(57)【要約】  単電池（セル）の劣化を防止することを目的とする。  各セル（２０１）のセル電圧値を取得し（Ｓ１）測定されたセル電圧値に基づいて、各セルＳＯＣを算出し（Ｓ２）、複数のセル（２０１）により構成される組電池（２）の電流値を積算することによって電流積算値（Ａｈ）を算出し、積算電流値およびセルＳＯＣに基づいて、各セル（２０１）のセル容量値を算出し（Ｓ３）、セル容量値およびセルＳＯＣからセル放電可能容量値を算出し（Ｓ４）、セル放電可能容量値に基づいて、組電池（２）の充放電を制御する（Ｓ５）ことを特徴とする。【選択図】図１
2012081696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各単電池の電圧を測定する電圧検出部と、
前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出する充電率算出部と、
複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出する電流積算部と、
前記積算電流値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出する単電池容量推定部と、
前記単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出する放電可能容量値算出部と、
前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御する制御部と、
を有することを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
前記電池制御装置は、
前記放電可能容量値と、予め設定してある目標残容量値と、を比較する残容量比較部
を、さらに有し、
前記制御部は、
前記放電可能容量値と、前記目標残容量値と、の比較の結果、各単電池のうち、前記放電可能容量値が前記目標残容量値より大きい前記単電池を放電する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電池制御装置。
【請求項３】
前記電池制御装置は、
前記単電池の電池容量値および前記充電率から前記単電池の充電可能容量値を算出する充電可能容量値算出部と、
前記放電可能容量値および前記充電可能容量値のそれぞれの最小値に基づいて、前記組電池の充電率を算出する組電池充電率算出部と、
を、さらに有し、
前記制御部は、
前記算出された組電池の充電率に基づいて、前記組電池の充放電を行う
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電池制御装置。
【請求項４】
組電池の充放電を制御する電池制御装置の電池制御方法であって、
前記電池制御装置が、
電圧検出部において測定された各単電池の電圧を取得し、
前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出し、
複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出し、
前記積算電流値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出し、
前記単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出し、
前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御する
ことを特徴とする電池制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池制御装置および電池制御方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基準電圧（例えば、組電池を構成する複数の単電池から得られる開放電圧のうち、最も小さいもの）から所定の閾値以上の電圧差を有する単電池を放電あるいは充電することによって単電池の電圧を均等化する技術が開示されている。
また、特許文献２には、組電池を構成するモジュール電池（単電池から構成される組電池）の端子電圧から基準電圧を推定し、この基準電圧を基にモジュール電池内の単電池の故障を判定する技術が開示されている。特許文献２において、この基準電圧は、モジュール電池の単電池の電圧の平均値や、中央値などを用いて求められることが記載されている。【０００３】
なお、開放電圧からＳＯＣ（State Of Charge）を求めることが一般的に行われているが、ＳＯＣを求める際の開放電圧は、特許文献２に記載のように平均値などを用いることが多く行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１７００９号パンフレット
【特許文献２】特開平９−１５３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、二次電池においては、充放電を繰り返すことにより内部抵抗が増大する劣化が生じる。劣化が生じると、セル（単電池）の電池容量値であるセル容量値（単位：Ａｈ：アンペアアワー）が減少する。このような状態では、以下のような現象が生じる。【０００６】
図１２は、２つのセルのうち、一方の劣化が大きく、他方の劣化が小さい場合で特許文献１に記載の均等化処理を行った場合の例を示す図である。
