WO2014147899A1 - 満充電容量推定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

　充電終了後、一定の放電電流が流れる場合に、充電分極の解消を判定し、充電分極の解消後に電池の満充電容量を推定することを可能にする。充電の履歴から充電終了時の分極電圧推定値を取得する分極電圧推定手段４１と、充電終了時の閉回路電圧から分極電圧推定値を減算し、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を参照して充電終了時充電率を推定する手段４２と、充電終了時充電率と充電開始時の充電率の差分と充電中の電流積算値とから、仮満充電容量を推定する手段４３と、充電終了後に放電した電流積算値から放電率を算出する手段４４と、放電中の充電率を推定する手段４５と、放電中の開回路電圧を推定する手段４６と、放電中の開回路電圧の推定値と閉回路電圧との電圧差の単位時間当たりの変動が所定の値以下になったとき、充電による分極が解消したと判断する手段４７と、充電分極が解消された後に、電池の満充電容量を推定する手段４８とを備える。

Description

満充電容量推定方法及び装置

　本発明は、充電可能な電池の満充電容量を推定する満充電容量推定方法及び装置に関する。

　充電可能な電池の満充電容量は、満充電容量に対する残容量の比率である充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）と電池の開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）との対応をマッピングしたＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを用い、電池の充電電流の電流積算値ΔＩ、充電開始時の開回路電圧ＯＣＶ０及び充電終了時の開回路電圧ＯＣＶ１の測定値を基に、以下のように推定される。

　充電開始時の開回路電圧ＯＣＶ０及び充電終了時の開回路電圧ＯＣＶ１から、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照し、充電開始時の充電率ＳＯＣ０［％］及び充電終了時の充電率ＳＯＣ１［％］を取得する。そして、充電電流の電流積算値ΔＩ［Ａｈ］と、充電開始時の充電率ＳＯＣ０［％］及び充電終了時の充電率ＳＯＣ１［％］から、一般的に以下の（式１）により満充電容量が推定される。下記の（式１）による満充電容量の推定方法は、例えば下記の特許文献１等にも記載されている。
（式１）　満充電容量＝｛ΔＩ／（ＳＯＣ１－ＳＯＣ０）｝×１００

　ただし、充電終了直後の電池電圧は、充電電流による分極の影響のため正確な開回路電圧（ＯＣＶ）とならない。そのため、分極が十分解消したと判断される時点の電池電圧を開回路電圧（ＯＣＶ）として用いて、上述の満充電容量を推定する。

　なお、ここで、開回路電圧（ＯＣＶ）は、分極の影響がない（分極が解消したとみなせる）電池電圧であり、閉回路電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）は、該開回路電圧（ＯＣＶ）に、分極の影響による電圧（以下、分極電圧という）及び内部抵抗による電圧変化分が加わった電圧であるとする。

　図１０は、充電終了後、放電が無い休止中の電池の閉回路電圧（ＣＣＶ）及び開回路電圧（ＯＣＶ）の推移の様態を示している。図１０において、実線１０１は閉回路電圧（ＣＣＶ）を示し、一点鎖線１０２は開回路電圧（ＯＣＶ）を示している。図１０に示すように、充電中は、閉回路電圧（ＣＣＶ）及び開回路電圧（ＯＣＶ）は共に上昇し、充電終了の時刻ｔ１以降の休止中は、開回路電圧（ＯＣＶ）は一定電圧となり、閉回路電圧（ＣＣＶ）は、分極の解消とともに該一定電圧の開回路電圧（ＯＣＶ）に漸次近づいていく。

　分極が解消したか否かの判断は、定期的に閉回路電圧（ＣＣＶ）を取得し、該閉回路電圧（ＣＣＶ）の変動が所定の閾値以下となったとき、分極が解消したとみなすのが一般である。図１１は、分極解消の判断の様態の一例を示す。図１１において、実線１０１で示すように、閉回路電圧（ＣＣＶ）は、充電終了の時刻ｔ１以降、分極の解消とともに一定電圧に徐々に収束する。

