JP5379535B2

JP5379535B2 - 二次電池の充電制御方法及び充電器

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Publication number: JP5379535B2
Application number: JP2009083230A
Authority: JP
Inventors: 将義豊田
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP2010239705A; US20100244777A1; US8198867B2

Description

本発明は二次電池の充電制御方法及び充電器に関し、特に二次電池が所望の充電状態（ＳＯＣ：ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）となるように充電するための技術に関する。

ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両の電源として搭載されるようになっている。二次電池は、工場出荷時には満充電状態あるいは所望の充電状態（例えばＳＯＣ＝６０％）で出荷されるが、倉庫等で比較的長期間放置された場合、自己放電により容量が低下してしまう。このような場合、定期的に補充電を行うことが必要となるが、所望の充電状態（例えばＳＯＣ＝６０％）となるように高精度に補充電できることが望まれる。

特許文献１には、鉛蓄電池に関する技術であるが、蓄電池の放電時における開路電圧ＯＣＶを測定し、予め設定された蓄電池のＯＣＶとＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣを算出し、算出されたＳＯＣに基づいて所望のＳＯＣとなるように蓄電池を充電することが開示されている。

特許文献２には、充電電流が同一であれば、容量の小さい電池ほど電池電圧はより上昇することを用いて、二次電池を所定の充電電流で充電したときの電池電圧を測定することで、二次電池の電池容量を推定することが開示されている。また、放電電流が同一であれば、容量の小さい電池ほど電池電圧はより下降することを用いて、二次電池を所定の放電電流で放電したときの電池電圧を測定することで、二次電池の電池容量を推定することが開示されている。

特開２００１−３５１６９８号公報特開平８−１７４７７号公報

しかしながら、ＯＣＶとＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣに基づいて補充電を行う場合、ＯＣＶに基づいてＳＯＣが高精度に算出されることを前提としており、ＳＯＣの算出精度が低下すると、所望のＳＯＣまで補充電することができない問題がある。特に、ＯＣＶに基づいて算出されたＳＯＣが実際のＳＯＣよりも低い場合、この低いＳＯＣに基づいて補充電を継続することになるから、結果として二次電池を過充電してしまうことになる。初期状態（製造直後）におけるＯＣＶとＳＯＣとの間にはある程度の関係は存在するが、この関係は二次電池の使用履歴、特に長期間保管するような場合には、保管時の温度に大きな影響を受け得る。

図６に、複数の二次電池を種々の保管条件で保管した場合の、ＯＣＶ値（充電開始前ＯＣＶ値）とＳＯＣ値（充電前容量値）との関係を示す。それぞれの二次電池を所定環境下において定電流（例えば１Ａ）で適量だけ充電し、その後単電池当たり所定の放電終止電圧（例えばニッケル水素電池では１．０Ｖ）まで放電する。この充放電に伴う放電容量と充電容量とから、ＳＯＣ値（充電前容量値）を算出する。種々の保管条件とは、具体的には保管温度をそれぞれ０℃、２５℃、４５℃とした場合である。ＯＣＶ値とＳＯＣ値とのペアをプロットし、最小自乗法で一次近似すると、
ｙ＝７．２０２８ｘ−５４．２１
但し、ｘはＯＣＶ値、ｙはＳＯＣ値（充電前容量値）
となり、相関係数はＲ²＝０．６４３２となる。

また、図６には、併せてこの近似直線から算出されたＳＯＣ値から、所望のＳＯＣ値（ＳＯＣ＝６０％であり、これは３．９Ａｈに相当するものとする）となるまで補充電した場合の実際のＳＯＣ値をプロットして示す。図に示すように、近似直線から算出して得られたＳＯＣ値に基づいて補充電しても、実際のＳＯＣ値は必ずしもＳＯＣ＝６０％に一致せず、４９．９％〜７２．２％の間でバラツキが生じてしまう。

このように、ＯＣＶとＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣを算出し、このＳＯＣに基づいて補充電を実行しても、種々の温度条件下において保管された二次電池の全てに対して高精度に補充電を行うことは困難である。