なお、図１２において、使用上限ＳＯＣに対応する開放電圧は４．２Ｖであり、使用下限ＳＯＣに対応する開放電圧が２．７Ｖである。
図１２では、劣化の度合いを長方形の高さで示している。すなわち、劣化が小さいほうが長方形の高さが高く、大きなセル容量値を有しており、劣化が大きいと長方形の高さが低くなり、セル容量値が減少していることを示している。また、ハッチングによって充電領域を示している。【０００７】
また、図１２（ａ）は、「劣化大」、「劣化小」のセルに対し、ともに開放電圧による均等化が行われた状態である。このとき、「劣化大」、「劣化小」のセルそれぞれの開放電圧は「３．４５Ｖ」であるとし、開放電圧差がない状態である。そして、図１２（ａ）の状態の各セルに対し、同じ充電容量（単位：Ａｈ）１２０１が供給されて、２つのセルの充電が行われた後の状態が図１２（ｂ）である。図１２（ｂ）に示すように、「劣化大」のセルはセル容量値が小さいため、「劣化小」のセルよりも早く使用上限ＳＯＣに達してしまう。つまり、充電後に「劣化大」、「劣化小」のセル間のＳＯＣ（開放電圧）に差が生じてしまう。従って、「劣化大」のセルを、「劣化小」のセルのＳＯＣ（開放電圧）にそろえるための均等化が、充電後に再度必要になってしまう。【０００８】
同様に、図１２（ａ）の状態の各セルに対し、同じ放電容量（単位：Ａｈ）１２０２が放電されて、２つのセルの放電が行われた後の状態が図１２（ｃ）である。図１２（ｃ）に示すように、「劣化大」のセルはセル容量値が小さいため、「劣化小」のセルよりも早く下限ＳＯＣに達してしまう。つまり、放電後に「劣化大」、「劣化小」のセル間のＳＯＣ（開放電圧）に差が生じてしまう。従って、「劣化小」のセルのＳＯＣを、「劣化大」のＳＯＣ（開放電圧）にそろえるための均等化が、放電後に再度必要になってしまう。【０００９】
この結果、均等化のための充放電が繰り返されることとなり、セルの劣化を促進してしまうことになる。【００１０】
また、特許文献２に記載のように、開放電圧を平均化したりすると、つまり、ＳＯＣを平均化して組電池のＳＯＣを算出すると、例えば、図１３のように４つの単電池で構成された組電池で説明すると、各単電池においてＳＯＣの１つが「２０％」、他の３つが「８０％」である場合、組電池ＳＯＣは６５％と算出される。この数値をみたユーザは、放電可能容量値＞充電可能容量値であると認識する。
ちなみに、ここではＳＯＣ上下限を、例えば「１００％」、「０％」と仮定する。【００１１】
しかしながら、実際に使用した場合、１つのセルが使用下限ＳＯＣに達してしまったが、他のセルが使用下限ＳＯＣに達していない状態で、さらに放電を行うと、使用下限ＳＯＣに達しているセルが過放電の状態になってしまうので好ましくない。
同様に、１つのセルが使用上限ＳＯＣに達してしまったが、他のセルが使用上限ＳＯＣに達していない状態で、さらに充電を行うと、使用上限ＳＯＣに達しているセルが過充電の状態になってしまうので好ましくない。【００１２】
従って、図１３の状態では、各セルにおけるセル容量値の２０％分（実際の放電可能容量値分）しか放電できず、各セルにおけるセル容量値の２０％分（実際の充電可能容量値分）しか充電できないことになる。つまり、図１３の状態において、実際の放電可能容量値＝実際の充電可能容量値であり、ユーザの認識と、実際の充放電可能容量値との間に差が生じてしまう。
なお、図１３において、各々のセルのセル容量値が同じであるが、劣化により各セルのセル容量値が変化し、その結果、セルＳＯＣにバラツキが生じている状態であっても同じである。【００１３】
この結果、ユーザは、実際には１つのセルが既に使用下限ＳＯＣに達しているのに、まだ放電可能と認識してしまい、セル容量値の小さいセルの過放電を行ってしまうおそれがある。
これは、実際の放電可能容量値＝実際の充電可能容量値であるのに、放電可能容量値＞充電可能容量値とユーザが誤認してしまう例だが、放電可能容量値＜充電可能容量値とユーザが誤認してしまうケースも考えられる。この場合、１つのセルが既に使用上限ＳＯＣに達しているのに、ユーザは、まだ充電可能と認識してしまい、過充電を行ってしまうおそれがある。
これらの過充電・過放電を行った結果、セルの劣化を促進してしまうおそれがある。【００１４】
そこで、本発明の課題は、単電池（セル）の劣化促進を防止する電池制御装置および電池制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決する本発明のうち請求の範囲第１項に係る発明は、電池制御装置であって、各単電池の電圧を測定する電圧検出部と、前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出する充電率算出部と、複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出する電流積算部と、前記積算電流値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出する単電池容量推定部と、前記単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出する放電可能容量値算出部と、前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御する制御部と、を有することを特徴とする。【００１６】
