WO2010140235A1 - 群電池充電率演算装置、群電池充電率演算方法、プログラム、及び群電池ｓｏｃ表示装置 - Google Patents

群電池充電率演算装置、群電池充電率演算方法、プログラム、及び群電池ｓｏｃ表示装置 Download PDF

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WO2010140235A1
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soc
group battery
maximum
minimum
battery
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PCT/JP2009/060163
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哲郎 重水
政巳 飯田
健彦 西田
正純 大石
和之 足立
功治 倉山
Original Assignee
三菱重工業株式会社
九州電力株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm

Definitions

  • the present invention relates to a group battery charging rate calculation device that calculates a charging state of a group battery configured by a combination of battery cells of a secondary battery, a group battery charging rate calculation method, a program for causing a computer to execute the method, and a group battery
  • the present invention relates to a group battery SOC display device that displays a state of charge of a group battery by an SOC signal output from a charge rate calculation device.
  • SOC State Of Charge: charge rate, state of charge, remaining capacity
  • SOCmax maximum SOC
  • the charging rate is set with the minimum SOC (SOCmin) to prevent overdischarge, and at the end of operation (lifetime) of the secondary battery, SOCmax and The SOC is set so that the SOCmin matches.
  • the depth of the charge / discharge of the secondary battery in a facility in which whether charging or discharging proceeds during operation of the secondary battery is undecided.
  • a deep that is, charge / discharge span
  • the SOC level and the charge / discharge stop level do not coincide with each other in any charge / discharge cycle.
  • charging may end at an SOC level lower than SOCmax, or discharging may end at an SOC level higher than SOCmin.
  • the HEV used on a charge / discharge basis is charged by regenerative power of the motor when traveling downhill, and is discharged by the assist driving force of the motor in addition to the gasoline engine when traveling uphill. It is not known which discharge will proceed.
  • natural energy generators such as wind power generators and tidal power generators, it is not known which charge / discharge progresses due to the balance between the state of wind and waves and the energy for rotating the flywheel. Therefore, it is difficult for the secondary battery used in such facilities to effectively use the charging energy.
  • the variation width (DAHR) of the charged amount of each battery block is calculated.
  • SOC storage state
  • the technique of Patent Document 1 it is determined which level in the movable range (that is, between SOCmax and SOCmin) the current SOC of the assembled battery (group battery) is based on the output signal.
  • the system of the output stage can be controlled.
  • the current SOC level and SOCmax and SOCmin of the assembled battery (group battery) can be output and used to display the battery consumption level, and can be used for various controls of the HEV.
  • the battery can be charged / discharged.
  • Japanese Patent No. 3533076 (see paragraph number 0056 and FIG. 8)
  • one SOC detection value that compensates for the variation in SOC of each battery block is output as the current SOC of the assembled battery (group battery). And control can be realized with one piece of information (SOC detection value).
  • SOC detection value the combination information of the current SOC and the movable range (SOCmax and SOCmin) is output to the subsequent system, the control system of the subsequent system cannot recognize the SOC error. Therefore, for example, in the display of the battery consumption level, the state positions of full charge and empty change, and the usability of the battery consumption level display device is deteriorated. Further, even when used in a control system, it cannot be determined whether or not the SOC used in the control system is within an error range recommended in terms of HEV system performance and life.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and in a movable range of the group battery, a group battery capable of obtaining the SOC fixed between the maximum SOC and the minimum SOC and outputting the SOC.
  • a charging rate calculation device a group battery charging rate calculation method, a program for causing a computer to execute the method, and a group battery SOC display device for displaying a charging state of the group battery by an SOC signal output from the group battery charging rate calculation device
  • the purpose is to do.
  • a group battery SOC display device of the present invention is a group battery charge rate calculation device that calculates the SOC of a group battery composed of a plurality of battery cells, each of the plurality of battery cells.
  • a maximum SOC calculation unit that calculates the maximum SOC from the SOC
  • a minimum SOC calculation unit that calculates the minimum SOC from each SOC of a plurality of battery cells
  • a minimum SOC calculated by the maximum SOC calculation unit and a minimum calculated by the minimum SOC calculation unit
  • a representative SOC table for obtaining one representative SOC based on the SOC is provided.
  • the representative SOC table is such that the maximum SOC is the representative SOC when the group battery is in the vicinity of the fully charged state, and the minimum SOC is the representative SOC when the group battery is in the vicinity of the empty state. It is configured.
  • the representative SOC table is configured to determine the representative SOC based on the maximum SOC, the overcharge caution SOC, the overdischarge caution SOC, and the minimum SOC in the operation range of the group battery.
  • the representative SOC when the SOC of the group battery is between the overcharge caution SOC and the overdischarge caution SOC, the representative SOC is determined to increase according to the SOC level during operation of the group battery. You can also.
  • the group battery charge rate calculation device of the present invention is a group battery charge rate calculation device that calculates the SOC of a group battery composed of a plurality of battery cells, and calculates the maximum SOC from each SOC of the plurality of battery cells.
  • a central value of the maximum SOC calculated by the maximum SOC calculating unit, the minimum SOC calculating unit calculating the minimum SOC from each SOC of the plurality of battery cells, the maximum SOC calculated by the maximum SOC calculating unit, and the minimum SOC calculated by the minimum SOC calculating unit It is also possible to adopt a configuration including a center value / error calculation means for obtaining the center SOC and obtaining an error of the center SOC.
  • the group battery charging rate calculation device of the present invention is a group battery charging rate calculation device that calculates the SOC of a group battery composed of a plurality of battery cells, and calculates the maximum SOC from each SOC of the plurality of battery cells.
  • the minimum SOC calculation unit that calculates the minimum SOC from each SOC of the plurality of battery cells, the maximum SOC calculated by the maximum SOC calculation unit and the minimum SOC calculated by the minimum SOC calculation unit, A configuration including a maximum / minimum SOC table for obtaining the maximum SOC for control and the minimum SOC for control may be employed.
  • the present invention can also provide a group battery charging rate calculation method. That is, a group battery charge rate calculation method for calculating the SOC of a group battery composed of a plurality of battery cells, the first step of calculating the maximum SOC from each SOC of the plurality of battery cells, and the plurality of battery cells It is also possible to provide a group battery charge rate calculation method including a second step of calculating the minimum SOC from each of the SOCs and a third step of obtaining one representative SOC based on the maximum SOC and the minimum SOC. it can.
  • the maximum SOC is set as the representative SOC, and when the group battery is near the empty state, the minimum SOC is obtained. Is a representative SOC.
  • the representative SOC is determined based on the maximum SOC, the overcharge caution SOC, the overdischarge caution SOC, and the minimum SOC in the operation range of the group battery. Is done.
  • the third step when the SOC of the group battery is between the overcharge caution SOC and the overdischarge caution SOC, approximately the middle between the maximum SOC and the minimum SOC. Is the representative SOC.
  • the representative SOC is determined to increase according to the SOC level during operation of the group battery. May be.
  • the present invention is a group battery charging rate calculation method for calculating the SOC of a group battery composed of a plurality of battery cells, the first step of calculating the maximum SOC from each SOC of the plurality of battery cells, A group including a second step of calculating a minimum SOC from each SOC of a plurality of battery cells, and a third step of calculating a center value of the maximum SOC and the minimum SOC as a center SOC and determining an error of the center SOC A battery charge rate calculation method can also be provided.
  • the present invention is a group battery charge rate calculation method for calculating the SOC of a group battery composed of a plurality of battery cells, the first step of calculating the maximum SOC from each SOC of the plurality of battery cells;
  • a group battery comprising: a second step of calculating a minimum SOC from each SOC of a plurality of battery cells; and a third step of obtaining a control maximum SOC and a control minimum SOC based on the maximum SOC and the minimum SOC.
  • a charging rate calculation method can also be provided.
  • the present invention can also provide a program for causing a computer to execute the group battery charging rate calculation method of each of the above inventions.
  • the present invention can also provide a group battery SOC display device that inputs an SOC signal calculated by the group battery charge rate calculation device of each of the above inventions and displays it as real-time SOC in the group battery in operation. .
  • the secondary battery since the current SOC (charged state or remaining capacity) can be accurately grasped while the secondary battery is in operation, the secondary battery is prevented from being overcharged or overdischarged. be able to. As a result, safety can be improved in the operation of the secondary battery.
  • a secondary battery operation method that improves battery cycle life is realized. can do.
  • the group battery charging rate calculation device outputs a single fixed SOC based on information on the maximum SOC (SOCmax) and the minimum SOC (SOCmin) in a secondary battery in operation, or an error One SOC fixed in anticipation of the range is output, or the values of SOCmax and SOCmin are output.
  • SOCmax maximum SOC
  • SOCmin minimum SOC
  • Example 1 [SOC calculation method] First, an embodiment of the SOC calculation method applied to the group battery charge rate calculation device according to the present invention will be described.
  • the SOC calculation method obtained from the current value integration (Ah) of the charge / discharge current of the secondary battery and the voltage of the battery cell will be described.
  • the SOC of a secondary battery is calculated based on the integral value of the charge / discharge current of the secondary battery. However, if only the integral value of the charge / discharge current is calculated, the current detection error component is added to the integral value of the charge / discharge current. Is accumulated and the SOC value is different from the actual value.
  • the SOC calculated based on the integrated value of the charge / discharge current is corrected by the SOCV (SOC voltage).
  • SOCV SOCV voltage
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an SOC calculation unit applied to the group battery charge rate calculation device of the present invention.