一方、図７に、複数の二次電池を同様に種々の保管温度条件下で保管した場合の、ＯＣＶ値（充電開始前ＯＣＶ値）と、端子電圧８．４３Ｖ（ＳＯＣ＝６０％に相当する端子電圧値）に到達するまで補充電した時の実際のＳＯＣとの関係を示す。それぞれの二次電池を所定環境下において定電流（例えば１Ａ）で適量だけ充電し、その後単電池当たり所定の放電終止電圧（例えばニッケル水素電池では１．０Ｖ）まで放電する。この充放電に伴う放電容量と充電容量とから、ＳＯＣ値（充電前容量値）を求め、このＳＯＣ値に端子電圧８．４３Ｖまでの充電電気量を加算して８．４３Ｖ到達時ＳＯＣ値を算出する。なお、同図には、併せて端子電圧８．４３Ｖに到達するまで補充電した時の充電電気量を示す。図に示すように、端子電圧とＳＯＣとの間に一定の関係があることを前提とし、端子電圧が所定値（この場合には８．４３Ｖ）になるまで補充電したとしても、実際のＳＯＣ値は必ずしも６０％に一致せず、４９．６％〜７２．８％の間でバラツキが生じてしまう。このようにバラツキが生じるのは、二次電池の保管条件が異なると、端子電圧とＳＯＣとの関係も異なることが原因の一つと考えられる。

図８に、二次電池を種々の保管温度条件下で保管した後に補充電した場合の、ＳＯＣと端子電圧との関係を示す。図において、電池容量値がＳＯＣであり、３．９ＡｈがＳＯＣ＝６０％に相当する。なお、保管温度及び補充電時の充電条件は以下のとおりである。
（１）２５℃で保管し、２５℃で補充電
（２）２５℃で保管し、３０℃で補充電
（３）２５℃で保管し、２０℃で補充電
（４）２５℃で保管し、３５℃で補充電
（５）２５℃で保管し、１５℃で補充電
（６）４５℃で保管し、２５℃で補充電
（７）０℃で保管し、２５℃で補充電

図から分かるように、保管温度が異なると、ＳＯＣ＝６０％に対応する端子電圧も一義的に定まるのではなく、バラツキが生じる。このように、端子電圧とＳＯＣとの間の関係も変化し得ることから、端子電圧に基づいて補充電しても、所望のＳＯＣを得ることが困難である。

本発明は、二次電池を種々の温度条件下で保管した場合においても、所望のＳＯＣまで高精度に補充電することができる方法及び装置を提供する。

本発明は、二次電池の充電制御方法であって、前記二次電池の充電開始前の開路電圧ＯＣＶを測定するステップと、予め作成されてメモリに保持された、異なる温度条件下において保管された複数の二次電池をそれぞれ異なる温度条件下において所望の充電状態ＳＯＣまで充電することで得られる、開路電圧ＯＣＶと所望の充電状態ＳＯＣに到達するまでの端子電圧変化量ΔＶとの関係と、測定された前記開路電圧ＯＣＶとに基づいて、目標端子電圧Ｖｍａｐを算出するステップと、前記二次電池の充電を開始するステップと、前記二次電池の充電を開始した後の前記二次電池の端子電圧Ｖｂと前記目標端子電圧Ｖｍａｐとを比較するステップと、前記二次電池の端子電圧Ｖｂが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達するまでは前記充電を継続し、前記二次電池の端子電圧Ｖｂが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達した場合に前記充電を終了するステップとを備えることを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記目標端子電圧Ｖｍａｐは、測定された前記開路電圧ＯＣＶに対応する前記端子電圧変化量ΔＶを、測定された前記開路電圧ＯＣＶに加算することにより算出される。

また、本発明は、二次電池を充電する充電器であって、異なる温度条件下において保管された複数の二次電池をそれぞれ異なる温度条件下において所望の充電状態ＳＯＣまで充電することで予め作成された、開路電圧ＯＣＶと所望の充電状態ＳＯＣに到達するまでの端子電圧変化量ΔＶとの関係を記憶する記憶手段と、充電すべき二次電池の充電開始前の開路電圧ＯＣＶと、前記記憶手段に記憶された前記関係とに基づいて、目標端子電圧Ｖｍａｐを算出する演算手段と、充電開始後の二次電池の端子電圧Ｖｂと、前記目標端子電圧Ｖｍａｐとを比較する手段と、前記二次電池の端子電圧Ｖｂが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達するまでは充電を継続し、前記二次電池の端子電圧Ｖｂが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達した場合に充電を終了する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、二次電池を種々の温度条件下で保管した場合においても、所望のＳＯＣまで高精度に補充電することができる。