　そこで、ΔＴの間隔で定期的に取得した閉回路電圧（ＣＣＶ）の変動ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３，・・・を基に、該閉回路電圧（ＣＣＶ）の変動ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３，・・・が所定の閾値以内の値（ΔＶ≒０）になったとき、充電による分極が解消したと判断する。そして、該分極が解消したとみなされたときの閉回路電圧（ＣＣＶ）を、前述の開回路電圧（ＯＣＶ）として求めている。

　このような手法による分極解消の判断は、例えば下記の特許文献２等に記載されている。特許文献２には、休止中の２次電池の開回路電圧（ＣＣＶ）の時間当たりの変化率ΔＶ／ΔＴが所定値より小さくなったとき、分極が解消されたと判断し、分極が解消された状態で充電を開始する充電方法が記載されている。

特開２００８－２４１３５８号公報 特開２０１２－１６１０９号公報

　図１１で説明した分極解消の判断の手法は、充電終了後、放電が行われず、開回路電圧（ＯＣＶ）が一定の場合には有効である。しかし、充電終了後に電池に負荷の一部が接続された状態となり、充電終了後も、一定の負荷電流が流れて放電が起こる場合には、閉回路電圧（ＣＣＶ）及び開回路電圧（ＯＣＶ）がともに低下し続け、一定の値に収束しない。

　図１２は、充電終了後、放電が起こる場合の電池の閉回路電圧（ＣＣＶ）及び開回路電圧（ＯＣＶ）の推移の様態を示している。図１２において、実線１２１は閉回路電圧（ＣＣＶ）を示し、一点鎖線１２２は開回路電圧（ＯＣＶ）を示している。図１２に示すように、充電終了の時刻ｔ１以降、開回路電圧（ＯＣＶ）は放電により電圧が低下し続け、閉回路電圧（ＣＣＶ）も、充電による分極が解消した後、内部抵抗による電圧降下及び放電による分極の影響により、開回路電圧（ＯＣＶ）より低い電圧となって低下し続ける。

　このように、充電終了後、放電が起こる場合、充電終了後、閉回路電圧（ＣＣＶ）が低下し続け、一定の値に収束しないため、閉回路電圧（ＣＣＶ）の変動ΔＶが所定の閾値以内の値（ΔＶ≒０）にならず、前述の分極解消の判断の手法を用いて分極解消の判断を行うことはできない。

　上記課題に鑑み、本発明は、充電終了後、一定の放電電流が継続的に流れる場合に、充電による分極の解消を判定し、充電による分極の解消後に電池の満充電容量を推定することができる満充電容量推定方法及び装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る満充電容量推定方法は、充電終了後、電池から負荷への一定電流の放電が継続する場合に、充電による分極の解消を判定して前記電池の満充電容量を推定する方法であって、予め記憶された充電の履歴と分極電圧との相関を示す分極電圧推定値データを参照し、充電の履歴から充電終了時の分極電圧推定値を取得する第１のステップと、前記電池の充電終了時の閉回路電圧から、前記第１のステップで取得した分極電圧推定値を減算して推定した開回路電圧推定値を用い、満充電容量に対する充電終了時の残電流容量の比率である充電終了時充電率を、予め記憶された充電率と開回路電圧との相関を示すＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して推定する第２のステップと、前記第２のステップで推定した充電終了時充電率から充電開始時の充電率を減算して求めた充電率の変動値と、充電中の電流積算値とから、仮満充電容量を推定する第３のステップと、前記第３のステップで推定した仮満充電容量と、充電終了後に放電した電流積算値とから、充電終了後の放電電流量の仮満充電容量に対する比率である放電率を算出する第４のステップと、前記第２のステップで推定した充電終了時充電率から、前記第４のステップで算出した放電率を減算し、放電中の充電率を推定する第５のステップと、前記第５のステップで推定された放電中の充電率から前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、放電中の開回路電圧を推定する第６のステップと、前記第６のステップで推定した放電中の開回路電圧の推定値と、放電中の閉回路電圧との電圧差を、所定の時間間隔ごとに観測し、該電圧差の単位時間当たりの変動が所定の値以下になったとき、充電による分極が解消したと判断する第７のステップと、前記第７のステップにより充電による分極が解消したと判断された後に、前記電池の満充電容量を推定する第８のステップと、を含むものである。