請求の範囲第１項に係る発明によれば、各単電池の放電可能容量値（単位：Ａｈ）に基づいて充放電制御することにより、各々の単電池の残容量値（単位：Ａｈ）が明確となる。これにより、劣化による単電池の電池容量値のバラツキに起因する過充電や、過放電を防止することができる。従って、単電池の劣化促進を防止することができる。【００１７】
また、請求の範囲第２項に係る発明は、請求の範囲第１項に係る電池制御装置であって、前記電池制御装置は、前記放電可能容量値と、予め設定してある目標残容量値と、を比較する残容量比較部を、さらに有し、前記制御部は、前記放電可能容量値と、前記目標残容量値と、の比較の結果、各単電池のうち、前記放電可能容量値が前記目標残容量値より大きい前記単電池を放電することを特徴とする。【００１８】
請求の範囲第２項に係る発明によれば、各単電池の放電可能容量値（単位：Ａｈ）に基づいて残容量値の均等化（以下、単に均等化と称する）を行うことにより、均等化された状態から充電・放電を行っても単電池の劣化に起因する再度の均等化を行うことを防止することができる。つまり、不要な均等化を防止することができ、均等化に伴う充電・放電を減少させることができるため、単電池の劣化促進を防止することができる。【００１９】
そして、請求の範囲第３項に係る発明は、請求の範囲第１項に係る電池制御装置であって、前記電池制御装置は、前記単電池の電池容量値および前記充電率から前記単電池の充電可能容量値を算出する充電可能容量値算出部と、前記放電可能容量値および前記充電可能容量値のそれぞれの最小値に基づいて、前記組電池の充電率を算出する組電池充電率算出部と、を、さらに有し、前記制御部は、前記算出された組電池の充電率に基づいて、前記組電池の充放電を行うことを特徴とする。【００２０】
請求の範囲第３項に係る発明によれば、充電可能容量値（単位：Ａｈ）、放電可能容量値（単位：Ａｈ）の各最小値に基づいて組電池の充電率を算出することにより、単電池の劣化や、残容量値のばらつきに影響されない組電池の充電率を算出することができる。これにより、実際の充電可能容量値や、放電可能容量値に即した組電池の充電率を算出できるので、ユーザの誤認に基づく過充電・過放電を防止することができ、単電池の劣化促進を防止することができる。【００２１】
請求の範囲第４項に係る発明は、組電池の充放電を制御する電池制御装置の電池制御方法であって、前記電池制御装置が、電圧検出部において測定された各単電池の電圧を取得し、前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出し、複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出し、前記積算電流値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出し、前記単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出し、前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御することを特徴とする。【００２２】
請求の範囲第４項に係る発明によれば、放電可能容量値（単位：Ａｈ）に基づいて充放電制御することにより、各々の単電池の残容量値（単位：Ａｈ）が明確となる。これにより、劣化による単電池容量値のバラツキに起因する過充電や、過放電を防止することができる。従って、単電池の劣化促進を防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、単電池（セル）の劣化促進を防止する電池制御装置および電池制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態および第２実施形態に共通の処理の概要を示す流れ図である。
【図２】第１実施形態における処理の概要を示す流れ図である。
【図３】第１実施形態に係る電池制御システムの構成例を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る均等化処理の手順を示すフローチャートである（その１）。
【図５】第１実施形態に係る均等化処理の手順を示すフローチャートである（その２）。
【図６】第１実施形態に係る均等化処理の模式図である。
【図７】第１実施形態に係る均等化処理を行った結果を示す図である。
【図８】第２実施形態における処理の概要を示す流れ図である。
【図９】第２実施形態に係る電池制御システムの構成例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る組電池制御処理の手順を示すフローチャートである（その１）。
【図１１】第２実施形態に係る組電池制御処理の手順を示すフローチャートである（その２）。
【図１２】従来のＳＯＣの均等化を行った後の充放電の結果を示す模式図である。
【図１３】セル間の充電状態にバラツキがある場合の各セルの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
《共通処理概要》
図１は、後記する第１実施形態および第２実施形態に共通の処理の概要を示す流れ図である。なお、処理の詳細については、後記して説明する。
電池制御装置１（図３、図９）は、組電池２に備えられている電流センサ２０５によって、組電池２の電流値を測定しており、この電流値を積算して電流積算値（ΔＡｈ）を算出している。
複数のセル（単電池）２０１が直列に接続されて構成されている組電池２において、それぞれのセル２０１にはセル２０１の電圧値（セル電圧値）を測定するセル電圧センサ（電圧検出部）２０３が備えられている。