  • the SOC calculation unit 1 includes an estimated open-circuit voltage calculation unit 10, an SOCV calculation unit 11 based on an estimated open-circuit voltage, a battery impedance model unit 12 including an estimated impedance table 12a and an estimated impedance voltage calculation unit 12b, an estimated impedance voltage stabilization determination unit 13, It is configured to include an SOCI calculation unit 14 based on measured current integration, an SOC deviation determination unit 15, an SOC switching determination unit 16, and an SOC switching unit 17.
  • the SOC deviation determination unit 15, the SOC switching determination unit 16 and the SOC switching unit 17 constitute an SOC determination unit 20.
  • the estimated open-circuit voltage calculation unit 10 calculates an estimated open-circuit voltage V0 of the secondary battery by subtracting the estimated impedance voltage VZ from the measured voltage VA of the secondary battery, and this estimated open-circuit voltage V0 is calculated as an SOCV calculation unit 11 based on the estimated open-circuit voltage. Output to.
  • the SOCV calculation unit 11 based on the estimated open circuit voltage inputs the estimated open circuit voltage V0 and the actually measured temperature T of the secondary battery, determines the SOCV (SOC voltage) from the table held by itself, and switches the SOCV to the SOC. To the unit 17.
  • the battery impedance model unit 12 includes an estimated impedance table 12a and an estimated impedance voltage calculation unit 12b.
  • the estimated impedance table 12a inputs the SOC and the measured temperature T, and extracts the estimated impedance Z of the secondary battery from the table.
  • the estimated impedance voltage calculation unit 12b calculates an estimated impedance voltage VZ from the measured current I and the estimated impedance Z by calculation and outputs the estimated impedance voltage VZ to the estimated impedance voltage static determination unit 13.
  • the estimated impedance voltage stabilization determination unit 13 determines the estimated impedance voltage stabilization signal when the absolute value of the fluctuation rate of the estimated impedance voltage VZ continues to be within a threshold value (or less than the threshold value) for a predetermined time or more. Is output to the SOC switching determination unit 16.
  • the SOCI calculation unit 14 based on the measured current integration calculates an SOCI (SOC current) from the integrated value of the measured current I due to charge / discharge and outputs the calculated value to the SOC switching unit 17. When the SOC switching unit 17 is switched to SOCV, the initial value is set to SOCV.
  • SOC deviation determination unit 15 outputs a large deviation signal to SOC switching determination unit 16 when
  • the threshold value ⁇ SOC 0.
  • the SOC switching determination unit 16 outputs an SOC switching signal to the SOC switching unit 17 based on an AND / OR output (total stabilization signal) of the estimated impedance voltage stabilization signal and an AND output of the SOC deviation large signal. Based on the SOC switching signal output input from the SOC switching determination unit 16, the SOC switching unit 17 appropriately switches between SOCV and SOCI and outputs the SOC.
  • the estimated impedance voltage VZ is obtained by the battery impedance model unit 12 including the estimated impedance table 12a and the estimated impedance voltage calculation unit 12b. Since this estimated impedance voltage VZ is an estimated value, it has an error. In particular, when the estimated impedance voltage VZ is large, the amount of correction of the charging rate (SOC) is large, and the charging rate (SOC) has an error. Is likely to occur.
  • the estimated impedance voltage stabilization determination unit 13 when the estimated impedance voltage VZ is stabilized (for example, when the absolute value
  • the estimated impedance voltage settling signal is output to 16, the switch of the SOC switching unit 17 is switched by the SOC switching signal output from the SOC switching determination unit 16, and the SOCV from the SOCV calculation unit 11 based on the estimated open circuit voltage is used as the SOC.
  • the SOC is output from the switching unit 17.
  • the SOCV calculation unit 11 based on the estimated open circuit voltage obtains the SOCV from the table (the table acquired in advance) of the actually measured temperature T and the estimated open circuit voltage V0 and outputs it to the SOC switching unit 17. Therefore, the SOC determination unit 20 may change the charging rate (SOC) to the SOCV obtained from the estimated open-circuit voltage V0 when receiving the estimated impedance voltage stabilization signal, and further, the SOCI obtained from the integrated value of the charge / discharge current.
  • may be changed to SOCV when the difference ⁇ SOC is greater than or equal to the threshold value ⁇ SOC (may be more than).
  • the SOC switching unit 17 switches to SOCV, the initial value of the integrated value of the charge / discharge current is changed to that value.
  • the SOC can be reduced to a value with less error. In other words, since many SOC correction timings due to the integration value of the charge / discharge current occur, it is difficult to accumulate errors in the integration value of the charge / discharge current.
  • the estimated open-circuit voltage calculation unit 10 subtracts the estimated impedance voltage VZ from the measured voltage VA to obtain the estimated open-circuit voltage V0.
  • the estimated impedance voltage VZ is small and the charge / discharge current error is small.
  • the measured voltage VA itself is regarded as the estimated open voltage V0 without correcting the measured voltage VA
  • the estimated open voltage V0 is input to the SOCV calculation unit 11 to calculate the SOCV, and the charging rate Calculation (SOC calculation) may be performed. That is, as another example of the SOC calculation, the estimated impedance voltage VZ may not be used as the open voltage of the secondary battery.
  • the estimated open circuit voltage calculation unit 10 can be omitted, so that the configuration of the SOC calculation unit 1 is further simplified.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the group battery charging rate calculation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the example of FIG. 2 shows an example in which the SOC of the group battery is displayed by the representative SOC output from the group battery charging rate calculation device.
  • FIG. 3 is a diagram showing a display example of the SOC indicator displayed on the group battery SOC display device 6 of FIG.
  • the group battery charge rate calculation device 2a includes a maximum SOC calculation unit that calculates a maximum SOC (SOCmax) based on each SOC of 1 to N battery cells output from the SOC calculation unit 1 shown in FIG. 3, a minimum SOC calculation unit 4 that calculates a minimum SOC (SOCmin) based on each SOC of 1 to N battery cells output from the SOC calculation unit 1 shown in FIG. 1, and a maximum SOC calculation unit 3
  • SOC table or function (representative SOC table) 5 for obtaining one representative SOC based on the SOCmax and the SOCmin from the minimum SOC calculation unit 4, and the level of the representative SOC output from the SOC table or function 5 It is connected to the group battery SOC display device 6 to be displayed.
  • a control device may be connected instead of the group battery SOC display device 6.
  • the group battery charge rate calculation device 2a shown in FIG. 2 When 1 to N SOCs (that is, SOC for each battery cell) output from the SOC calculation unit 1 of FIG. 1 are input to the maximum SOC calculation unit 3 and the minimum SOC calculation unit 4, the respective calculation units 3 and 4 are used to calculate SOCmax and SOCmin. Then, the SOC table or function 5 puts the SOCmax value output from the maximum SOC calculation unit 3 and the SOCmin value output from the minimum SOC calculation unit 4 into the SOC table or function 5 to create one representative SOC. Output.
  • SOCs that is, SOC for each battery cell
  • the representative SOC created by the SOC table or function 5 is, for example, a value close to SOCmax on the full charge side and a value close to SOCmin on the empty side.
  • the representative SOC can be determined in an operating state that also takes into account variations in the SOC of each battery cell.
  • the group battery SOC display device 6 by outputting one representative SOC from the SOC table or function 5 to the group battery SOC display device 6, even if there is a variation in the SOC of the battery cells constituting the group battery, it is satisfied from the empty secondary battery.
  • the representative SOC of the battery group can be uniquely determined continuously until charging.
  • one representative SOC value can be used from empty to full charge without a sense of incongruity.
  • the stable SOC level is displayed on the group battery SOC display device 6 as shown by the indicator in FIG. 3, the usability of the group battery SOC display device 6 is extremely improved.
  • the control system can be stably operated.
  • the operating range of the secondary battery is set in advance as follows.
  • the maximum SOC (SOCshh [%]) of the operating range is, for example, 100%
  • Overcharge caution SOC (SOCsh [%]) of the operation range is, for example, 90%
  • Overdischarge caution SOC (SOCsl [%]) in the operating range is, for example, 10%
  • the minimum SOC (SOCsll [%]) of the operation range is set to 0%, for example.
  • SOCsh SOCsh ⁇ R ⁇
  • SOCsl SOCsll + R ⁇
  • FIG. 4 is a diagram showing a first table possessed by the SOC table or function 5 of FIG. This table shows the range of SOCsll to SOCshh on the horizontal axis and the representative SOC level in the range of SOCmin to SOCmax on the vertical axis.
  • the range range of SOCsll to SOCshh on the horizontal axis is divided into range 1, range 2, and range 3.
  • the range 1 is a range of SOCmax ⁇ SOCsh
  • the range 2 is a range of SOCmin ⁇ SOCsl
  • the range 3 is a range of SOCsl ⁇ SOCmin and SOCmax ⁇ SOCsh.
  • the order of calculating the SOC is the order of range 1, range 2, and range 3 in the following example, but depending on the situation such as priority is given to preventing overcharge of the secondary battery or prevention of overdischarge.
  • the order of calculation may be changed as appropriate.
  • the representative SOC may be determined in the lower order.
  • ⁇ and ⁇ n are coefficients less than 1, and ⁇ in the normal operating range is ⁇ n.