実施形態の充電器の構成ブロック図である。本実施形態の処理フローチャートである。ＳＯＣ６０％補充電時のＯＣＶと電圧変化量ΔＶとの関係を示すグラフ図である。ＳＯＣ６５％補充電時のＯＣＶと電圧変化量ΔＶとの関係を示すグラフ図である。ＳＯＣ７０％補充電時のＯＣＶと電圧変化量ΔＶとの関係を示すグラフ図である。ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示すグラフ図である。ＯＣＶと所望の端子電圧到達時の実ＳＯＣとの関係を示すグラフ図である。ＳＯＣと端子電圧との関係を示すグラフ図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態における二次電池の補充電器の構成ブロック図を示す。補充電器１０は、コンタクタ１１と、充電回路１２と、通信インタフェースＩ／Ｆ１４と、演算部１６と、充電終了条件保持部１８と、比較部２２と、制御出力部２４とを備える。

また、同図には、補充電器１０により補充電されるバッテリパック３０も併せて示す。バッテリパックについて簡単に説明すると、バッテリパック３０は、二次電池３２と、コンタクタ３４と、バッテリＥＣＵ３６とを備える。

バッテリＥＣＵ３６は、コンタクタ３４のオンオフを制御するコンタクタ制御部３８と、二次電池３２のＯＣＶ、端子電圧及び温度を入力し、通信データとして補充電器１０側に送信する通信インタフェースＩ／Ｆを備える。

二次電池３２は、複数の電池ブロックを直列に接続して構成される。それぞれの電池ブロックは、複数の電池モジュールを電気的に直列接続して構成され、各電池モジュールは、複数（例えば６個）の単電池を電気的に直列に接続して構成される。各単電池は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池である。

バッテリパック３０は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両に搭載されるが、工場出荷後、輸送にかかる期間に加え、所定期間だけ倉庫等に保管された後に電動車両に搭載されるため、輸送や保管中に自己放電によりＳＯＣが低下する。どのような温度条件下で保管されるかは任意である。補充電器１０は、自己放電したバッテリバック３０を所望のＳＯＣまで補充電するために用いられる。

一方、補充電器１０の構成において、通信インタフェースＩ／Ｆ１４は、バッテリパック３０側の通信インタフェースＩ／Ｆ４０とデータを送受信する。通信インタフェースＩ／Ｆ１４は、バッテリパック３０が補充電器１０に接続されると、通信インタフェースＩ／Ｆ４０から送信された電圧データを受信する。通信インタフェースＩ／Ｆ１４から要求コマンドをバッテリＥＣＵ３６に送信し、この要求コマンドに応じてバッテリＥＣＵ３６の通信インタフェースＩ／Ｆ４０から返信された電圧データを受信してもよい。通信インタフェースＩ／Ｆ１４は、補充電開始前の二次電池３２の開路電圧ＯＣＶであるＶｓを受信すると、このデータを演算部１６に出力する。また、通信インタフェースＩ／Ｆ１４は、補充電実行時の端子電圧であるＶｂを受信すると、このデータを比較部２２に出力する。二次電池３２のＯＣＶ及び充電時の電圧Ｖｂは、それぞれ二次電池３２の所定位置に設けられた電圧センサにより検出され、バッテリＥＣＵ３６に供給される。電圧センサは所定間隔で二次電池３２の電圧を検出し、少なくとも、補充電開始前の開路電圧ＯＣＶ、及び補充電開始後に所定間隔で二次電池３２の端子電圧Ｖｂを検出する。

充電終了条件保持部１８は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、予め作成された充電開始前のＯＣＶと所望のＳＯＣ（ＳＯＣ＝６０％）に到達するまでの端子電圧の変化量ΔＶとの関係をマップあるいは一次近似式として記憶する。この関係は、複数の保管温度下で所定期間だけ保管した二次電池を実際に補充電して得られるものであり、この関係についてはさらに後述する。