電池制御装置１は、このセル電圧センサ２０３から各セル２０１のセル電圧値を取得し（Ｓ１）、セル電圧値に基づいて、予め記憶部に格納されているセルＳＯＣ−セル電圧値対応マップ１１１を参照して、各セル２０１におけるＳＯＣであるセルＳＯＣを算出する（Ｓ２）。このとき、電池制御装置１は、電流積算開始時におけるセルＳＯＣ（第１セルＳＯＣ：充電率）と、電流積算終了時におけるセルＳＯＣ（第２セルＳＯＣ：充電率）との差分値である差分セルＳＯＣ（ΔＳＯＣ）も算出する。
電池制御装置１は、算出していた電流積算値（ΔＡｈ）と、ステップＳ２で算出したセルＳＯＣと、予め設定されている各セル２０１の初期容量値と、から下記式（１）により各セル２０１におけるセル容量値（電池容量値）を算出する（Ｓ３）。
【００２７】
セル容量値＝初期容量値×（ΔＡｈ／ΔＳＯＣ）  ・・・  （１）
【００２８】
なお、式（１）における（ΔＡｈ／ΔＳＯＣ）の項はステップＳ３のグラフにおける傾きであり、セル２０１の劣化度を示している。
そして、電池制御装置１はステップＳ２で算出したセルＳＯＣ（第２セルＳＯＣ）と、ステップＳ３で算出したセル容量値と、予め設定されている使用下限ＳＯＣとを基に、下記式（２）から各セル２０１における放電可能容量値であるセル放電可能容量値を算出する（Ｓ４）。
【００２９】
セル放電可能容量値＝セル容量値×（現ＳＯＣ−使用下限ＳＯＣ）  ・・・  （２）
【００３０】
ここで、式（２）における現ＳＯＣとは、第２セルＳＯＣのことである。
図１のステップＳ４における模式図に示すように、セル放電可能容量値とは、現ＳＯＣ（第２セルＳＯＣ）から使用下限ＳＯＣまでの電池容量値であり、単位はＡｈ（アンペアアワー）である。
そして、電池制御装置１は、各セル２０１におけるセル放電可能容量値に従って、モータを駆動したり、モータの回生電力を組電池２に送ったり、直接組電池２を制御するなどして組電池２の充放電制御を行う（Ｓ５）。
【００３１】
（共通処理のまとめ）
このように、セル放電可能容量値（単位：Ａｈ）に基づいて充放電制御することにより、各々のセル２０１の残容量値（単位：Ａｈ）が明確となる。これにより、劣化によるセル容量値のバラツキに起因する過充電や、過放電を防止することができる。従って、セル２０１の劣化促進を防止することができる。
【００３２】
《第１実施形態：均等化処理》
次に、図２〜図７を参照して、本発明に係る第１実施形態について説明する。第１実施形態は、図１のステップＳ５における充放電制御が、セル２０１の均等化処理となっている。
（処理概要）
図２は、第１実施形態における処理の概要を示す流れ図である。なお、第１実施形態における詳細な処理は後記して説明する。
図２において、ステップＳ１１〜Ｓ１４までは、図１のステップＳ１〜Ｓ４と同様であるため、説明を省略する。
ステップＳ１４の後、電池制御装置１ａ（図３）は、各セル２０１におけるセル放電可能容量値の中から最も小さい値のセル放電可能容量値である最小放電可能容量値を検出すると、その最小放電可能容量値を均等化における目標値（目標残容量値）とし、各セル２０１のセル放電可能容量値がこの目標値より上か否かのセル均等化判定を行い（Ｓ１５）、各セル２０１におけるセル放電可能容量値が目標値になるまで、セル２０１毎に個別放電を指示して充放電制御を行う（Ｓ１６）。具体的には、各セル２０１毎に備えられているセル放電回路２０２のスイッチ（ＳＷ：Switch）をＯＮにすることで、そのセル２０１の放電を行う。
【００３３】
なお、各セル２０１には、温度センサ２０４が備えられており、電池制御装置１ａは、ステップＳ１５においてこの温度センサ２０４によって測定された各セル２０１の温度およびセル電圧センサ２０３の温度を基に均等化を行うか否かを判定するようにしてもよい。具体的には、電池制御装置１ａは、セル２０１が高温／低温（予め設定された上限温度より高温、または、予め設定された下限温度より低温）であれば均等化せず、セル電圧センサ２０３が高温であれば均等化しない。これは、セル２０１が高温であると、セル２０１の内部抵抗値が小さくなり、正確なセル電圧値を測定することができないためであったり、セル電圧センサ２０３が高温であると、正確なセル電圧値を測定できないためである。
同様に、セル２０１が低温であると、内部抵抗値が大きくなり、正確なセル電圧値を測定することができないため、電池制御装置１ａはセル２０１が低温であれば均等化を行わない。
【００３４】
（システム構成）
図３は、第１実施形態に係る電池制御システムの構成例を示す図である。
電池制御システム１０ａ（１０）は、複数のセル２０１が直列に接続されている組電池２ａ（２）と、この組電池２ａにおけるセル２０１の均等化を行う電池制御装置１ａ（１）とを有している。
組電池２ａは、セル２０１毎の電圧を測定するセル電圧センサ２０３と、セル毎に設置されている温度センサ２０４と、セル放電回路２０２とを有している。温度センサ２０４は、セル２０１の温度や、セル電圧センサ２０３の温度を測定している。
セル放電回路２０２は、抵抗とスイッチ（図面では「ＳＷ」と記載する）とを有しており、スイッチがＯＮになるとセル２０１から抵抗に電流が流れ、セル２０１の放電が行われる。
また、組電池２ａには組電池２ａにおける電流を測定するための電流センサ２０５が備えられている。
【００３５】
電池制御装置１ａは、処理部１００ａと、記憶部１１０ａとを有している。