  • the range 1 and the range 2 may be subdivided, and the SOC calculation order may be determined as the ranges 1a, 1b, 2a, and 2b. That is, the range 1 is the range 1a and the range 1b, the range 1a is SOCmax ⁇ SOCsh, and the range 1b is SOCshh> SOCmax ⁇ SOCsh.
  • the range 2 is a range 2a and a range 2b.
  • the range 2a is SOCmin ⁇ SOCsll, and the range 2b is SOCsll ⁇ SOCmin ⁇ SOCsh.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second table possessed by the SOC table or function 5 of FIG.
  • the SOC table or the function 5 uses the second table as shown in FIG. 5 to determine the representative SOC with reference to SOCshh and SOCsll.
  • the horizontal axis indicates the range range of SOCsll to SOCshh
  • the vertical axis indicates the level of the representative SOC in the range range of SOCmin to SOCmax
  • the linear range is in the range range of SOCsll to SOCshh.
  • the characteristic graph of representative SOC which changes to is represented.
  • the 2nd table shown in FIG. 5 has illustrated in the case where the variation in SOC of each battery cell is small.
  • Range 1 is a range of SOCmax ⁇ SOCshh
  • range 2 is a range of SOCmin ⁇ SOCsll
  • range 3 is a range of SOCsll ⁇ SOCmin and SOCmax ⁇ SOCshh.
  • the order of calculating the SOC is the order of range 1, range 2, and range 3 in the following example, but depending on the situation such as priority is given to preventing overcharge of the secondary battery or prevention of overdischarge.
  • the order of calculation may be changed as appropriate.
  • the representative SOC may be determined in the lower order.
  • the representative SOC uses SOCmax, and SOCmin is the minimum SOC (SOCsll) in the operating range.
  • SOCmin is used as the representative SOC.
  • SOCsll minimum SOC
  • SOCshh the representative SOC.
  • one representative SOC can be output if the SOCmax and SOCmin values are input to the SOC table or the function 5. That is, even if there is a variation in each single cell of the group battery, the representative SOC of the group battery can be uniquely determined continuously from empty to full charge. Accordingly, since one representative SOC value can be used from the empty of the group battery to full charge, it is possible to stably operate the control system and the display system in the subsequent stage without a sense of incongruity.
  • the SOC table or function 5 can output a value close to the SOCmax side on the full charge side and a value close to the SOCmin side on the empty side, the battery energy of the battery group can be taken into account by taking into account the SOC variation of the battery cells. Can be used effectively.
  • the central SOC is calculated for the subsequent system that performs display or control by calculating the central value (central SOC) of the SOC and its error from the values of SOCmax and SOCmin. And its error are output.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the group battery charge rate calculation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the example of FIG. 6 shows an example in which the SOC of the group battery is displayed based on the center SOC output from the group battery charging rate calculation device 2b and its error.
  • FIG. 7 is a diagram showing a display example of the SOC indicator displayed on the group battery SOC display device 6 of FIG.
  • the description overlapping with the first embodiment is omitted, and only the configuration and operation unique to the second embodiment will be described.
  • the group battery charging rate calculation device 2 b includes one unit based on the maximum SOC calculation unit 3, the minimum SOC calculation unit 4, the SOCmax from the maximum SOC calculation unit 3, and the SOCmin from the minimum SOC calculation unit 4. Is connected to a group SOC display device 6 for displaying the center SOC output from the center value / error calculator 7 and its error range. Yes.
  • a control device may be connected instead of the group battery SOC display device 6.
  • the operation of the group battery charging rate calculation device 2b shown in FIG. The group battery needs to be stopped when one battery cell is fully charged or empty.
  • the error may be different between plus (+) and minus ( ⁇ ).
  • the error from the group battery charge rate calculation device 2b side is required. It is necessary to output two signals, plus and minus, only with the signal. This complicates the signal system between the group battery charge rate computing device 2b and the subsequent system side.
  • the center value / error calculation unit 7 obtains the center value (center SOC) between SOCmax from the maximum SOC calculation unit 3 and SOCmin from the minimum SOC calculation unit 4, the error is positive. ⁇ The minus is the same size. Therefore, if only the center SOC and the magnitude of the error are output from the center value / error calculator 7 to the group battery SOC display device 6, the number of signal lines output from the center value / error calculator 7 can be reduced. it can. Although the plus error signal and the minus error signal may be output separately, the number of signal lines does not decrease in that case.
  • the control system can be stably operated.
  • the number of signal lines on the output side can be reduced.
  • the error range of the SOC of the battery group can also be output to the subsequent system, and the controllability and usability of the display system and control system of the subsequent system can be improved. For example, when displaying the remaining capacity of a secondary battery in a hybrid vehicle (HEV) or the like, if the error of SOC is estimated and displayed, the user can use the error information to determine full charge or empty. Can be used for energy supply timing.
  • HEV hybrid vehicle
  • SOCrmin to SOCrmax SOCrmin to SOCrmax
  • SOCrmin and SOCrmin and SOCmax and SOCrmax it is possible to compare SOCmin and SOCrmin and compare SOCmax and SOCrmax, so that it is possible to confirm whether or not the cells in the group battery are within the recommended range.
  • the group battery charging rate calculation apparatus is configured to output the SOCmax and SOCmin values of the group battery to a subsequent system that performs display or control.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the group battery charge rate calculation apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a figure which shows the example of a display of the SOC indicator displayed on the group battery SOC display apparatus 6 of FIG.
  • the description overlapping with the first embodiment and the second embodiment is omitted, and only the configuration and operation unique to the third embodiment will be described.
  • the group battery charging rate calculation device 2 c is controlled based on the maximum SOC calculation unit 3, the minimum SOC calculation unit 4, the SOCmax from the maximum SOC calculation unit 3, and the SOCmin from the minimum SOC calculation unit 4.
  • the maximum / minimum SOC table 9 for obtaining the control SOCmax and the control SOCmin is connected to the group battery SOC display device 6 for displaying the control SOCmax and the control SOCmin output from the maximum / minimum SOC table 9. Yes.
  • a control device may be connected instead of the group battery SOC display device 6.
  • the maximum / minimum SOC table 9 obtains the control SOCmax and the control SOCmin based on the SOCmax from the maximum SOC calculation unit 3 and the SOCmin from the minimum SOC calculation unit 4, and these control SOCmax and control SOCmin Is output to the SOC display device 6.
  • the group battery SOC display device 6 displays SOCmax and SOCmin of the group battery as shown by the indicator in FIG. 7, so that the usability of the group battery SOC display device 6 is extremely improved.
  • the SOCmin and SOCmax of the group battery Is output to the subsequent system as it is, so that the usability and controllability of the subsequent system can be further improved. For example, when the remaining capacity of the secondary battery is displayed by HEV or the like, if the SOCmin and SOCmax are displayed, the user can use the information for full charge or empty judgment, and this is used for the timing of energy supply. be able to.
  • SOCrmin to SOCrmax there is a recommended SOC range (SOCrmin to SOCrmax) of the cell from the relationship between the operating voltage range of the system and the life of the cell. Compare SOCmin and SOCrmin, and compare SOCmax and SOCrmax. Thus, control can be performed while confirming whether or not each cell in the group battery is within the recommended range.
  • program The group battery charging rate calculation method described above is realized by a computer reading a program. Therefore, each process of the group battery charging rate calculation method described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and when the computer reads and executes this program, each process described above is performed. Done.
  • the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • the program may be distributed to an external computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
  • the program may be for realizing a part of the function of the group battery charging rate calculation method described above. Furthermore, what can implement
  • the group battery charging rate calculation device of the present invention can output a fixed SOC value, it is used for equipment in which a charging mode and a discharging mode are repeated irregularly, such as a hybrid vehicle or a natural energy generator. It can be effectively used as an SOC computing device for a secondary battery.