演算部１６は、通信インタフェースＩ／Ｆ１４から供給された補充電開始前のＯＣＶであるＶｓに基づいて、充電終了条件保持部１８にアクセスし、記憶されたマップあるいは一次近似式からこのＶｓに対応する電圧変化ΔＶを読み出し、さらに、この電圧変化ΔＶを補充電開始前のＯＣＶであるＶｓに加算して、目標となる端子電圧Ｖｍａｐ＝Ｖｓ＋ΔＶを算出して比較部２２に出力する。

比較部２２は、通信インタフェースＩ／Ｆ１４から供給された補充電時の端子電圧Ｖｂと、演算部１６から供給された目標端子電圧Ｖｍａｐとを比較し、両者が一致するか否かを判定する。両者が一致しない場合、補充電を継続して実行し、両者が一致する場合、すなわち端子電圧Ｖｂが目標端子電圧Ｖｍａｐに到達した場合に、比較部２２は制御出力部２４に補充電停止信号を出力する。

なお、図では演算部１６及び比較部２２が別個な機能ブロックとして示されているが、演算部１６と比較部２２を一体で構成して演算・比較部としてもよい。この場合、演算・比較部には通信インタフェースＩ／Ｆ１４から二次電池３２の補充電開始前のＯＣＶ及び補充電開始後の端子電圧Ｖｂが供給され、ＯＣＶに基づいて目標端子電圧Ｖｍａｐを算出し、端子電圧Ｖｂと目標端子電圧Ｖｍａｐとを比較する。演算部１６、比較部２２、あるいは演算比較部はマイクロコンピュータで構成される。

制御出力部２４は、バッテリパック３０が補充電器１０に接続され、図示しない充電開始スイッチがオンされると、コンタクタ１０をオン制御するとともに、通信インタフェースＩ／Ｆ１４に補充電開始指令を出力する。通信インタフェースＩ／Ｆ１４は、通信インタフェースＩ／Ｆ４０に補充電開始指令を送信する。通信インタフェースＩ／Ｆ４０は、受信した補充電開始指令をコンタクタ制御部３８に供給する。コンタクタ制御部３８は、補充電開始指令に基づいて、コンタクタ３４をオン制御し、補充電を開始する。

また、制御出力部２４は、比較部２２から補充電停止指令を受け取ると、コンタクタ１１をオフ制御して補充電を終了する。また、通信インタフェースＩ／Ｆ１４に補充電停止指令を出力する。通信インタフェースＩ／Ｆ１４は、通信インタフェースＩ／Ｆ４０に補充電停止指令を送信する。通信インタフェースＩ／Ｆ４０は、受信した補充電停止指令をコンタクタ制御部３８に供給する。コンタクタ制御部３８は、補充電停止指令に基づいて、コンタクタ３４をオフ制御する。

このような構成において、以下、バッテリパック３０の二次電池３２を補充電する際の手順について説明する。

バッテリパック３０の二次電池３２を所望のＳＯＣまで補充電する場合、バッテリパック３０を補充電器１０に接続し、補充電器１０に設けられた図示しない充電スイッチをオンする。もちろん、バッテリパック３０が物理的に補充電器１０に接続されたことを検知するスイッチにより自動的に充電スイッチがオン制御されるように構成してもよい。

補充電器１０の充電スイッチがオンされると、補充電器１０からバッテリパック３０のバッテリＥＣＵ３６に動作電力として１２Ｖが供給され、バッテリＥＣＵ３６が動作を開始する。バッテリＥＣＵ３６は、二次電池３２に設けられた電圧センサから二次電池３２の補充電開始前のＯＣＶであるＶｓを受信する。そして、通信インタフェースＩ／Ｆ４０及び通信インタフェースＩ／Ｆ１４を介して、二次電池３２のＶｓが補充電器１０側に供給される。

演算部１６は、供給されたＶｓに基づき、予め作成され充電終了条件保持部１８に記憶されている関係を用いて、このＶｓに対応する電圧変化量ΔＶを読み出し、さらに、Ｖｍａｐ＝Ｖｓ＋ΔＶを演算することで目標端子電圧Ｖｍａｐを算出する。目標端子電圧Ｖｍａｐは、比較部２２に供給される。