処理部１００ａは、電流積算部１０１と、セルＳＯＣ算出部（充電率算出部）１０２と、セル容量値算出部（単電池容量推定部）１０３と、充放電可能容量値算出部（放電可能容量値算出部）１０４ａと、目標値検出部１０５と、均等化処理部（制御部、残容量比較部）１０６とを有している。
電流積算部１０１は電流センサ２０５から取得される電流値を積算して電流積算値（ΔＡｈ）を算出する。電流値の積算値は、例えばイグニッションがＯＮになるとともに行われる。
セルＳＯＣ算出部１０２はセル電圧センサ２０３から取得されるセル２０１の電圧値（セル電圧値）と、記憶部１１０ａに設定されているセルＳＯＣ−セル電圧値対応マップ１１１を参照してセル２０１毎のＳＯＣであるセルＳＯＣを算出する。
セル容量値算出部１０３は、電流積算部１０１が算出した電流積算値ΔＡｈと、差分セルＳＯＣ（ΔＳＯＣ）と、セル２０１の初期容量値（図示せず）とを基に、前記した式（１）から各セル２０１の電池容量値であるセル容量値を算出する。
なお、差分セルＳＯＣとは、前記したように電流積算開始時におけるセルＳＯＣ（第１セルＳＯＣ）と、電流積算終了時におけるセルＳＯＣ（第２セルＳＯＣ）との差分値である。
【００３６】
充放電可能容量値算出部１０４ａは、セル容量値と、現ＳＯＣ（前記した第２セルＳＯＣ）と、予め設定してある使用下限ＳＯＣ１１２とを基に前記した式（２）からセル放電可能容量値を算出する。
【００３７】
目標値検出部１０５は、充放電可能容量値算出部１０４ａにおいて、各セル２０１について算出されたセル放電可能容量値のうち、最も小さい値をセル放電可能容量値の均等化（以下、単に均等化と称する）の目標値とする。
そして、均等化処理部１０６は、セル放電回路２０２を制御して、各セル２０１のセル放電可能容量値が目標値検出部１０５において検出された目標値になるまでセル２０１の放電を行う。
なお、均等化処理部１０６は、図２のステップＳ１５で前記したように温度センサ２０４から取得したセル温度や、セル電圧センサ２０３の温度によっても均等化処理を行うか否かを制御する。
【００３８】
記憶部１１０ａには、セルＳＯＣ−セル電圧値対応マップ１１１と、使用下限ＳＯＣ１１２が予め格納されている。
【００３９】
なお、電池制御装置１ａはＥＣＵ（Engine Control Unit）などに搭載され、処理部１００ａおよび各部１０１〜１０６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）などに格納されたプログラムがＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行されることによって具現化する。
【００４０】
（フローチャート）
次に、図３を参照しつつ、図４および図５に沿って第１実施形態に係る均等化処理の詳細な説明を行う。
図４および図５は、第１実施形態に係る均等化処理の手順を示すフローチャートである。
まず、セルＳＯＣ算出部１０２が、セル電圧センサ２０３から各セル２０１におけるセル電圧値（具体的には開放電圧）を取得する（図４のＳ１０１：図２のステップＳ１１に相当）と、セルＳＯＣ−セル電圧値対応マップ１１１からセルＳＯＣ（第１セルＳＯＣ）を算出する（Ｓ１０２）。ここで、温度センサ２０４によるセルの温度を考慮して第１セルＳＯＣを算出してもよい。
電流積算部１０１は、電流センサ２０５から得られる組電池２ａの電流値を積算することによって組電池２ａにおける電流積算値（ΔＡｈ）を算出する（Ｓ１０３）。
電流積算部１０１は、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００４１】
ステップＳ１０４の結果、所定時間が経過していない場合（Ｓ１０４→Ｎｏ）、電流積算部１０１はステップＳ１０３へ処理を戻す。
ステップＳ１０４の結果、所定時間が経過した場合（Ｓ１０４→Ｙｅｓ）、セルＳＯＣ算出部１０２は、セル電圧センサ２０３から各セル２０１におけるセル電圧値（具体的には開放電圧）を取得する（Ｓ１０５：図２におけるステップＳ１１に相当）と、電流積算終了後の各セルＳＯＣ（第２セルＳＯＣ）をステップＳ１０２と同様の手順で算出する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０２，Ｓ１０６が図２のステップＳ１２に相当する。ここで、温度センサ２０４によるセルの温度を考慮して第２セルＳＯＣを算出してもよい。この第２セルＳＯＣが図１や、図２における現ＳＯＣとなる。
次に、セル容量値算出部１０３が、第２セルＳＯＣと、第１セルＳＯＣとの差分を算出することによって、差分セルＳＯＣ（ΔＳＯＣ）を算出する（Ｓ１０７）。
【００４２】
次に、セル容量値算出部１０３が、予め設定してある各セル２０１の初期容量値（図示せず）を記憶部１１０ａから取得し、電流積算部１０１で積算された電流積算値（ΔＡｈ）を取得すると、前記した式（１）から各セル２０１における単電池容量値であるセル容量値を各セル２０１に対して算出する（Ｓ１０８：図２のステップＳ１３に相当）。
【００４３】
次に、充放電可能容量値算出部１０４ａが、記憶部１１０ａから各セル２０１における使用下限ＳＯＣ１１２を取得すると、前記した式（２）から各セル２０１における放電可能容量値であるセル放電可能容量値を算出し（Ｓ１０９：図２のステップＳ１４に相当）、記憶部１１０ａに一時的に格納する。
なお、式（２）における「現ＳＯＣ」はステップＳ１０６で算出した「第２セルＳＯＣ」である。
【００４４】