　また、本発明に係る満充電容量推定装置は、充電終了後、電池から負荷への一定電流の放電が継続する場合に、充電による分極の解消を判定して前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定装置であって、予め記憶された充電の履歴と分極電圧との相関を示す分極電圧推定値データを参照し、充電の履歴から充電終了時の分極電圧推定値を取得する分極電圧推定手段と、前記電池の充電終了時の閉回路電圧から、前記分極電圧推定手段で取得した分極電圧推定値を減算して推定した開回路電圧推定値を用い、満充電容量に対する充電終了時の残電流容量の比率である充電終了時充電率を、予め記憶された充電率と開回路電圧との相関を示すＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して推定する充電終了時充電率推定手段と、前記充電終了時充電率推定手段で推定した充電終了時充電率から充電開始時の充電率を減算して求めた充電率の変動値と、充電中の電流積算値とから、仮満充電容量を推定する仮満充電容量推定手段と、前記仮満充電容量推定手段で推定した仮満充電容量と、充電終了後に放電した電流積算値とから、充電終了後の放電電流量の仮満充電容量に対する比率である放電率を算出する放電率推定手段と、前記充電終了時充電率推定手段で推定した充電終了時充電率から、前記放電率推定手段で算出した放電率を減算し、放電中の充電率を推定する放電中充電率推定手段と、前記放電中充電率推定手段で推定された放電中の充電率から前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、放電中の開回路電圧を推定する放電中開回路電圧推定手段と、前記放電中開回路電圧推定手段で推定した放電中の開回路電圧の推定値と、放電中の閉回路電圧との電圧差を、所定の時間間隔ごとに観測し、該電圧差の単位時間当たりの変動が所定の値以下になったとき、充電による分極が解消したと判断する分極解消判断手段と、前記分極解消判断手段により充電による分極が解消したと判断された後に、前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定手段と、を備えたものである。

　本発明によれば、充電終了後、一定の放電電流が継続的に流れる場合に、充電による分極の解消を判定し、充電による分極の解消後に電池の満充電容量を精度よく推定することができる。また、放電中でも満充電容量の推定を行うことができるので、満充電容量の推定頻度を増やすことができ、満充電容量の推定の精度を向上させることができる。

満充電容量推定装置の構成例を示す図である。 本発明による満充電容量推定の原理説明図である。 本発明による満充電容量推定の動作例のフローを示す図である。 分極電圧推定値データの説明図である。 充電終了時の充電率の推定の説明図である。 放電中の充電率の推定の説明図である。 放電中のＯＣＶの推定の説明図である。 放電中のＯＣＶの推定値とＣＣＶとの電圧差の推移の態様を示す図である。 放電の履歴と放電分極電圧と様態の一例を示す図である。 充電終了後、放電が無い休止中のＣＣＶとＯＣＶの推移を示す図である。 分極解消の判断の様態の一例を示す図である。 充電終了後、放電が起こる場合のＣＣＶとＯＣＶの推移の様態を示す図である。

　以下、本発明に係る満充電容量推定方法及び装置の実施形態について図１～図９を参照して説明する。図１は満充電容量推定装置の構成例を示す。図１において、１は充電可能な電池、２は電圧センサ、３は電流センサ、４は電子制御部（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）、５は切替スイッチ、６は充電器、７は負荷である。