  • SOC calculating part 2a, 2b, 2c Group battery charge rate calculating apparatus 3
  • Minimum SOC calculating part 5 SOC table or function 6
  • Group battery SOC display apparatus 7 Center value / error calculating part 8
  • Maximum / minimum SOC table 10 Estimated open-circuit voltage calculation unit 11 SOCV calculation unit based on estimated open-circuit voltage 12 Battery impedance model unit 12a
  • Estimated impedance table 12b Estimated impedance voltage calculation unit 13
  • SOCI calculation unit based on measured current integration 15 SOC deviation determination unit 16
  • SOC switching determination unit 17 SOC switching unit

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Abstract

　各電池セルから出力されたＳＯＣが最大ＳＯＣ演算部（３）と最小ＳＯＣ演算部（４）とに入力されると、それぞれによってＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎが演算される。ＳＯＣテーブル又は関数（５）が、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎとを入力して、１個の固定した代表ＳＯＣを作成して出力する。このとき、ＳＯＣテーブル又は関数（５）で作成される代表ＳＯＣは、例えば、群電池の満充電近傍ではＳＯＣｍａｘに近い値であり、エンプティ近傍ではＳＯＣｍｉｎに近い値である。これによって、各電池セルのＳＯＣのバラツキも考慮した運用状態で群電池の代表ＳＯＣを決定することができる。

Description

群電池充電率演算装置、群電池充電率演算方法、プログラム、及び群電池ＳＯＣ表示装置
　本発明は、二次電池の電池セルの組み合わせで構成された群電池の充電状態を演算する群電池充電率演算装置、群電池充電率演算方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、及び群電池充電率演算装置から出力されたＳＯＣ信号によって群電池の充電状態を表示させる群電池ＳＯＣ表示装置に関する。
　従来より、二次電池の充電状態を求める方法の一つとして、ＳＯＣ（State Of Charge：充電率、充電状態、残存容量）を演算して充電状態を求める方法がある。このとき、複数の電池セルが直並列に接続された群電池（組電池ともいう）のＳＯＣは、充電ベースで用いられる設備では、過充電を防止するために最大ＳＯＣ（ＳＯＣｍａｘ）で充電率設定が行われ、放電（消費）ベースで用いられる設備では、過放電を防止するために最小ＳＯＣ（ＳＯＣｍｉｎ）で充電率設定が行われ、二次電池の運用末期（寿命時期）には、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎとが一致するようにＳＯＣの設定がなされている。
　ところが、二次電池の運用中において、充電と放電のどちらが進行するかは未定となるような設備（例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や自然エネルギ発電機など）では、二次電池の充放電の深度（つまり、充放電のスパン）を深く（つまり、ワイドレンジで）用いると、充放電の何れかのサイクルでＳＯＣレベルと充放電停止レベルとが一致しなくなる。つまり、ＳＯＣｍａｘより低いＳＯＣレベルで充電が終了してしまったり、ＳＯＣｍｉｎより高いＳＯＣレベルで放電が終了してしまうことがある。このような充放電スパンのレンジが狭い状態が発生すると、二次電池の充電されたエネルギを有効に利用することができない。
　すなわち、充放電ベースで用いられるＨＥＶは、降坂走行時にはモータの回生電力によって充電が行われ、登坂走行時にはガソリンエンジンに加えてモータによるアシスト駆動力によって放電が行われるが、走行する道路によって充放電の何れが進行するかは分からない。また、風力発電機や潮力発電機などの自然エネルギ発電機についても、風や波の状態とフライホイールを回転させるエネルギとの兼ね合いで充放電の何れが進行するかは分からない。したがって、このような設備に用いられる二次電池は、充電エネルギを有効に利用することが難しい。
　そこで、このような問題点を解消するために、複数の電池セルが直並列に接続された組電池において、その組電池における各電池ブロックの蓄電量のバラツキを検出し、そのバラツキを補償した最適なＳＯＣレベルで二次電池を有効に利用する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、ＨＥＶの電池ＥＣＵが、電池ブロックのＩＶ判定が下限値に到達すると電流値Ｉの積算を開始し、電池ブロックのＩＶ判定が上限値に達すると、これまでの電流積算値（ΣＩ）に基づいて蓄電量の可動範囲幅（ΔＡＨＲ）が設定される。さらに、そのときの蓄電量の上下限の幅からΔＡＨＲを引き算することにより、各電池ブロックの蓄電量のバラツキ幅（ＤＡＨＲ）が算出される。これによって、各電池ブロックの現状の蓄電量が可動範囲のどこに位置するかという蓄電状態（ＳＯＣ）を知ることができるので、各電池ブロックの蓄電量のバラツキを補償した最適なＳＯＣレベルで二次電池を利用することが可能となる。
　また、特許文献１の技術によれば、組電池（群電池）の現在のＳＯＣが可動範囲（つまり、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの間）のどのレベルにあるかを判定して、その出力信号に基づいて出力段のシステムを制御することができる。つまり、組電池（群電池）の現在のＳＯＣレベルとＳＯＣｍａｘ及びＳＯＣｍｉｎを出力して、電池消費量レベルの表示に用いたり、ＨＥＶの各種制御などに用いることができるので、最適な状態で二次電池を充放電させることが可能となる。
特許第３５３３０７６号公報（段落番号００５６、及び図８参照）
　上記特許文献１の技術によれば、各電池ブロックのＳＯＣのバラツキを補償した１個のＳＯＣ検出値を、組電池（群電池）の現在のＳＯＣとして出力しているので、後段のシステムにおける表示や制御を１個の情報（ＳＯＣ検出値）で実現することができる。しかしながら、後段のシステムに現在のＳＯＣと可動範囲（ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎ）との組み合わせ情報を出力しても、後段システムの制御系はＳＯＣの誤差を認識することができない。そのため、例えば、電池消費量レベルの表示では、満充電とエンプティの状態位置が変動することになり、電池消費量レベル表示装置の使い勝手が悪くなってしまう。また、制御系に用いる場合においても、その制御系に使用しているＳＯＣが、ＨＥＶのシステム性能上や寿命の面で推奨される誤差範囲にあるか否かを把握することができない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、群電池の可動範囲において、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣとの間で固定されたＳＯＣを求めてそのＳＯＣを出力することができる群電池充電率演算装置、群電池充電率演算方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、及び群電池充電率演算装置から出力されたＳＯＣ信号によって群電池の充電状態を表示させる群電池ＳＯＣ表示装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明の群電池ＳＯＣ表示装置は、複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算装置であって、複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する最大ＳＯＣ演算部と、複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する最小ＳＯＣ演算部と、最大ＳＯＣ演算部が演算した最大ＳＯＣと最小ＳＯＣ演算部が演算した最小ＳＯＣとに基づいて、１個の代表ＳＯＣを求める代表ＳＯＣテーブルとを備えて構成されている。
　好適な実施形態としては、代表ＳＯＣテーブルは、群電池が満充電状態の近傍にあるときは最大ＳＯＣを代表ＳＯＣとし、群電池がエンプティ状態の近傍にあるときは最小ＳＯＣを代表ＳＯＣとするように構成されている。
　さらに、代表ＳＯＣテーブルは、群電池の運用範囲における最大ＳＯＣ、過充電注意ＳＯＣ、過放電注意ＳＯＣ、及び最小ＳＯＣに基づいて代表ＳＯＣを決定するように構成されている。
　また、代表ＳＯＣテーブルは、群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣのほぼ中間の値を代表ＳＯＣとしている。
　あるいは、代表ＳＯＣテーブルは、群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、その群電池の運用中のＳＯＣレベルに応じて増加傾向に代表ＳＯＣを決定することもできる。
　また、本発明の群電池充電率演算装置は、複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算装置であって、複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する最大ＳＯＣ演算部と、複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する最小ＳＯＣ演算部と、最大ＳＯＣ演算部が演算した最大ＳＯＣと最小ＳＯＣ演算部が演算した最小ＳＯＣとの中心値を中心ＳＯＣとして求めると共に、その中心ＳＯＣの誤差を求める中心値・誤差計算手段とを備える構成を採ることもできる。