次に、目標値検出部１０５がステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理によって、充放電可能容量値算出部１０４ａが算出した複数のセル放電可能容量値を基に均等化のための目標値を検出する。ここでは、最も小さいセル放電可能容量値を目標値とする。
まず、目標値検出部１０５はセル２０１を１つ選択する（Ｓ１１０）。
次に、目標値検出部１０５は選択したセル２０１のセル放電可能容量値が目標値未満であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。
なお、最初のループにおけるステップＳ１１１では、比較対象である目標値が設定されていないので、目標値検出部１０５は処理対象となっているセル放電可能容量値を目標値として記憶し、２回目のループ以降、記憶しておいた目標値を使用して比較処理を行う。
【００４５】
ステップＳ１１１の結果、選択したセル２０１のセル放電可能容量値が目標値未満である場合（Ｓ１１１→Ｙｅｓ）、目標値検出部１０５は目標値を処理対象となっているセル２０１のセル放電可能容量値に更新する（Ｓ１１２）。
ステップＳ１１１の結果、選択したセル２０１のセル放電可能容量値が目標値以上である場合（Ｓ１１１→Ｎｏ）、目標値検出部１０５はステップＳ２１４の処理をスキップして、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理を行っていないセル２０１が存在するか否かを判定する（Ｓ１１３）。
ステップＳ１１３の結果、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理を行っていないセル２０１が存在する場合（Ｓ１１３→Ｙｅｓ）、目標値検出部１０５はステップＳ１１０へ処理を戻し、他のセル２０１を選択する。
【００４６】
次に、均等化処理部１０６が、温度センサ２０４から取得されたセル２０１の温度（セル温度（Ｔｃ））が所定の範囲内であるか否かを判定する（図５のＳ１１４）。
ステップＳ１１４の結果、セル温度（Ｔｃ）が所定の範囲外である場合（Ｓ１１４→Ｎｏ）、処理部１００ａは処理を終了する。
ステップＳ１１４の結果、セル温度（Ｔｃ）が所定の範囲内である場合（Ｓ１１４→Ｙｅｓ）、均等化処理部１０６は、温度センサ２０４から取得されたセル電圧センサ２０３の温度（セル電圧センサ温度（Ｔｓ））が所定の値(上限値）未満であるか否かを判定する（Ｓ１１５）。
ステップＳ１１５の結果、セル電圧センサ温度（Ｔｓ）が所定の値以上（高温）である場合（Ｓ１１５→Ｎｏ）、処理部１００ａは処理を終了する。
なお、ステップＳ１１４，Ｓ１１５は、ステップＳ１１６の前の段階であれば、どのタイミングで行ってもよい。
【００４７】
ステップＳ１１５の結果、セル電圧センサ温度（Ｔｓ）が所定の値未満である場合（Ｓ１１５→Ｙｅｓ）、均等化処理部１０６は、セル２０１を１つ選択し（Ｓ１１６）、そのセル２０１のセル放電可能容量値が目標値であるか否かを判定する（Ｓ１１７）。
ステップＳ１１７の結果、選択したセル２０１のセル放電可能容量値が目標値でない場合（Ｓ１１７→Ｎｏ）、均等化処理部１０６は、そのセル２０１のセル放電回路２０２をＯＮにして（Ｓ１１８）、放電を行うと、ステップＳ１１７へ処理を戻す。つまり、図６を参照して説明すると、均等化処理部１０６は、セル放電可能容量値が目標値となるまで「Ａ」の部分の電力を放電する。
この処理は、例えば以下のような手順で行われる。まず均等化処理部１０６が、スイッチ（ＳＷ）をＯＮ−ＯＦＦして、セルＳＯＣ算出部１０２でセルＳＯＣを検出し、セル容量値算出部１０３によってステップＳ１３（図２）で得られたセル容量値から、充放電可能容量値算出部１０４ａが充放電可能容量値をその都度算出する。そして、均等化処理部１０６が、充放電可能容量値が目標値に達したらセル放電回路２０２のＯＮ−ＯＦＦ制御を停止する。
【００４８】
ステップＳ１１７の結果、選択したセル２０１のセル放電可能容量値が目標値である場合（Ｓ１１７→Ｙｅｓ）、均等化処理部１０６は、そのセル２０１のセル放電回路２０２をＯＦＦにして（Ｓ１１９）、均等化を行っていないセル２０１が存在するか否かを判定する（Ｓ１２０）。
ステップＳ１２０の結果、均等化を行っていないセル２０１が存在する場合（Ｓ１２０→Ｙｅｓ）、均等化処理部１０６はステップＳ１１６へ処理を戻し、他のセル２０１を選択する。
ステップＳ１２０の結果、均等化を行っていないセル２０１が存在しない場合（Ｓ１２０→Ｎｏ）、処理部１００ａは処理を終了する。なお、ステップＳ１１４〜Ｓ１２０が図２のステップＳ１５，Ｓ１６に相当する。
【００４９】
また、本実施形態では、各セル２０１のセル放電可能容量値を目標値に合わせるものとしたが、これに限らず、均等化処理部１０６は各セル２０１のセル放電可能容量値が目標値から所定の範囲内に収まるよう、放電を行うようにしてもよい。
さらに、本実施形態では、電池制御装置１ａが、最も小さいセル放電可能容量値を均等化の目標値とすることで、他のセル２０１のセル放電可能容量値を、最も小さいセル放電可能容量値を有するセル２０１に合わせる形式としているが、これに限らず、任意の値を均等化の目標値としてもよい。この場合、式（２）における使用下限ＳＯＣが目標値となり、式（２）から算出される値は目標値まで均等化させる際の各セル２０１における充放電値となる。この充放電値は、そのセル２０１が有するセル放電可能容量値が目標値より大きければ正の値を有し、そのセル２０１が有するセル放電可能容量値が目標値より小さければ負の値を有する。そして、均等化処理部１０６は、この充放電値が「０」になるまで、各セル２０１を充電したり、放電したりするようにしてもよい。
