをメモリ６０に予め格納しておけば、演算処理部５０は、メモリ６０から読み出した係数Ａ，Ｂ，Ｃと温度検出部１０によって測定された温度データとに基づき、式（３）に従って、そのときの温度でのＡＤＣ４０のオフセット量を算出することができる。同様の手法で、ゲインエラーについても補正が可能である。

それでは、演算処理部５０により行われる温度補正処理方法について図８，９のフローに従って説明する。

図８は、二次電池２００の開放電圧の温度特性を考慮した場合の充電率の補正処理フローである。開放電圧の温度特性を考慮する場合、演算処理部５０は、「開放電圧−充電率」特性（図２）とともに「開放電圧−周囲温度」特性（図３）を利用し、温度検出部１０によって測定された温度で電圧検出部２０によって測定された開放電圧を補正することによって、充電率を算出・補正する。

演算処理部５０は、電圧検出部２０によって測定された二次電池２００の開放電圧をＡＤＣ４０を介して検知する（ステップ１０）。また、演算処理部５０は、温度検出部１０によって測定された二次電池２００の周囲温度をＡＤＣ４０を介して検知する（ステップ２０）。

演算処理部５０は、メモリ６０に格納された「開放電圧−充電率」特性（図２）を示す特性データに基づいて、温度補正前の充電率として、ステップ１０で測定された二次電池２００の開放電圧に対応する充電率を算出する（ステップ３０）。すなわち、ステップ３０で算出された充電率は、二次電池２００の開放電圧の温度特性がまだ考慮されていない。

演算処理部５０は、メモリ６０に格納された「開放電圧−周囲温度」特性（図３）を示す特性データに基づいて、ステップ２０で測定された周囲温度とステップ３０で算出された充電率とに応じて、ステップ１０で測定された開放電圧を補正する（ステップ４０）。「開放電圧−周囲温度」特性（図３）は、上述と同様に、カーブフット処理を行うことによって、温度と充電率を変数とする近似関数で表すことができ、その近似関数に基づいて、二次電池２００自体の開放電圧の温度特性が考慮された開放電圧やそのオフセット量を算出することができる。

演算処理部５０は、メモリ６０に格納された「開放電圧−周囲温度」特性（図２）を示す特性データに基づいて、充電率の温度補正値として、ステップ４０で算出された開放電圧の温度補正値に対応する充電率を算出する（ステップ５０）。したがって、二次電池２００自体の開放電圧の温度特性が考慮された充電率を算出することができる。また、本フローを繰り返し処理することによって、更に正確な充電率に収束させることができる。

図９は、二次電池２００の開放電圧の温度特性と温度依存回路部の温度特性とを考慮した場合の充電率の補正処理フローである。開放電圧と温度依存回路部であるＡＤＣ４０の温度特性を考慮する場合、演算処理部５０は、「開放電圧−充電率」特性（図２）とともに「開放電圧−周囲温度」特性（図３）及びＡＤＣ４０の温度特性（図７）を利用し、温度検出部１０によって測定された温度で電圧検出部２０によって測定された開放電圧を補正することによって、充電率を算出・補正する。ステップ１０及び２０は、図８と同様のため説明を省略する。

演算処理部５０は、メモリ６０に格納されたＡＤＣ温度特性（図７）を示す特性データに基づいて、ステップ２０で測定された周囲温度に応じて、ステップ１０でＡＤＣ４０を介して測定された開放電圧を補正する（ステップ２５）。例えば、演算処理部５０は、ステップ２０で測定された周囲温度とメモリ６０に保存された係数Ａ，Ｂ，Ｃを反映させた式（３）とに従って、ＡＤＣ４０を介して測定された開放電圧の測定値の補正値を算出することができる。これによって、ＡＤＣ４０の温度特性に伴って生じる測定誤差を排除することができる。

演算処理部５０は、メモリ６０に格納された「開放電圧−充電率」特性（図２）を示す特性データに基づいて、温度補正前の充電率として、ステップ２５において測定誤差が取り除かれた開放電圧の測定値の補正値に対応する充電率を算出する（ステップ３０）。すなわち、ステップ３０で算出された充電率は、ＡＤＣ４０の温度特性は考慮されているものの、二次電池２００の開放電圧の温度特性がまだ考慮されていない。