　さらに、本発明の群電池充電率演算装置は、複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算装置であって、複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する最大ＳＯＣ演算部と、複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する最小ＳＯＣ演算部と、最大ＳＯＣ演算部が演算した最大ＳＯＣと最小ＳＯＣ演算部が演算した最小ＳＯＣとに基づいて、制御用最大ＳＯＣと制御用最小ＳＯＣとを求める最大・最小ＳＯＣテーブルとを備える構成を採ることもできる。
　また、本発明は群電池充電率演算方法を提供することもできる。すなわち、複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算方法であって、複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する第１のステップと、複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する第２のステップと、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣとに基づいて、１個の代表ＳＯＣを求める第３のステップとを含む群電池充電率演算方法を提供することもできる。
　好適な群電池充電率演算方法としては、前記第３のステップにおいて、群電池が満充電状態の近傍にあるときは最大ＳＯＣを代表ＳＯＣとし、群電池がエンプティ状態の近傍にあるときは最小ＳＯＣを代表ＳＯＣとする。
　また、好適な群電池充電率演算方法としては、前記第３のステップにおいて、代表ＳＯＣは、群電池の運用範囲における最大ＳＯＣ、過充電注意ＳＯＣ、過放電注意ＳＯＣ、及び最小ＳＯＣに基づいて決定される。
　さらに、好適な群電池充電率演算方法としては、前記第３のステップにおいて、群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣのほぼ中間の値を代表ＳＯＣとする。
　あるいは、前記第３のステップにおいて、群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、その群電池の運用中のＳＯＣレベルに応じて増加傾向に代表ＳＯＣを決定してもよい。
　また、本発明は、複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算方法であって、複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する第１のステップと、複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する第２のステップと、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣとの中心値を中心ＳＯＣとして求めると共に、その中心ＳＯＣの誤差を求める第３のステップとを含む群電池充電率演算方法を提供することもできる。
　さらに、本発明は、複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算方法であって、複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する第１のステップと、複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する第２のステップと、最大ＳＯＣと最小ＳＯＣとに基づいて、制御用最大ＳＯＣと制御用最小ＳＯＣとを求める第３のステップとを含む群電池充電率演算方法を提供することもできる。
　また、本発明は、前記各発明の群電池充電率演算方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することもできる。
　さらに、本発明は、前記各発明の群電池充電率演算装置によって演算されたＳＯＣ信号を入力して、運用中の群電池におけるリアルタイムのＳＯＣとして表示させる群電池ＳＯＣ表示装置を提供することもできる。
　本発明によれば、二次電池を運用している状態で現在のＳＯＣ（充電状態、又は残存容量）を正確に把握することができるので、二次電池の過充電防止や過放電防止を行うことができる。その結果、二次電池の運用上において安全性を向上させることができる。さらに、ＳＯＣを制御に用いるシステム系における充放電制御の適正化や、ＳＯＣと電池サイクル寿命との間の相関関係を求めることにより、電池サイクル寿命を向上させるような二次電池の運用方法を実現することができる。
本発明の群電池充電率演算装置に適用されるＳＯＣ演算部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１における群電池充電率演算装置の構成を示すブロック図である。 図２の群電池ＳＯＣ表示装置６に表示されるＳＯＣインジケータの表示例を示す図である。 図２のＳＯＣテーブル又は関数５が持っている第１のテーブルを示す図である。 図２のＳＯＣテーブル又は関数５が持っている第２のテーブルを示す図である。 本発明の実施例２における群電池充電率演算装置の構成を示すブロック図である。 図６の群電池ＳＯＣ表示装置６に表示されるＳＯＣインジケータの表示例を示す図である。 本発明の実施例３における群電池充電率演算装置の構成を示すブロック図である。 図８の群電池ＳＯＣ表示装置６に表示されるＳＯＣインジケータの表示例を示す図である。
　本発明に係る群電池充電率演算装置は、運用中の二次電池における最大ＳＯＣ（ＳＯＣｍａｘ）と最小ＳＯＣ（ＳＯＣｍｉｎ）の情報に基づいて、固定した1個のＳＯＣを出力するか、又は、誤差範囲を見込んで固定した1個のＳＯＣを出力するか、あるいは、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの値を出力することを特徴とする。以下、図面を参照しながら、本発明に係る群電池充電率演算装置の好適な実施例の幾つかを詳細に説明する。
《実施例１》
〔ＳＯＣの算出方法〕
　先ず、本発明に係る群電池充電率演算装置に適用されるＳＯＣの算出方法の一実施例について説明する。ここでは、二次電池の充放電電流の電流値積算（Ａｈ）と電池セルの電圧とから求めるＳＯＣの算出方法について説明する。一般的に、二次電池のＳＯＣは二次電池の充放電電流の積分値に基づいて算出されるが、充放電電流の積分値だけで算出すると、充放電電流の積分値に電流検出誤差分が蓄積されてＳＯＣの値が実態と異なってしまう。従って、その現象を回避するために、二次電池の推定インピーダンスが小さいときに、充放電電流の積分値に基づいて算出されたＳＯＣをＳＯＣＶ（ＳＯＣ電圧）によって修正する。これによって、電流検出誤差のない状態で高精度にＳＯＣを算出することができる。
　以下、図面を参照してＳＯＣの算出方法の一例について具体的に説明する。図１は、本発明の群電池充電率演算装置に適用されるＳＯＣ演算部の構成を示すブロック図である。
　先ず、図１に示すＳＯＣ演算部１の構成について説明する。ＳＯＣ演算部１は、推定開放電圧演算部１０、推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１、推定インピーダンステーブル１２ａと推定インピーダンス電圧演算部１２ｂからなる電池インピーダンスモデル部１２、推定インピーダンス電圧静定判定部１３、実測電流積分によるＳＯＣＩ演算部１４、ＳＯＣ偏差判定部１５、ＳＯＣ切替判定部１６、及びＳＯＣ切替部１７を備えて構成されている。尚、ＳＯＣ偏差判定部１５とＳＯＣ切替判定部１６とＳＯＣ切替部１７とによってＳＯＣ決定部２０が構成されている。
　推定開放電圧演算部１０は、二次電池の実測電圧ＶＡから推定インピーダンス電圧ＶＺを減算して二次電池の推定開放電圧Ｖ０を演算し、この推定開放電圧Ｖ０を推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１へ出力する。
　推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１は、二次電池の推定開放電圧Ｖ０と実測温度Ｔとを入力して、自己が保有しているテーブルからＳＯＣＶ（ＳＯＣ電圧）を決定し、このＳＯＣＶをＳＯＣ切替部１７へ出力する。
　電池インピーダンスモデル部１２は、推定インピーダンステーブル１２ａと推定インピーダンス電圧演算部１２ｂとからなり、推定インピーダンステーブル１２ａがＳＯＣと実測温度Ｔとを入力してテーブルから二次電池の推定インピーダンスＺを抽出し、推定インピーダンス電圧演算部１２ｂが、実測電流Ｉと推定インピーダンスＺから演算によって推定インピーダンス電圧ＶＺを求めて推定インピーダンス電圧静定判定部１３へ出力する。
　推定インピーダンス電圧静定判定部１３は、推定インピーダンス電圧ＶＺの変動率の絶対値が、所定の時間以上に亘って閾値以内（又は閾値未満）のレベルを継続したときに、推定インピーダンス電圧静定信号をＳＯＣ切替判定部１６へ出力する。
　実測電流積分によるＳＯＣＩ演算部１４は、充放電による実測電流Ｉの積分値からＳＯＣＩ（ＳＯＣ電流）を演算してＳＯＣ切替部１７へ出力する。尚、ＳＯＣ切替部１７がＳＯＣＶに切替わった時は初期値をＳＯＣＶとする。
　ＳＯＣ偏差判定部１５は、｜ＳＯＣＶ－ＳＯＣＩ｜が閾値ΔＳＯＣ以上であるときに、偏差大信号をＳＯＣ切替判定部１６へ出力する。尚、通常は、閾値ΔＳＯＣ＝０である。
　ＳＯＣ切替判定部１６は、推定インピーダンス電圧静定信号のＡＮＤ／ＯＲ出力（トータル静定信号）と、ＳＯＣ偏差大信号のＡＮＤ出力とによって、ＳＯＣ切替部１７へＳＯＣ切替信号を出力する。
　ＳＯＣ切替部１７は、ＳＯＣ切替判定部１６から入力されたＳＯＣ切替信号出力に基づいて、ＳＯＣＶとＳＯＣＩとを適宜に切り替えてＳＯＣを出力する。
　次に、図４に示すＳＯＣ演算部１の動作について説明する。先ず、推定インピーダンステーブル１２ａと推定インピーダンス電圧演算部１２ｂからなる電池インピーダンスモデル部１２によって推定インピーダンス電圧ＶＺを求める。この推定インピーダンス電圧ＶＺの値は推定値であるために誤差を有するが、特に、この推定インピーダンス電圧ＶＺの値が大きいときは充電率（ＳＯＣ）の修正量も大きく、充電率（ＳＯＣ）に誤差が生じやすい。