目標端子電圧Ｖｍａｐを算出した後、制御出力部２４及びコンタクタ制御部３８によりコンタクタ１１及びコンタクタ３４がそれぞれオン制御され、充電回路１２により補充電が開始される。

補充電が開始されると、通信インタフェースＩ／Ｆ１４及び通信インタフェースＩ／Ｆ４０を介して、補充電実行中の二次電池３２の端子電圧Ｖｂが所定間隔で補充電器１０側に供給される。比較部２２は、補充電中の端子電圧Ｖｂと目標端子電圧Ｖｍａｐとを比較する。両者が一致しない、つまりＶｍａｐ＞Ｖｂである限り、補充電は継続して実行される。一方、両者が一致した場合、つまりＶｍａｐ＝Ｖｂとなった場合、制御出力部２４及びコンタクタ制御部３８によりコンタクタ１１及びコンタクタ３４がそれぞれオフ制御され、補充電が終了する。

以上により、バッテリバック３０の二次電池３２は、所望のＳＯＣとなるまで補充電される。

このように、本実施形態の補充電器１０は、充電開始前のＯＣＶと、このＯＣＶに対応する電圧変化量ΔＶとの関係をマップあるいは一次近似式として記憶し、この関係を用いて補充電終了となる目標端子電圧を算出する。本願出願人は、種々の保管温度で保管した複数の二次電池に対して補充電を行ってその端子電圧及びＳＯＣを測定した結果、補充電開始前のＯＣＶと、所望のＳＯＣに到達するまでの電圧変化量ΔＶとの間に一定の関係があることを見出したものであり、しかも、この関係は保管時の保管温度によらずに高い相関関係を有することを見出したものである。

図２に、補充電前のＯＣＶと電圧変化量ΔＶとの関係を算出する処理フローチャートを示す。まず、種々の保管温度条件下において保管（例えば６ヶ月間）された複数の二次電池のそれぞれについて、ＯＣＶを測定する（Ｓ１０１）。

次に、それぞれの二次電池を所定環境下において定電流（例えば１Ａ）で適量だけ充電し（Ｓ１０２）、その後に単電池当たり所定の放電終止電圧（例えば、ニッケル水素電池では１．０Ｖ）まで放電する（Ｓ１０３）。

この充放電に伴う放電容量と充電容量とから、補充電開始前の二次電池のＳＯＣを算出する（Ｓ１０４）。

次に、このＳＯＣ値から、所定環境下において、定電流（例えば１Ａ）で適量だけ充電した場合の３．９Ａｈ（ＳＯＣ＝６０％に相当）到達時の端子電圧を測定する（Ｓ１０５）。

これにより、補充電開始前のＯＣＶと所望のＳＯＣに到達するまでの端子電圧の電圧変化量ΔＶが得られる。

最後に、Ｓ１０１で測定された補充電開始前のＯＣＶと、Ｓ１０５で算出された電圧変化量ΔＶとのペアをプロットし、複数の二次電池についてのこれらのペアデータを一次近似して関係式を算出する（Ｓ１０６）。算出された関係式は、上記のように補充電器１０の充電終了条件保持部１８に記憶される。

図３に、図２の処理フローチャートにより算出される関係式の一例を示す。所望のＳＯＣをＳＯＣ＝６０％とした場合の関係式である。図において、横軸は補充電開始前のＯＣＶであり、左縦軸は３．９Ａｈ（ＳＯＣ＝６０％に相当）に到達するまでの電圧変化量ΔＶである。各プロット点の条件は以下のとおりである。
（１）２５℃で保管し、２５℃で補充電
（２）２５℃で保管し、３０℃で補充電
（３）２５℃で保管し、２０℃で補充電
（４）２５℃で保管し、３５℃で補充電
（５）２５℃で保管し、１５℃で補充電
（６）４５℃で保管し、２５℃で補充電
（７）０℃で保管し、２５℃で補充電

このように、種々の温度条件で保管するとともに補充電して得られたペアデータに対し、最小自乗法で一次近似すると、
ｙ＝−１．３３８２ｘ＋１１．０６５
但し、ｙは電圧変化量、ｘはＯＣＶ（充電開始前）
となり、相関係数Ｒ²＝０．８６５９が得られる。