　図１では電池１として、単一の電池を図示しているが、複数の電池を含む電池モジュールであっても良い。しかし、以下の説明では簡明化のため電池１として説明する。電池１には、該電池の端子間電圧を測定する電圧センサ２及び該電池に流れる電流を測定する電流センサ３が接続される。電圧センサ２及び電流センサ３の測定値は、電子制御部４に送出される。

　また、電池１は、切替スイッチ５を介して充電器６又は負荷７が接続される。なお、本発明に係る満充電容量推定方法及び装置は、充電器６による充電終了後も電池１を監視する電子制御部４が起動された状態を継続し、電池１の電圧及び電流等を常時監視することができる電池システムにおけるものとする。

　電子制御部４は、充電器６による充電終了後、電池１から負荷７への放電が起こる場合でも、充電による分極の解消のタイミングを適正に判定して、閉回路電圧（ＣＣＶ）を元に電池１の満充電容量を推定する。該満充電容量の推定のために、電子制御部４は、分極電圧推定部４１、充電終了時ＳＯＣ推定部４２、仮満充電容量推定部４３、放電率推定部４４、放電中充電率推定部４５、放電中ＯＣＶ推定部４６、分極解消判断部４７、満充電容量推定部４８を備える。

　分極電圧推定部４１は、予め取得した充電の履歴と充電時の分極電圧との相関を示す分極電圧推定値データを参照し、電池１の充電終了時の充電の履歴から、分極電圧推定値を取得する。

　充電終了時ＳＯＣ推定部４２は、電圧センサ２により測定される充電終了時の電池１の閉回路電圧（ＣＣＶ）から、分極電圧推定部４１により取得される分極電圧推定値を減算して開回路電圧（ＯＣＶ）推定値を求め、該開回路電圧（ＯＣＶ）推定値を用い、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、電池１の満充電容量に対する充電終了時の残電流容量の比率である充電率（ＳＯＣ）を推定する。

　仮満充電容量推定部４３は、充電終了時ＳＯＣ推定部４２により推定された充電終了時の充電率から、予め取得した充電開始時の充電率を減算した、充電による充電率の変動値と、電流センサ３によって測定された充電中の電流積算値とから、電池１の仮満充電容量を推定する。

　放電率推定部４４は、仮満充電容量推定部４３で推定した仮満充電容量と、充電終了後に放電した電流積算値とから、充電終了後から放電した電流積算量の仮満充電容量に対する比率である放電率を推定する。

　放電中充電率推定部４５は、充電終了時ＳＯＣ推定部４２により推定した充電終了時の充電率から、放電率推定部４４により算出した放電率を減算し、放電中の充電率を推定する。

　放電中ＯＣＶ推定部４６は、放電中充電率推定部４５により推定された放電中の充電率を元に、予め取得したＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、放電中の開回路電圧（ＯＣＶ）推定値を取得する。

　分極解消判断部４７は、電圧センサ２により測定される閉回路電圧（ＣＣＶ）と、放電中ＯＣＶ推定部４６により取得された放電中の開回路電圧（ＯＣＶ）推定値と、の電圧差を、所定の時間間隔ごとに観測し、該電圧差の単位時間当たりの変動が所定の範囲内に収束したと判定されたとき、充電による分極が解消したと判断する。

　満充電容量推定部４８は、分極解消判断部４７により充電による分極が解消したと判断された後の閉回路電圧（ＣＣＶ）と、電池１の内部抵抗と放電電流との積の値と、放電による分極電圧推定値とを基に、充電による分極解消後の放電中の開回路電圧（ＯＣＶ）を求め、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データから放電中の充電率（ＳＯＣ）を求め、該放電中の充電率（ＳＯＣ）と充電開始時の充電率（ＳＯＣ）との差分の充電率（ＳＯＣ）と、充電中の電流積算値と充電終了後の放電中の電流積算値との差分の電流積算値と、から、満充電容量を推定する。