　そこで、推定インピーダンス電圧ＶＺが静定（例えば、推定インピーダンス電圧ＶＺの絶対値｜ＶＺ｜が閾値以下（あるいは未満）を所定の時間継続）したら、推定インピーダンス電圧静定判定部１３からＳＯＣ切替判定部１６へ推定インピーダンス電圧静定信号を出力し、ＳＯＣ切替判定部１６から出力されたＳＯＣ切替信号によってＳＯＣ切替部１７のスイッチを切り替え、推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１からのＳＯＣＶを採用してＳＯＣ切替部１７からＳＯＣを出力する。
　このとき、推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１は、実測温度Ｔと推定開放電圧Ｖ０のテーブル（事前に取得済のテーブル）からＳＯＣＶを求めてＳＯＣ切替部１７へ出力する。従って、ＳＯＣ決定部２０は、推定インピーダンス電圧静定信号を受け取ったら、充電率（ＳＯＣ）を推定開放電圧Ｖ０から求めたＳＯＣＶに変えてもよく、更に、充放電電流の積分値から求めたＳＯＣＩとの差分｜ＳＯＣＶ－ＳＯＣＩ｜が閾値ΔＳＯＣ以上（超でもよい）でＳＯＣＶに変えてもよい。尚、ＳＯＣ切替部１７がＳＯＣＶに切替えたら、充放電電流の積分値の初期値はその値に変更する。
　すなわち、充放電電流の反転直後は電池のインピーダンス電圧が十分に小さくなっていないために演算したＳＯＣの値に誤差が出やすいが、上記のようにしてＳＯＣを算出することにより、推定インピーダンスＺが小さいときに充放電電流の積分値のＳＯＣをＳＯＣＶで修正することにより、ＳＯＣを誤差の少ない値にすることができる。つまり、充放電電流の積分値によるＳＯＣの修正タイミングが多く発生するために、充放電電流の積分値に誤差が蓄積されにくくなる。
　尚、上記の実施例では、推定開放電圧演算部１０が、実測電圧ＶＡから推定インピーダンス電圧ＶＺを減算して推定開放電圧Ｖ０を求めているが、推定インピーダンス電圧ＶＺが小さく充放電電流の誤差が小さいと予想されるときは、実測電圧ＶＡを補正せずに、実測電圧ＶＡそのものを推定開放電圧Ｖ０と見なして、推定開放電圧Ｖ０をＳＯＣＶ演算部１１に入力してＳＯＣＶを算出し、充電率算出（ＳＯＣ算出）を行ってもよい。すなわち、ＳＯＣ算出の別の実施例として、推定インピーダンス電圧ＶＺを二次電池の開放電圧として用いなくてもよい。これによって、図１に示すＳＯＣ演算部１の構成において推定開放電圧演算部１０を省略することができるので、ＳＯＣ演算部１の構成がさらにシンプルになる。
〔群電池充電率演算装置〕
　次に、本発明の実施例１における群電池充電率演算装置について説明する。図２は、本発明の実施例１における群電池充電率演算装置の構成を示すブロック図である。図２の例は、群電池充電率演算装置から出力された代表ＳＯＣによって群電池のＳＯＣを表示させる例を示している。また、図３は、図２の群電池ＳＯＣ表示装置６に表示されるＳＯＣインジケータの表示例を示す図である。
　図２において、群電池充電率演算装置２ａは、図１に示すＳＯＣ演算部１から出力された１～Ｎ個の電池セルの各ＳＯＣに基づいて最大ＳＯＣ（ＳＯＣｍａｘ）を演算する最大ＳＯＣ演算部３と、図１に示すＳＯＣ演算部１から出力された１～Ｎ個の電池セルの各ＳＯＣに基づいて最小ＳＯＣ（ＳＯＣｍｉｎ）を演算する最小ＳＯＣ演算部４と、最大ＳＯＣ演算部３からのＳＯＣｍａｘと最小ＳＯＣ演算部４からのＳＯＣｍｉｎとに基づいて1個の代表ＳＯＣを求めるＳＯＣテーブル又は関数（代表ＳＯＣテーブル）５とによって構成され、ＳＯＣテーブル又は関数５から出力された代表ＳＯＣのレベルを表示する群電池ＳＯＣ表示装置６に接続されている。なお、群電池ＳＯＣ表示装置６の代わりに制御装置が接続されていてもよい。
　次に、図２に示す群電池充電率演算装置２ａの動作について説明する。図１のＳＯＣ演算部１から出力された１～Ｎ個のＳＯＣ（つまり、各電池セルごとのＳＯＣ）が最大ＳＯＣ演算部３と最小ＳＯＣ演算部４とに入力されると、それぞれの演算部３、４によってＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎが演算される。そして、ＳＯＣテーブル又は関数５が、最大ＳＯＣ演算部３から出力されたＳＯＣｍａｘと最小ＳＯＣ演算部４から出力されたＳＯＣｍｉｎの値を、ＳＯＣテーブル又は関数５に入れて１個の代表ＳＯＣを作成して出力する。このとき、ＳＯＣテーブル又は関数５で作成される代表ＳＯＣは、例えば、満充電側ではＳＯＣｍａｘに近い値であり、エンプティ側ではＳＯＣｍｉｎに近い値である。これによって、各電池セルのＳＯＣのバラツキも考慮した運用状態で代表ＳＯＣを決定することができる。
　すなわち、ＳＯＣテーブル又は関数５から群電池ＳＯＣ表示装置６へ1個の代表ＳＯＣが出力されることによって、群電池を構成する電池セルにＳＯＣのバラツキがあっても、二次電池のエンプティから満充電まで連続して群電池の代表ＳＯＣを一意に決定することができる。しかも、エンプティから満充電まで、違和感なく１個の代表ＳＯＣの値を運用することができる。その結果、群電池ＳＯＣ表示装置６には、図３のインジケータに示すように安定したＳＯＣレベルが表示されるので、群電池ＳＯＣ表示装置６の使い勝手が極めてよくなる。もちろん、ＳＯＣテーブル又は関数５から1個の代表ＳＯＣを制御系に出力しても、その制御系を安定動作させることができる。
　次に、図２に示す群電池充電率演算装置２ａの運用方法の具体的な実施例について説明する。あらかじめ二次電池の運用範囲について次のように設定する。
運用範囲の最大ＳＯＣ（ＳＯＣｓｈｈ［％］）を、例えば、１００％、
運用範囲の過充電注意ＳＯＣ（ＳＯＣｓｈ［％］）を、例えば、９０％、
運用範囲の過放電注意ＳＯＣ（ＳＯＣｓｌ［％］）を、例えば、１０％、
運用範囲の最小ＳＯＣ（ＳＯＣｓｌｌ［％］）を、例えば、０％、とする。
このとき、運用範囲の中心ＳＯＣ（ＳＯＣｓｃ）は、
ＳＯＣｓｃ＝（ＳＯＣｓｈ＋ＳＯＣｓｌ）／２＝５０％となる。
　一方、セルの最大ＳＯＣをＳＯＣｍａｘ［％］、セルの最小ＳＯＣをＳＯＣｍｉｎ［％］とすると、セルの中心ＳＯＣ（ＳＯＣｃ）は、
ＳＯＣｃ＝〔（ＳＯＣｍａｘ＋ＳＯＣｍｉｎ）／２〕となる。
ここで、下記の条件は常に成立する。
　ＳＯＣｓｈｈ≧ＳＯＣｓｈ≧ＳＯＣｌ≧ＳＯＣｌｌ
　ＳＯＣｍａｘ≧ＳＯＣｍｉｎ
　また、二次電池の内部抵抗をＲ、二次電池の最大電流を｜Ｉmax｜として、二次電池の内部抵抗Ｒによる電圧降下を考慮すると、ＳＯＣｓｈ（運用範囲の過充電注意ＳＯＣ）、及び、ＳＯＣｓｌ（運用範囲の過放電注意ＳＯＣ）は、例えば下記のように決める。
　ＳＯＣｓｈ＝ＳＯＣｓｈｈ－Ｒ×｜Ｉmax｜[抵抗電圧変動相当分のＳＯＣ]
　ＳＯＣｓｌ＝ＳＯＣｓｌｌ＋Ｒ×｜Ｉmax｜[抵抗電圧変動相当分のＳＯＣ]
　以上のような前提条件に基づき、ＳＯＣｓｈｈ、ＳＯＣｓｈ、ＳＯＣｓｌ、及び、ＳＯＣｓｌｌを基準にして、図２のＳＯＣテーブル又は関数５で1個の代表ＳＯＣを作成する場合の具体的な２つの例を説明する。
　図４は、図２のＳＯＣテーブル又は関数５が持っている第１のテーブルを示す図である。このテーブルは、横軸にＳＯＣｓｌｌ～ＳＯＣｓｈｈのレンジ範囲を示し、縦軸にＳＯＣｍｉｎ～ＳＯＣｍａｘのレンジ範囲にある代表ＳＯＣのレベルを示していて、ＳＯＣｓｌｌ～ＳＯＣｓｈｈのレンジ範囲において求められる代表ＳＯＣの特性グラフを表わしている。
　先ず、図４に示すような第１のテーブルを用いて代表ＳＯＣを求める手法について説明する。最初に、横軸のＳＯＣｓｌｌ～ＳＯＣｓｈｈのレンジ範囲を、範囲１、範囲２、範囲３に分割する。なお、範囲１は、ＳＯＣｍａｘ≧ＳＯＣｓｈの範囲であり、範囲２は、ＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣｓｌの範囲であり、範囲３は、ＳＯＣｓｌ＜ＳＯＣｍｉｎ、及び、ＳＯＣｍａｘ＜ＳＯＣｓｈの範囲である。
　ＳＯＣを演算して行く順序は、以下の例では範囲１、範囲２、範囲３の順番であるが、二次電池の過充電防止を優先するか、過放電防止を優先などの状況に応じて演算の順番を適宜に入れ替えてもよい。ここで、上位順番で代表ＳＯＣが決まらなければ、下位順番で代表ＳＯＣを決定すればよい。
　ここで、ＳＯＣｍａｘ≧ＳＯＣｓｈ（つまり、範囲１）であれば、次の式（１）が成り立つ。
　代表ＳＯＣ＝ＳＯＣｍａｘ×α＋ＳＯＣｍｉｎ×（１－α）　　　（１）
　但し、α＝ＭＩＮ［１，αｎ｛１＋（ＳＯＣｍａｘ－ＳＯＣｓｈ）／（ＳＯＣｓｈｈ－ＳＯＣｓｈ）｝］である。
　また、ＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣｓｌ（つまり、範囲２）であれば、次の式（２）が成り立つ。
　代表ＳＯＣ＝ＳＯＣｍａｘ×α＋ＳＯＣｍｉｎ×（１－α）　　　（２）
　但し、α＝ＭＡＸ［０，αｎ｛１－（ＳＯＣｓｌ－ＳＯＣｍｉｎ）／（ＳＯＣｓｌ－ＳＯＣｓｌｌ）｝］である。
　さらに、ＳＯＣｓｌ＜ＳＯＣｍｉｎ、及び、ＳＯＣｍａｘ＜ＳＯＣｓｈ（つまり、範囲３）であれば、次の式（３）が成り立つ。
　代表ＳＯＣ＝ＳＯＣｍａｘ×αｎ＋ＳＯＣｍｉｎ×（１－αｎ）　（３）
　上記の式（１）、式（２）、式（３）において、α、αｎは１未満の係数であり、通常に運用できる運用域でのαをαｎとする。なお、α、αｎは、０超１未満（０＜αｎ＜１）を設定する必要があり、αｎ＝０．５（又はα＝０．５）とすることが、過充電／過放電の何れに移行する場合においても、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの中央で代表ＳＯＣがバランスし易くなるので推奨される。
　例えば、式（１）において、
代表ＳＯＣ＝ＳＯＣｍａｘ×α＋ＳＯＣｍｉｎ×（１－α）＝０．５×ＳＯＣｍａｘ＋０．５ＳＯＣｍｉｎ＝（１／２）×（ＳＯＣｍａｘ＋ＳＯＣｍｉｎ）
となり、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの中間の値を代表ＳＯＣにすることが、代表ＳＯＣのバランス面から言って望ましい。
　さらに、図４の横軸に示すように、範囲１と範囲２を細分化して、範囲１ａ、範囲１ｂ、及び範囲２ａ、範囲２ｂとしてＳＯＣの演算順序を決めてもよい。つまり、範囲１は範囲１ａと範囲１ｂであって、範囲１ａは、ＳＯＣｍａｘ≧ＳＯＣｓｈｈとし、範囲１ｂはＳＯＣｓｈｈ＞ＳＯＣｍａｘ≧ＳＯＣｓｈとする。また、範囲２は範囲２ａと範囲２ｂであって、範囲２ａはＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣｓｌｌとし、範囲２ｂはＳＯＣｓｌｌ＜ＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣｓｈとする。このように細分化することによって、代表ＳＯＣをより高精度に演算することができる。