【００５０】
図７は、第１実施形態に係る均等化処理を行った結果を示す図である。図７では、前記した図１２と同様に劣化の度合いを長方形の高さで示している。なお、図７において、使用上限ＳＯＣは８０％(開放電圧４．２Ｖ）であり、使用下限ＳＯＣは２０％（開放電圧２．７Ｖ）である。
図７（ａ）は、第１実施形態に係る均等化処理を行った状態であり、２つのセル放電可能容量値に差がない状態である。
そして、図７（ａ）の状態の各セルに対し、同じ充電容量（単位：Ａｈ）７０１が供給されて、２つのセルの充電が行われた状態が図７（ｂ）である。図７（ｂ）に示すように、２つのセルにおけるＳＯＣは異なっているが、劣化の大小にかかわらず、セル放電可能容量値には差がない状態である。
同様に、図１２（ａ）の状態の各セルに対し、同じ放電容量（単位：Ａｈ）７０２が放電されて、２つのセルの放電が行われた状態が図７（ｃ）である。図７（ｃ）に示すように、２つのセルにおけるＳＯＣは異なっているが、セル放電可能容量値には差がない状態である。
【００５１】
このように各セル２０１におけるセル放電可能容量値に基づいて均等化を行うと、充放電を行った後でも、均等化が保たれた状態となっているので、充放電後に再度均等化を行う必要がない。従って、均等化による充放電を減少させることができるので、セルの劣化促進を防止することができる。
【００５２】
《第２実施形態：組電池ＳＯＣ算出》
次に、図８〜図１１を参照して、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態は、セル放電可能容量値およびセル充電可能容量値（詳細は後記）を用いて、組電池のＳＯＣ（組電池ＳＯＣ）を算出することを目的とする。
（処理概要）
図８は、第２実施形態における処理の概要を示す図である。
なお、第２実施形態における詳細な処理は後記して説明する。
図８において、ステップＳ２１〜Ｓ２３までは、図１のステップＳ１〜Ｓ３と同様であるため、説明を省略する。
図１のステップＳ４では、電池制御装置１が前記した式（２）によってセル放電可能容量値を算出しているが、第２実施形態ではセル放電可能容量値に加えて、式（３）によるセル充電可能容量値も算出している。
【００５３】
セル充電可能容量値＝セル容量値×（使用上限ＳＯＣ−現ＳＯＣ）  ・・・  （３）
【００５４】
ここで、現ＳＯＣとは、第２セルＳＯＣのことである。
図８のステップＳ２４の図に示すようにセル充電可能容量値とは、現ＳＯＣと、使用上限ＳＯＣとの間の容量値であり、単位はＡｈ（アンペアアワー）である。
【００５５】
そして、電池制御装置１ｂ（図９）は、算出したセル放電可能容量値の中の最小値である最小放電可能容量値と、セル充電可能容量値の中の最小値である最小充電可能容量値とを基に、以下の式（４）から組電池２における使用可能な容量値である組電池使用可能容量値を算出し、さらに式（５）から組電池ＳＯＣを算出する（Ｓ２５）。
【００５６】
組電池使用可能容量値＝最小充電可能容量値＋最小放電可能容量値  ・・・  （４）
【００５７】
組電池ＳＯＣ＝（最小放電可能容量値／組電池使用可能容量値）×１００＝｛最小放電可能容量値／（最小充電可能容量値＋最小放電可能容量値）｝×１００  ・・・  （５）
【００５８】
そして、電池制御装置１ｂ（図９）は、算出した組電池ＳＯＣに従って、組電池ＳＯＣが小さいときは組電池２の放電を中断したり、組電池ＳＯＣが大きいときは充電（モータからの回生電力の収集）を中断したりして、充放電制御を行う（Ｓ２６）。
【００５９】
（システム構成）
図９は、第２実施形態に係る電池制御システムの構成例を示す図である。
電池制御システム１０ｂ（１０）は、複数のセル２０１が直列に接続されている組電池２ｂ（２）と、この組電池２ｂのＳＯＣ（組電池ＳＯＣ）を算出し、組電池２ｂの充放電を行う電池制御装置１ｂ（１）とを有している。
組電池２ｂは、セル２０１毎にセル電圧センサ２０３を有している。
また、組電池２ｂには組電池２ｂにおける電流を測定するための電流センサ２０５が備えられている。
【００６０】
電池制御装置１ｂは、処理部１００ｂと、記憶部１１０ｂとを有している。
処理部１００ｂは、電流積算部１０１と、セルＳＯＣ算出部１０２と、セル容量値算出部１０３と、充放電可能容量値算出部（放電可能容量値算出部、充電可能容量値算出部）１０４ｂと、最小値検出部１０７と、組電池ＳＯＣ算出部（組電池充電率算出部）１０８と、組電池制御部（制御部）１０９とを有している。
電流積算部１０１、セルＳＯＣ算出部１０２、セル容量値算出部１０３については、図３において説明しているものと同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６１】
充放電可能容量値算出部１０４ｂは、セル容量値と、現ＳＯＣ（前記した第２セルＳＯＣ）と、予め設定してある使用下限ＳＯＣ１１２とを基に前記した式（２）からセル放電可能容量値を算出するとともに、前記した式（３）からセル充電可能容量値を算出する。
【００６２】
最小値検出部１０７は、充放電可能容量値算出部１０４ｂにおいて算出された、セル放電可能容量値およびセル充電可能容量値のうち、それぞれの最も小さい値、つまり、最小放電可能容量値および最小充電可能容量値を検出する。