　上述の満充電容量推定の動作について以下に詳しく説明する。図２は本発明による満充電容量推定の原理を説明する図である。図２において、実線１２１は閉回路電圧（ＣＣＶ）を示し、一点鎖線１２２は開回路電圧（ＯＣＶ）を示している。図２に示すように、充電が終了した時点ｔ１以降、放電が起こる場合、閉回路電圧（ＣＣＶ）及び開回路電圧（ＯＣＶ）は低下し続け、閉回路電圧（ＣＣＶ）と開回路電圧（ＯＣＶ）との電圧差δＶも、充電による分極（以下「充電分極」ともいう）が解消するまで変動する。

　しかし、充電分極の解消後の時点ｔ２，ｔ３では、該電圧差δＶは一定となる。充電分極の解消後の該電圧差δＶは、放電電流と内部抵抗との積の電圧降下分及び放電による分極（以下「放電分極」ともいう）による電圧降下分のみであり、これらの電圧降下分は、負荷電流が一定であれば一定の電圧となるため、該電圧差δＶは、充電分極解消後、一定となる。

　本発明は、該電圧差δＶの単位時間当たりの変動が所定の範囲内に収まったか否かを判定して、該電圧差δＶの変動が所定の範囲内に収まったとき、充電分極が解消したと判断し、その時点の閉回路電圧（ＣＣＶ）を用いて満充電容量を推定するものである。

　図３は、本発明による満充電容量推定の動作例のフローを示す。電子制御部４は、分極電圧推定部４１において、予め取得した充電の履歴と充電による分極電圧との相関を示す分極電圧推定値データを参照し、充電の履歴から電池１の充電終了時の分極電圧推定値を取得する（ステップＳ１）。

　上述の分極電圧推定値データについて図４を参照して説明する。図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、時刻Ｔ１まで定電流充電を行った後、時刻Ｔ２まで定電圧充電を行った場合の電池１の電圧、電流及び分極電圧の様態の一例を示している。時刻Ｔ１までの定電流充電を行っている期間では、電池１の電圧は上昇し、電流は一定である。また、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの定電圧充電を行っている期間では、電池１の電圧は一定であり、電流は次第に減少する。また、その間の電池１の分極電圧は、図４の（ｃ）に示すように、充電の履歴によって影響される。

　そこで、充電の履歴に応じてモデル化した分極電圧を分極電圧推定値データとして予め電子制御部４内の記憶部（図示省略）に記憶させておく。分極電圧推定部４１は、該分極電圧推定値データを参照し、充電の履歴から電池１の充電終了時の分極電圧推定値を取得する。

　次に充電終了時ＳＯＣ推定部４２において、電圧センサ２により測定される充電終了時の電池１の閉回路電圧（ＣＣＶ）から上述の分極電圧推定値を減算して、充電終了時の開回路電圧推定値ＯＣＶ１を求める。該開回路電圧推定値ＯＣＶ１を用い、図５に示すように、予め記憶されたＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、電池１の満充電容量に対する充電終了時の残電流容量の比率である充電終了時充電率ＳＯＣ１を推定する（ステップＳ２）。なお、図５~図８の説明図において、図３の動作フローの動作ステップに対応する箇所に、図３に付した参照符号と同一の参照符号を付している。

　次に仮満充電容量推定部４３において、充電終了時ＳＯＣ推定部４２により推定された充電終了時の充電率ＳＯＣ１から、予め取得した充電開始時の充電率ＳＯＣ０を減算して、充電による充電率の変動値を求める。そして、該充電率の変動値と、電流センサ３によって測定された充電中の電流積算値ΔＩとから、前述の（式１）により電池１の仮満充電容量を推定する（ステップＳ３）。なお、ここで、推定した仮満充電容量は、分極電圧推定値に基づいて導出した値であり、十分な精度が保証されないので、仮満充電容量としている。