　図５は、図２のＳＯＣテーブル又は関数５が持っている第２のテーブルを示す図である。ここでは、ＳＯＣテーブル又は関数５が、図５に示すような第２のテーブルを用いて、ＳＯＣｓｈｈ及びＳＯＣｓｌｌを基準にして代表ＳＯＣを求める場合の具体的な例を説明する。
　図５に示す第２のテーブルは、横軸にＳＯＣｓｌｌ～ＳＯＣｓｈｈのレンジ範囲を示し、縦軸にＳＯＣｍｉｎ～ＳＯＣｍａｘのレンジ範囲にある代表ＳＯＣのレベルを示していて、ＳＯＣｓｌｌ～ＳＯＣｓｈｈのレンジ範囲においてリニアに変化する代表ＳＯＣの特性グラフを表わしている。なお、図５に示す第２のテーブルは、各電池セルのＳＯＣのバラツキが小さい場合について図示している。
　最初に、横軸のＳＯＣｓｌｌ～ＳＯＣｓｈｈのレンジ範囲を、範囲１、範囲２、範囲３に分割する。なお、範囲１は、ＳＯＣｍａｘ≧ＳＯＣｓｈｈの範囲であり、範囲２は、ＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣｓｌｌの範囲であり、範囲３は、ＳＯＣｓｌｌ＜ＳＯＣｍｉｎ、及び、ＳＯＣｍａｘ＜ＳＯＣｓｈｈの範囲である。
　ＳＯＣを演算して行く順序は、以下の例では範囲１、範囲２、範囲３の順番であるが、二次電池の過充電防止を優先するか、過放電防止を優先などの状況に応じて演算の順番を適宜に入れ替えてもよい。ここで、上位順番で代表ＳＯＣが決まらなければ、下位順番で代表ＳＯＣを決定すればよい。
　ここで、
ＳＯＣｍａｘ≧ＳＯＣｓｈｈ（つまり、範囲１）であれば、代表ＳＯＣ＝ＳＯＣｍａｘとなり、
ＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣｓｌｌ（つまり、範囲２）であれば、代表ＳＯＣ＝ＳＯＣｍｉｎとなり、
ＳＯＣｌｌ＜ＳＯＣｍｉｎ，ＳＯＣｍａｘ＜ＳＯＣｈｈであれば（つまり、範囲３）であれば、次の式（４）が成り立つ。
　代表ＳＯＣ＝ＳＯＣｍａｘ×α＋ＳＯＣｍｉｎ×（１－α）　　　（４）
　但し、α＝（ＳＯＣｓｈｈ－ＳＯＣｍａｘ）／｛（ＳＯＣｓｈｈ－ＳＯＣｍａｘ）＋（ＳＯＣｍｉｎ－ＳＯＣｓｌｌ）｝である。
　すなわち、図５に示すような第２のテーブルを用いた場合は、ＳＯＣｍａｘが運用範囲の最大ＳＯＣ（ＳＯＣｓｈｈ）以上であれば、代表ＳＯＣはＳＯＣｍａｘを用い、ＳＯＣｍｉｎが運用範囲の最小ＳＯＣ（ＳＯＣｓｌｌ）以下であれば、代表ＳＯＣはＳＯＣｍｉｎを用いる。それ以外の場合（つまり、ＳＯＣｍｉｎが運用範囲の最小ＳＯＣ（ＳＯＣｓｌｌ）超であり、かつ、ＳＯＣｍａｘが運用範囲の最大ＳＯＣ（ＳＯＣｓｈｈ）未満である場合）は、運用中のＳＯＣレベルに応じて増加傾向に代表ＳＯＣを決定する。このとき、運用中のＳＯＣレベルがＳＯＣｓｌｌとＳＯＣｓｈｈの中間にあるときは、代表ＳＯＣは、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの中間の値（つまり、（ＳＯＣｍａｘ＋ＳＯＣｍｉｎ）×１／２）を用いる。
　以上述べたように、実施例１の群電池充電率演算装置２ａによれば、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの値をＳＯＣテーブル又は関数５に入力すれば１個の代表ＳＯＣを出力することができる。つまり、群電池の各単セルにバラツキがあっても、エンプティから満充電まで連続して、群電池の代表ＳＯＣを一意に決定することができる。したがって、群電池のエンプティから満充電まで一個の代表ＳＯＣの値を運用することができるので、後段の制御系や表示系を違和感なく安定して動作させることが可能となる。さらに、ＳＯＣテーブル又は関数５は、満充電側ではＳＯＣｍａｘ側に近い値、エンプティ側ではＳＯＣｍｉｎ側に近い値を出力することもできるので、電池セルのＳＯＣのバラツキを考慮して群電池の電池エネルギを有効に活用することができる。
《実施例２》
　次に、本発明に係る群電池充電率演算装置の実施例２について説明する。実施例２の群電池充電率演算装置では、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの値からＳＯＣの中心値（中心ＳＯＣ）、及びその誤差を演算して、表示又は制御などを行う後段のシステムに対して、中心ＳＯＣとその誤差を出力するように構成されている。
　図６は、本発明の実施例２における群電池充電率演算装置の構成を示すブロック図である。図６の例は、群電池充電率演算装置２ｂから出力された中心ＳＯＣとその誤差によって群電池のＳＯＣを表示させる例を示している。また、図７は、図６の群電池ＳＯＣ表示装置６に表示されるＳＯＣインジケータの表示例を示す図である。ここでは実施例１と重複する説明は省略して、実施例２に固有の構成及び動作のみについて説明する。
　図６において、群電池充電率演算装置２ｂは、最大ＳＯＣ演算部３と、最小ＳＯＣ演算部４と、最大ＳＯＣ演算部３からのＳＯＣｍａｘと最小ＳＯＣ演算部４からのＳＯＣｍｉｎとに基づいて1個の中心ＳＯＣとその誤差を求める中心値・誤差計算部７とによって構成され、中心値・誤差計算部７から出力された中心ＳＯＣとその誤差範囲を表示する群電池ＳＯＣ表示装置６に接続されている。なお、群電池ＳＯＣ表示装置６の代わりに制御装置が接続されていてもよい。
　次に、図６に示す群電池充電率演算装置２ｂの動作について、重複説明を避けて説明する。群電池は、その中の電池セルが１個でも満充電もしくはエンプティになると使用を停止させる必要がある。このとき、各電池セルにおけるＳＯＣの平均値を用いると、その誤差はプラス（＋）とマイナス（－）で異なる可能性がある。したがって、後段のシステム（つまり、表示系又は制御系）に誤差分を含めたＳＯＣを出力して、後段のシステム側で誤差分を補償させるためには、群電池充電率演算装置２ｂ側から誤差信号だけでプラスとマイナスの２個の信号を出力する必要がある。そのために、群電池充電率演算装置２ｂと後段のシステム側との間の信号系が複雑になってしまう。
　そこで、図６のように、中心値・誤差計算部７が、最大ＳＯＣ演算部３からのＳＯＣｍａｘと最小ＳＯＣ演算部４からのＳＯＣｍｉｎとの中心値（中心ＳＯＣ）を求めれば、その誤差はプラス・マイナスともに同じ大きさとなる。したがって、中心値・誤差計算部７から群電池ＳＯＣ表示装置６へ、中心ＳＯＣとその誤差の大きさのみを出力すれば、中心値・誤差計算部７から出力される信号線数を減らすことができる。なお、プラス側の誤差信号とマイナス側の誤差信号を別々に出力してもよいが、その場合には信号線数は減らない。
　すなわち、中心値・誤差計算部７から群電池ＳＯＣ表示装置６へ、中心ＳＯＣとその誤差の大きさのみを出力すれば、群電池ＳＯＣ表示装置６には、図７のインジケータに示すようにＳＯＣレベルとその誤差範囲（＋Ｅｒｒｏｒと－Ｅｒｒｏｒ）が表示されるので、群電池ＳＯＣ表示装置６の使い勝手が極めてよくなる。もちろん、図２のＳＯＣテーブル又は関数５から1個の中心ＳＯＣと誤差範囲を制御系に出力しても、その制御系を安定動作させることができる。
　なお、群電池充電率演算装置２ｂから出力される信号線数を減らす意味では、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎとの中心値（中心ＳＯＣ）を求めることが望ましいが、図２の群電池充電率演算装置２ａにおいてＳＯＣテーブル又は関数５から代表ＳＯＣを出力し、そのプラス誤差、及びマイナス誤差を合わせて出力する手法をとってもよい。
　以上述べたように、実施例２の群電池充電率演算装置２ｂによれば、実施例１の群電池充電率演算装置２ａの効果に加えて、出力側の信号線数を減らすことができると共に、群電池のＳＯＣの誤差範囲も後段のシステムに出力して、後段のシステムの表示系や制御系の制御性及び使い勝手を向上させることができる。例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ）などで二次電池の残存容量を表示する場合において、ＳＯＣの誤差分を見込んで表示しておけば、ユーザは、満充電やエンプティの判断にその誤差情報を使うことができるので、エネルギ補給のタイミングなどに生かすことができる。
　また、ＳＯＣの誤差分を見込んで制御系に出力すれば、システムの運用電圧範囲やセル寿命の関係から推奨されるセルのＳＯＣ範囲（ＳＯＣｒｍｉｎ～ＳＯＣｒｍａｘ）があり、単に、群電池のＳＯＣ中心値で制御するのではなく、ＳＯＣｍｉｎとＳＯＣｒｍｉｎの比較、及びＳＯＣｍａｘとＳＯＣｒｍａｘの比較をすることができるので、群電池内のセルが推奨範囲にあるか否かを確認することができる。
《実施例３》
　次に、本発明に係る群電池充電率演算装置の実施例３について説明する。実施例３の群電池充電率演算装置では、群電池のＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎの値を表示又は制御などを行う後段のシステムに対して出力するように構成されている。
　図８は、本発明の実施例３における群電池充電率演算装置の構成を示すブロック図である。また、図９は、図８の群電池ＳＯＣ表示装置６に表示されるＳＯＣインジケータの表示例を示す図である。ここでは実施例１及び実施例２と重複する説明は省略して、実施例３に固有の構成及び動作のみについて説明する。
　図８において、群電池充電率演算装置２ｃは、最大ＳＯＣ演算部３と、最小ＳＯＣ演算部４と、最大ＳＯＣ演算部３からのＳＯＣｍａｘと最小ＳＯＣ演算部４からのＳＯＣｍｉｎとに基づいて、制御用ＳＯＣｍａｘと制御用ＳＯＣｍｉｎとを求める最大・最小ＳＯＣテーブル９とによって構成され、最大・最小ＳＯＣテーブル９から出力された制御用ＳＯＣｍａｘと制御用ＳＯＣｍｉｎを表示する群電池ＳＯＣ表示装置６に接続されている。なお、群電池ＳＯＣ表示装置６の代わりに制御装置が接続されていてもよい。
　次に、図８に示す群電池充電率演算装置２ｃの動作について、重複説明を避けて説明する。最大・最小ＳＯＣテーブル９が、最大ＳＯＣ演算部３からのＳＯＣｍａｘと最小ＳＯＣ演算部４からのＳＯＣｍｉｎとに基づいて、制御用ＳＯＣｍａｘと制御用ＳＯＣｍｉｎとを求め、これらの制御用ＳＯＣｍａｘと制御用ＳＯＣｍｉｎをＳＯＣ表示装置６へ出力する。これによって、群電池ＳＯＣ表示装置６には、図７のインジケータに示すように、群電池のＳＯＣｍａｘとＳＯＣｍｉｎが表示されるので、群電池ＳＯＣ表示装置６の使い勝手が極めてよくなる。