ステップ４０及び５０は、図８と同様のため説明を省略する。したがって、二次電池２００自体の開放電圧の温度特性及びＡＤＣ４０の温度特性が考慮された充電率を算出することができる。また、本フローを繰り返し処理することによって、更に正確な充電率に収束させることができる。

以上、上述の実施例によれば、温度特性を考慮して精度良く電池状態を検知することができる。

すなわち、二次電池の開放電圧（又は、開放状態に近いと判断される電流が流れている状態）を測定する際に電池近傍の温度も測定し、予め測定しておいた「開放電圧−周囲温度」特性を利用して温度補正電圧値を求め、この電圧値に基づいて「開放電圧−充電率」特性を利用して現在の充電率を求めることによって、周囲温度を考慮したより正確な充電率を推定することが可能になる。

また、二次電池の使用温度が比較的広い場合（例えば、リチウムイオン電池では−２０℃〜６０℃程度で使用され得る）、基準電圧発生回路や発振回路などの温度依存回路部が測定系に存在するとその測定系における測定誤差の影響が大きくなるが、上述の実施例のように測定系の温度補正も考慮することによって、そのような測定誤差の影響を小さくすることができる。

また、温度特性を考慮した正確な開放電圧や充電率が算出することができるので、満充電容量や劣化度などの二次電池の状態の検知精度も高めることができる。

１０温度検出部
２０電圧検出部
３０電流検出部
４０ＡＤＣ
５０演算処理部
６０メモリ
７０通信処理部
１００電池状態検知装置
２００二次電池
３００外部機器

Claims

二次電池の状態を検知する電池状態検知方法であって、
前記二次電池の開放電圧を電圧検出部を介して測定する開放電圧測定ステップと、
前記二次電池の開放電圧と充電率との関係を示す第１の特性データに基づいて、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、
前記二次電池の充電率に応じた開放電圧と温度との関係を示す第２の特性データに基づいて、前記二次電池の開放電圧の測定値を、前記二次電池の前記充電率算出ステップで算出された充電率と周囲温度に応じて補正する開放電圧測定値補正ステップと、
前記第１の特性データに基づいて、前記充電率を、前記開放電圧測定値補正ステップで補正された前記二次電池の開放電圧の測定値の補正値に応じて補正する充電率補正ステップとを備え、
前記電圧検出部は温度依存回路部を含み、
前記温度依存回路部の温度特性を示す第３の特性データに基づいて、前記開放電圧測定ステップで測定された測定値を、前記二次電池の周囲温度に応じて補正する電圧測定値補正ステップとを備えることを特徴とする、電池状態検知方法。
前記充電率補正ステップで補正された充電率に基づいて、前記開放電圧測定値補正ステップと、前記充電率補正ステップを繰り返し行う、請求項１に記載の電池状態検知方法。
前記周囲温度を測定する温度測定ステップを備え、
前記開放電圧測定値補正ステップ及び前記電圧測定値補正ステップは、前記温度測定ステップで測定された周囲温度に応じて補正する、請求項１又は２に記載の電池状態検知方法。
二次電池の状態を検知する電池状態検知装置であって、
前記二次電池の開放電圧を測定する、温度依存回路部を含む電圧検出部と、
前記二次電池の開放電圧と充電率との関係を示す第１の特性データ、前記二次電池の開放電圧と温度との関係を充電率毎に示す第２の特性データ、及び前記温度依存回路部の入出力温度特性データを示す第３の特性データに基づいて、前記二次電池の充電率を前記二次電池の周囲温度に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする、電池状態検知装置。
前記二次電池の状態を測定する状態測定手段と、
前記状態測定手段の温度を前記二次電池の周囲温度として測定する温度測定手段とを有し、
前記補正手段は、前記状態測定手段の状態測定結果を前記温度測定手段の温度測定結果に応じて補正する、請求項４に記載の電池状態検知装置。
前記状態測定手段と前記温度測定手段とを集積した集積回路を備える、請求項５に記載の電池状態検知装置。