　次に、放電率推定部４４において、仮満充電容量推定部４３で推定した仮満充電容量と、電流センサ３によって測定される充電終了後に放電した電流積算値とから、充電終了後の放電電流量の仮満充電容量に対する比率である放電率を算出する（ステップＳ４）。

　次に、放電中充電率推定部４５において、図６に示すように、充電終了時ＳＯＣ推定部４２により推定した充電終了時の充電率ＳＯＣ１から、放電率推定部４４により算出された放電率を減算し、放電中の充電率ＳＯＣ２を推定する（ステップＳ５）。

　次に、放電中ＯＣＶ推定部４６において、図７に示すように、放電中充電率推定部４５により推定された放電中の充電率ＳＯＣ２から、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照し、放電中の開回路電圧ＯＣＶ２の推定値を取得する（ステップＳ６）。

　次に、分極解消判断部４７において、放電中ＯＣＶ推定部４６により取得された放電中の開回路電圧ＯＣＶ２の推定値と、電圧センサ２により測定される放電中の閉回路電圧（ＣＣＶ）との電圧差δＶを、所定の時間間隔ΔＴごとに観測する。図８に該開回路電圧ＯＣＶ２の推定値と閉回路電圧（ＣＣＶ）との電圧差δＶの推移の態様を示す。

　分極解消判断部４７は、該所定の時間間隔ΔＴごとの電圧差δＶ１，δＶ２，δＶ３，δＶ４・・・の単位時間当たりの変動を観測し、該電圧差δＶ１，δＶ２，δＶ３，δＶ４・・・の単位時間当たりの変動が所定の値以下になったか否かを判定し、該変動が所定の値以下になったとき、充電分極が解消したと判断する（ステップＳ７）。なお、充電分極が解消した後も、放電分極及び内部抵抗による電圧降下が発生し、それらの電圧降下分が電圧差δＶとして現れる。

　次に、満充電容量推定部４８において、充電分極の解消後に電圧センサ２により測定される閉回路電圧（ＣＣＶ）に、放電による電圧降下分を加算して、放電中の分極の影響を受けない開回路電圧ＯＣＶ３を求める。そして、該開回路電圧ＯＣＶ３からＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、放電中の充電率ＳＯＣ３を求め、前述の（式１）による算出と同様の算出方法により満充電容量を推定する（ステップＳ８）。

　なお、放電による電圧降下分には、放電電流と内部抵抗との積により算出される内部抵抗による電圧降下分と、放電電流による分極の電圧降下分とが有る。内部抵抗の値及び放電履歴に応じた分極電圧のデータを予め測定して用意しておき、それらのデータを用いて放電による電圧降下分を算出することができる。

　図９は放電の履歴と放電分極電圧と様態の一例を示している。図９の（ａ）は、充電終了時ｔ１以降に、負荷電流として一定の放電電流が流れる様態を示している。図９の（ｂ）は、図９（ａ）に示すような一定の放電電流が流れる場合の、放電による分極電圧の様態の一例を示している。図９の（ｂ）に示すように、一定の放電電流が流れる場合、放電分極電圧は、所定の過渡期間経過後、一定の電圧に収束する。

　上述のステップＳ８において、満充電容量を推定する際に、前述の（式１）における電流積算値ΔＩとして、充電電流の電流積算値と放電電流の電流積算値との差分の値を用いる。また、前述の（式１）における充電終了時の充電率ＳＯＣ１に代えて前述の放電中の充電率ＳＯＣ３を用いる。

　前述のステップＳ３で、満充電容量を仮推定した後、ステップＳ８で再度、満充電容量を推定するのは、ステップＳ３で推定した満充電容量は、充電分極電圧として推定値を用いているため、ステップＳ３で推定した仮満充電容量の精度はあまり高くないからである。