　実施例３の群電池充電率演算装置２ｃによれば、実施例１の群電池充電率演算装置２ａ及び実施例２の群電池充電率演算装置２ｂの効果に加えて、群電池のＳＯＣｍｉｎとＳＯＣｍａｘをそのまま後段のシステムに出力しているので、後段のシステムの使い勝手や制御性をさらに向上させることができる。例えば、ＨＥＶなどで二次電池の残存容量を表示する場合、ＳＯＣｍｉｎとＳＯＣｍａｘを表示しておけば、ユーザは満充電やエンプティの判断にその情報を使うことができるので、エネルギ補給のタイミングに生かすことができる。
　また、制御系においても、システムの運用電圧範囲やセルの寿命の関係から推奨されるセルのＳＯＣ範囲（ＳＯＣｒｍｉｎ～ＳＯＣｒｍａｘ）があり、ＳＯＣｍｉｎとＳＯＣｒｍｉｎの比較、及び、ＳＯＣｍａｘとＳＯＣｒｍａｘの比較をすることで、群電池内の各セルが推奨範囲にあるか否かを確認しながら制御を行うことができる。
《プログラム》
　なお、前述した群電池充電率演算方法は、コンピュータがプログラム読み込むことによって実現される。したがって、前述した群電池充電率演算方法の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、前述した各処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このプログラムを通信回線によって外部のコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
　また、上記プログラムは、前述した群電池充電率演算方法の機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した群電池充電率演算方法の機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　本発明の群電池充電率演算装置は、固定したＳＯＣの値を出力することができるので、充電モードと放電モードが不規則に繰り返される設備、例えば、ハイブリッド自動車や自然エネルギ発電機などに用いられる二次電池のＳＯＣ演算装置として有効に利用することができる。
　１　ＳＯＣ演算部
　２ａ、２ｂ、２ｃ　群電池充電率演算装置
　３　最大ＳＯＣ演算部
　４　最小ＳＯＣ演算部
　５　ＳＯＣテーブル又は関数
　６　群電池ＳＯＣ表示装置
　７　中心値・誤差計算部
　８　最大・最小ＳＯＣテーブル
　１０　推定開放電圧演算部
　１１　推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部
　１２　電池インピーダンスモデル部
　１２ａ　推定インピーダンステーブル
　１２ｂ　推定インピーダンス電圧演算部
　１３　推定インピーダンス電圧静定判定部
　１４　実測電流積分によるＳＯＣＩ演算部
　１５　ＳＯＣ偏差判定部
　１６　ＳＯＣ切替判定部
　１７　ＳＯＣ切替部

Claims (16)

  1. 　複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣ（State Of Charge）を演算する群電池充電率演算装置であって、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する最大ＳＯＣ演算部と、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する最小ＳＯＣ演算部と、
    　前記最大ＳＯＣ演算部が演算した最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣ演算部が演算した最小ＳＯＣとに基づいて、１個の代表ＳＯＣを求める代表ＳＯＣテーブルと
    を備える群電池充電率演算装置。
  2. 　前記代表ＳＯＣテーブルは、前記群電池が満充電状態の近傍にあるときは前記最大ＳＯＣを前記代表ＳＯＣとし、前記群電池がエンプティ状態の近傍にあるときは前記最小ＳＯＣを前記代表ＳＯＣとする請求項１に記載の群電池充電率演算装置。
  3. 　前記代表ＳＯＣテーブルは、前記群電池の運用範囲における最大ＳＯＣ、過充電注意ＳＯＣ、過放電注意ＳＯＣ、及び最小ＳＯＣに基づいて前記代表ＳＯＣを決定する請求項１又は２に記載の群電池充電率演算装置。
  4. 　前記代表ＳＯＣテーブルは、前記群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、前記最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣのほぼ中間の値を前記代表ＳＯＣとする請求項３に記載の群電池充電率演算装置。
  5. 　前記代表ＳＯＣテーブルは、前記群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、その群電池の運用中のＳＯＣレベルに応じて増加傾向に前記代表ＳＯＣを決定する請求項３に記載の群電池充電率演算装置。
  6. 　複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算装置であって、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する最大ＳＯＣ演算部と、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する最小ＳＯＣ演算部と、
    　前記最大ＳＯＣ演算部が演算した最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣ演算部が演算した最小ＳＯＣとの中心値を中心ＳＯＣとして求めると共に、その中心ＳＯＣの誤差を求める中心値・誤差計算手段と
    を備える群電池充電率演算装置。
  7. 　複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算装置であって、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する最大ＳＯＣ演算部と、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する最小ＳＯＣ演算部と、
    　前記最大ＳＯＣ演算部が演算した最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣ演算部が演算した最小ＳＯＣとに基づいて、制御用最大ＳＯＣと制御用最小ＳＯＣとを求める最大・最小ＳＯＣテーブルと
    を備える群電池充電率演算装置。
  8. 　複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算方法であって、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する第１のステップと、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する第２のステップと、
    　前記最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣとに基づいて、１個の代表ＳＯＣを求める第３のステップと
    を含む群電池充電率演算方法。
  9. 　前記第３のステップにおいて、前記群電池が満充電状態の近傍にあるときは前記最大ＳＯＣを前記代表ＳＯＣとし、前記群電池がエンプティ状態の近傍にあるときは前記最小ＳＯＣを前記代表ＳＯＣとする請求項８に記載の群電池充電率演算方法。
  10. 　前記第３のステップにおいて、前記代表ＳＯＣは、前記群電池の運用範囲における最大ＳＯＣ、過充電注意ＳＯＣ、過放電注意ＳＯＣ、及び最小ＳＯＣに基づいて決定される請求項８又は９に記載の群電池充電率演算方法。
  11. 　前記第３のステップにおいて、前記群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、前記最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣのほぼ中間の値を前記代表ＳＯＣとする請求項１０に記載の群電池充電率演算方法。
  12. 　前記第３のステップにおいて、前記群電池のＳＯＣが過充電注意ＳＯＣと過放電注意ＳＯＣとの間にあるときは、その群電池の運用中のＳＯＣレベルに応じて増加傾向に前記代表ＳＯＣを決定する請求項１０に記載の群電池充電率演算方法。
  13. 　複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算方法であって、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する第１のステップと、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する第２のステップと、
    　前記最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣとの中心値を中心ＳＯＣとして求めると共に、その中心ＳＯＣの誤差を求める第３のステップと
    を含む群電池充電率演算方法。
  14. 　複数の電池セルで構成された群電池のＳＯＣを演算する群電池充電率演算方法であって、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最大ＳＯＣを演算する第１のステップと、
    　前記複数の電池セルの各ＳＯＣから最小ＳＯＣを演算する第２のステップと、
    　前記最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣとに基づいて、制御用最大ＳＯＣと制御用最小ＳＯＣとを求める第３のステップと
    を含む群電池充電率演算方法。
  15. 　請求項８乃至請求項１４の何れか１項に記載の群電池充電率演算方法をコンピュータに実行させるプログラム。
  16. 　請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の群電池充電率演算装置によって演算されたＳＯＣ信号を入力して、運用中の群電池におけるリアルタイムのＳＯＣとして表示させる群電池ＳＯＣ表示装置。
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