従来におけるＯＣＶとＳＯＣとの関係式と比較すると、より高い相関が得られることが分かる。

また、図における右縦軸は、補充電開始前の電圧値を近似式に代入して補充電を制御した場合の、補充電終了時の実際のＳＯＣ値を示す。補充電終了後の実際のＳＯＣ値は５０．６％〜６７．８％の範囲内におさまっており、保管時の温度や補充電時の温度によらず、従来に比べてより高精度に所望のＳＯＣまで補充電できる。

図４に、図２の処理フローチャートにより算出される関係式の他の例を示す。所望のＳＯＣをＳＯＣ＝６５％とした場合の関係式である。図において、横軸は補充電開始前のＯＣＶであり、左縦軸は４．２２５Ａｈ（ＳＯＣ＝６５％に相当）に到達するまでの電圧変化量ΔＶである。各プロット点の条件は以下のとおりである。
（１）２５℃で保管し、２５℃で補充電
（２）２５℃で保管し、３０℃で補充電
（３）２５℃で保管し、２０℃で補充電
（４）２５℃で保管し、３５℃で補充電
（５）２５℃で保管し、１５℃で補充電
（６）４５℃で保管し、２５℃で補充電
（７）０℃で保管し、２５℃で補充電

このように、種々の温度条件で保管するとともに補充電して得られたペアデータに対し、最小自乗法で一次近似すると、
ｙ＝−１．１３７５ｘ＋９．５１７２
但し、ｙは電圧変化量、ｘはＯＣＶ（充電開始前）
となり、相関係数Ｒ²＝０．９０５６が得られる。

従来におけるＯＣＶとＳＯＣとの関係式と比較すると、さらに高い相関が得られることが分かる。

図５に、図２の処理フローチャートにより算出される関係式のさらに他の例を示す。所望のＳＯＣをＳＯＣ＝７０％とした場合の関係式である。図において、横軸は補充電開始前のＯＣＶであり、左縦軸は４．５５Ａｈ（ＳＯＣ＝７０％に相当）に到達するまでの電圧変化量ΔＶである。各プロット点の条件は以下のとおりである。
（１）２５℃で保管し、２５℃で補充電
（２）２５℃で保管し、３０℃で補充電
（３）２５℃で保管し、２０℃で補充電
（４）２５℃で保管し、３５℃で補充電
（５）２５℃で保管し、１５℃で補充電
（６）４５℃で保管し、２５℃で補充電
（７）０℃で保管し、２５℃で補充電

このように、種々の温度条件で保管するとともに補充電して得られたペアデータに対し、最小自乗法で一次近似すると、
ｙ＝−１．０３１８ｘ＋８．７０９１
但し、ｙは電圧変化量、ｘはＯＣＶ（充電開始前）
となり、相関係数Ｒ²＝０．９０１８が得られる。

以上説明したように、本実施形態では、補充電開始前のＯＣＶと、所望のＳＯＣに到達するまでの電圧変化量との間に、保管温度や補充電時の温度によらずに高い相関関係があることに着目し、この関係を用いて二次電池を補充電することで、高精度な補充電が可能となる。本実施形態では、補充電中は、二次電池の端子電圧Ｖを目標端子電圧Ｖａｍｐと比較するだけでよいので、補充電時の制御が簡易化されるという効果も奏する。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、補充電器１０の充電終了条件保持部１８には、充電開始前のＯＣＶと所望のＳＯＣ（ＳＯＣ＝６０％）に到達するまでの端子電圧の変化量ΔＶとの関係をマップあるいは一次近似式として記憶しているが、二次電池３２によっては所望のＳＯＣが６０％ではなく、６５％、あるいは７０％となることがあり得る。したがって、充電終了条件保持部１８には、所望のＳＯＣ毎のマップあるいは一次近似式を記憶しておき、ユーザが適宜、所望のＳＯＣに応じてどのマップあるいは一次近似式を用いるかを選択できるように構成してもよい。具体的には、図３、図４、図５に示された各一次近似式を充電終了条件保持部１８に記憶しておけばよい。