　そこで、放電中に実測される電流積算値及び閉回路電圧（ＣＣＶ）を基に、仮満充電容量及びＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを用いて、放電中の開回路電圧（ＯＣＶ）を推定し、該開回路電圧（ＯＣＶ）の推定値と実測の閉回路電圧（ＣＣＶ）との電圧差が一定又はその変動が所定の範囲内になったとき、充電分極が解消したと判定し、充電分極解消後の閉回路電圧（ＣＣＶ）を用いて、満充電容量を推定する。

　なお、開回路電圧（ＯＣＶ）の推定値と実測の閉回路電圧（ＣＣＶ）との電圧差が完全に一定となった場合は、ステップＳ３で推定した仮満充電容量が、実際の満充電容量と完全に一致した場合である。そのような場合には、ステップＳ８で再度、満充電容量を推定することなく、ステップＳ３で推定した仮満充電容量を、本満充電容量として推定しても良い。

　また、ステップＳ８で放電中の充電率ＳＯＣ３を求める際に、開回路電圧ＯＣＶ３を用いずに、ステップＳ６で推定した開回路電圧ＯＣＶ２を用いて、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、放電中の充電率ＳＯＣ３を求めても良い。その後、ステップＳ８と同様の算出方法により満充電容量を推定する。

　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、以上に述べた実施の形態に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で種々の構成または実施形態を取ることができる。例えば、ステップＳ８で満充電容量を推定する際に、充電開始時の充電率ＳＯＣ０を用いなくても、充電分極解消後の放電中に測定される異なる２つの時点の閉回路電圧（ＣＣＶ）からそれぞれの開回路電圧（ＯＣＶ）を推定して各充電率（ＳＯＣ）を求め、それら２つの各充電率（ＳＯＣ）と、前記２つの時点の間の放電の電流積算値とから、満充電容量を推定しても良く、種々の変形が可能である。

　１　　　電池
　２　　　電圧センサ
　３　　　電流センサ
　４　　　電子制御部
　４１　　分極電圧推定部
　４２　　充電終了時ＳＯＣ推定部
　４３　　仮満充電容量推定部
　４４　　放電率推定部
　４５　　放電中充電率推定部
　４６　　放電中ＯＣＶ推定部
　４７　　分極解消判断部
　４８　　満充電容量推定部
　５　　　切替スイッチ
　６　　　充電器
　７　　　負荷

Claims (8)