また、本実施形態では、充電開始前のＯＣＶと所望のＳＯＣ（ＳＯＣ＝６０％）に到達するまでの端子電圧の変化量ΔＶとの関係を算出する際に、種々の保管温度で保管された複数の二次電池を種々の温度条件で補充電しているが、補充電時の温度を一定に維持し、保管温度のみを変化させた複数の二次電池を用いて関係を算出してもよく、この場合にはより高精度の補充電が可能となる。本願出願人は、補充電時の温度を２０℃〜３０℃に制限した場合、補充電後の実際のＳＯＣのバラツキが５２．１％〜６７．８％と小さくなることを確認している。

すなわち、充電終了条件保持部１８に記憶される、充電開始前のＯＣＶと所望のＳＯＣ（ＳＯＣ＝６０％）に到達するまでの端子電圧の変化量ΔＶとの関係は、以下の２つの方法のいずれかで作成することができる。
（１）複数の二次電池に対し、種々の保管温度で保管した後で、種々の温度条件で補充電する。
（２）複数の二次電池に対し、種々の保管温度で保管した後で、一定の温度条件で補充電する。

保管温度は、工場出荷後の保管場所における温度管理の有無や、夏期、冬季などの季節要因で変動し得る。また、補充電時において、補充電すべき二次電池がどのような保管温度で保管されていたかを事前に知ることは困難である。一方、補充電時の温度は、ある程度ユーザがコントロールできる可能性がある。したがって、補充電時の温度をコントロールできる場合には（２）を用い、そうでない場合には（１）を用いることが好適である。（１）及び（２）の場合の関係をともに充電終了条件保持部１８に記憶しておき、ユーザが補充電時の温度コントロールの有無に応じて適宜選択することも可能であろう。

１０補充電器、１１，３４コンタクタ、１２充電回路、１４，４０通信インタフェース、１８充電終了条件保持部、２２比較部、２４制御出力部、３０バッテリパック、３２二次電池、３６バッテリＥＣＵ、３８コンタクタ制御部。

Claims

二次電池の充電制御方法であって、
前記二次電池の充電開始前の開路電圧ＯＣＶを測定するステップと、
予め作成されてメモリに保持された、異なる温度条件下において保管された複数の二次電池をそれぞれ異なる温度条件下において所望の充電状態ＳＯＣまで充電することで得られる、開路電圧ＯＣＶと所望の充電状態ＳＯＣに到達するまでの端子電圧変化量ΔＶとの関係と、測定された前記開路電圧ＯＣＶとに基づいて、目標端子電圧Ｖｍａｐを算出するステップと、
前記二次電池の充電を開始するステップと、
前記二次電池の充電を開始した後の前記二次電池の端子電圧Ｖｂと前記目標端子電圧Ｖｍａｐとを比較するステップと、
前記二次電池の端子電圧Ｖｂが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達するまでは前記充電を継続し、前記二次電池の端子電圧Ｖｂが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達した場合に前記充電を終了するステップと、
を備えることを特徴とする二次電池の充電制御方法。
請求項１記載の方法において、
前記目標端子電圧Ｖｍａｐは、測定された前記開路電圧ＯＣＶに対応する前記端子電圧変化量ΔＶを、測定された前記開路電圧ＯＣＶに加算することにより算出されることを特徴とする二次電池の充電制御方法。
二次電池を充電する充電器であって、
異なる温度条件下において保管された複数の二次電池をそれぞれ異なる温度条件下において所望の充電状態ＳＯＣまで充電することで予め作成された、開路電圧ＯＣＶと所望の充電状態ＳＯＣに到達するまでの端子電圧変化量ΔＶとの関係を記憶する記憶手段と、
充電すべき二次電池の充電開始前の開路電圧ＯＣＶと、前記記憶手段に記憶された前記関係とに基づいて、目標端子電圧Ｖｍａｐを算出する演算手段と、
充電開始後の二次電池の端子電圧Ｖｂと、前記目標端子電圧Ｖｍａｐとを比較する手段と、
前記二次電池の端子電圧Ｖｂが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達するまでは充電を継続し、前記二次電池の端子電圧Ｖが前記目標端子電圧Ｖｍａｐに到達した場合に充電を終了する制御手段と、
を有することを特徴とする充電器。
請求項３記載の充電器において、
前記演算手段は、前記開路電圧ＯＣＶに対応する前記端子電圧変化量ΔＶを、前記開路電圧ＯＣＶに加算することにより前記目標端子電圧Ｖｍａｐを算出することを特徴とする充電器。