1. 　充電終了後、電池から負荷への一定電流の放電が継続する場合に、充電による分極の解消を判定して前記電池の満充電容量を推定する方法であって、
   　予め記憶された充電の履歴と分極電圧との相関を示す分極電圧推定値データを参照し、充電の履歴から充電終了時の分極電圧推定値を取得する第１のステップと、
   　前記電池の充電終了時の閉回路電圧から、前記第１のステップで取得した分極電圧推定値を減算して推定した開回路電圧推定値を用い、満充電容量に対する充電終了時の残電流容量の比率である充電終了時充電率を、予め記憶された充電率と開回路電圧との相関を示すＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して推定する第２のステップと、
   　前記第２のステップで推定した充電終了時充電率から充電開始時の充電率を減算して求めた充電率の変動値と、充電中の電流積算値とから、仮満充電容量を推定する第３のステップと、
   　前記第３のステップで推定した仮満充電容量と、充電終了後に放電した電流積算値とから、充電終了後の放電電流量の仮満充電容量に対する比率である放電率を算出する第４のステップと、
   　前記第２のステップで推定した充電終了時充電率から、前記第４のステップで算出した放電率を減算し、放電中の充電率を推定する第５のステップと、
   　前記第５のステップで推定された放電中の充電率から前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、放電中の開回路電圧を推定する第６のステップと、
   　前記第６のステップで推定した放電中の開回路電圧の推定値と、放電中の閉回路電圧との電圧差を、所定の時間間隔ごとに観測し、該電圧差の単位時間当たりの変動が所定の値以下になったとき、充電による分極が解消したと判断する第７のステップと、
   　前記第７のステップにより充電による分極が解消したと判断された後に、前記電池の満充電容量を推定する第８のステップと、
   　を含むことを特徴とする満充電容量推定方法。
2. 　前記第８のステップにおいて、前記第７のステップにより充電による分極が解消したと判断された後の閉回路電圧に、放電による電圧降下分を加算した開回路電圧の推定値を求め、該開回路電圧の推定値を基に、前記電池の満充電容量を推定することを特徴とする請求項１記載の満充電容量推定方法。
3. 　前記第８のステップにおいて、前記第７のステップにおける前記電圧差の単位時間毎の値が一定であると判定されたとき、前記第３のステップで推定した仮満充電容量を、前記電池の満充電容量として推定することを特徴とする請求項１記載の満充電容量推定方法。
4. 　前記第８のステップにおいて、前記第６のステップで推定した放電中の開回路電圧の推定値を基に、前記電池の満充電容量を推定することを特徴とする請求項１記載の満充電容量推定方法。
5. 　充電終了後、電池から負荷への一定電流の放電が継続する場合に、充電による分極の解消を判定して前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定装置であって、
   　予め記憶された充電の履歴と分極電圧との相関を示す分極電圧推定値データを参照し、充電の履歴から充電終了時の分極電圧推定値を取得する分極電圧推定手段と、
   　前記電池の充電終了時の閉回路電圧から、前記分極電圧推定手段で取得した分極電圧推定値を減算して推定した開回路電圧推定値を用い、満充電容量に対する充電終了時の残電流容量の比率である充電終了時充電率を、予め記憶された充電率と開回路電圧との相関を示すＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して推定する充電終了時充電率推定手段と、
   　前記充電終了時充電率推定手段で推定した充電終了時充電率から充電開始時の充電率を減算して求めた充電率の変動値と、充電中の電流積算値とから、仮満充電容量を推定する仮満充電容量推定手段と、
   　前記仮満充電容量推定手段で推定した仮満充電容量と、充電終了後に放電した電流積算値とから、充電終了後の放電電流量の仮満充電容量に対する比率である放電率を算出する放電率推定手段と、
   　前記充電終了時充電率推定手段で推定した充電終了時充電率から、前記放電率推定手段で算出した放電率を減算し、放電中の充電率を推定する放電中充電率推定手段と、
   　前記放電中充電率推定手段で推定された放電中の充電率から前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性データを参照して、放電中の開回路電圧を推定する放電中開回路電圧推定手段と、
   　前記放電中開回路電圧推定手段で推定した放電中の開回路電圧の推定値と、放電中の閉回路電圧との電圧差を、所定の時間間隔ごとに観測し、該電圧差の単位時間当たりの変動が所定の値以下になったとき、充電による分極が解消したと判断する分極解消判断手段と、
   　前記分極解消判断手段により充電による分極が解消したと判断された後に、前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定手段と、
   　を備えたことを特徴とする満充電容量推定装置。
6. 　前記満充電容量推定手段は、前記分極解消判断手段により充電による分極が解消したと判断された後の閉回路電圧に、放電による電圧降下分を加算した開回路電圧の推定値を求め、該開回路電圧の推定値を基に、前記電池の満充電容量を推定することを特徴とする請求項５記載の満充電容量推定装置。
7. 　前記満充電容量推定手段は、前記分極解消判断手段において前記電圧差の単位時間毎の値が一定であると判定されたとき、前記仮満充電容量推定手段で推定した仮満充電容量を、前記電池の満充電容量として推定することを特徴とする請求項５記載の満充電容量推定装置。
8. 　前記満充電容量推定手段は、前記放電中開回路電圧推定手段で推定した放電中の開回路電圧の推定値を基に、前記電池の満充電容量を推定することを特徴とする請求項５記載の満充電容量推定装置。

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