組電池ＳＯＣ算出部１０８は、最小値検出部１０７で算出されたセル放電可能容量値の最小値およびセル充電可能容量値の最小値を用いて、式（４）および式（５）から組電池ＳＯＣを算出する。
組電池制御部１０９は、組電池ＳＯＣ算出部１０８において算出された組電池ＳＯＣに従って組電池２ｂの充放電を制御する。
【００６３】
記憶部１１０ｂには、図３と同様のセルＳＯＣ−セル電圧値対応マップ１１１、使用下限ＳＯＣ１１２に加えて、使用上限ＳＯＣ１１３が格納されている。
【００６４】
なお、電池制御装置１ｂはＥＣＵなどに搭載され、処理部１００ｂおよび各部１０１〜１０４ｂ，１０７〜１０９は、ＲＯＭなどに格納されたプログラムがＣＰＵによって実行されることによって具現化する。
【００６５】
（フローチャート）
次に、図９を参照しつつ、図１０および図１１に沿って第２実施形態に係る組電池制御処理を説明する。
図１０および図１１は、第２実施形態に係る組電池制御処理の手順を示すフローチャートである。
まず、セルＳＯＣ算出部１０２が、セル電圧センサ２０３から各セル２０１におけるセル電圧値（具体的には開放電圧）を取得する（図１０のＳ２０１：図８のステップＳ２１に相当）と、記憶部１１０ｂに格納されたセルＳＯＣ−セル電圧値対応マップ１１１からセル２０１毎のＳＯＣであるセルＳＯＣ（第１セルＳＯＣ）を算出する（Ｓ２０２）。ここで、温度センサ２０４によるセルの温度を考慮して第１セルＳＯＣを算出してもよい。
電流積算部１０１は、電流センサ２０５から得られる組電池２ａの電流値を積算することによって組電池２ａにおける電流積算値（ΔＡｈ）を算出する（Ｓ２０３）。
電流積算部１０１は、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２０４）。
ステップＳ２０４の結果、所定時間が経過していない場合（Ｓ２０４→Ｎｏ）、電流積算部１０１はステップＳ２０３へ処理を戻す。
ステップＳ２０４の結果、所定時間が経過した場合（Ｓ２０４→Ｙｅｓ）、セルＳＯＣ算出部１０２は、セル電圧センサ２０３から各セル２０１におけるセル電圧値（具体的には開放電圧）を取得する（Ｓ２０５：図８のステップＳ２１に相当）と、電流積算終了後の各セルＳＯＣ（第２セルＳＯＣ）をステップＳ２０２と同様の手順で算出する（Ｓ２０６）。ここで、温度センサによるセルの温度を考慮して第２セルＳＯＣを算出してもよい。なお、ステップＳ２０２およびステップＳ２０６が図８のステップＳ２２に相当する。
次に、セル容量値算出部１０３が、第２セルＳＯＣと、第１セルＳＯＣとの差分を算出することによって、差分セルＳＯＣ（ΔＳＯＣ）を算出する（Ｓ２０７）。
【００６６】
次に、セル容量値算出部１０３が、予め設定してある各セル２０１の初期容量値（図示せず）を記憶部１１０ｂから取得し、電流積算部１０１で積算された各セル２０１の電流積算値（ΔＡｈ）を取得すると、前記した式（１）から各セル２０１におけるセル容量値を各セル２０１に対して算出し（Ｓ２０８：図８のステップＳ２３に相当）、記憶部１１０ｂに一時的に格納する。
【００６７】
次に、充放電可能容量値算出部１０４ｂが、記憶部１１０ｂから各セル２０１における使用下限ＳＯＣ１１２を取得すると、前記した式（２）から各セル２０１における放電可能容量値であるセル放電可能容量値を算出し（Ｓ２０９）、記憶部１１０ｂに一時的に格納する。式（２）における「現ＳＯＣ」はステップＳ２０６で算出した「第２セルＳＯＣ」である。
【００６８】
続いて、充放電可能容量値算出部１０４ｂが、記憶部１１０ｂから各セル２０１における使用上限ＳＯＣ１１３を取得すると、前記した式（３）から各セル２０１における充電可能容量値であるセル充電可能容量値を算出する（Ｓ２１０）。式（３）における「現ＳＯＣ」はステップＳ２０６で算出した「第２セルＳＯＣ」である。
なお、ステップＳ２０９，Ｓ２１０が図８のステップＳ２４に相当する。
【００６９】
次に、最小値検出部１０７が、セル２０１を１つ選択し（図１１のＳ２１１）、選択したセル２０１のセル放電可能容量値が最小放電可能容量値未満であるか否かを判定する（Ｓ２１２）。
なお、最初のループにおけるステップＳ２１２では、比較対象である最小放電可能容量値が設定されていないので、最小値検出部１０７は処理対象となっているセル放電可能容量値を最小放電可能容量値として記憶し、２回目のループ以降、記憶しておいた最小放電可能容量値を使用して比較処理を行う。
【００７０】
ステップＳ２１２の結果、選択したセル２０１のセル放電可能容量値が最小放電可能容量値未満である場合（Ｓ２１２→Ｙｅｓ）、最小値検出部１０７は最小放電可能容量値を処理対象となっているセル２０１のセル放電可能容量値に更新する（Ｓ２１３）。
ステップＳ２１２の結果、選択したセル２０１のセル放電可能容量値が最小放電可能容量値以上である場合（Ｓ２１２→Ｎｏ）、最小値検出部１０７はステップＳ２１３の処理をスキップして、ステップＳ２１１で選択したセル２０１のセル充電可能容量値が最小充電可能容量値未満であるか否かを判定する（Ｓ２１４）。
なお、最初のループにおけるステップＳ２１４では、比較対象である最小充電可能容量値が設定されていないので、最小値検出部１０７は処理対象となっているセル充電可能容量値を最小充電可能容量値として記憶し、２回目のループ以降、記憶しておいた最小充電可能容量値を使用して比較処理を行う。
【００７１】
ステップＳ２１４の結果、選択したセル２０１のセル充電可能容量値が最小充電可能容量値未満である場合（Ｓ２１４→Ｙｅｓ）、最小値検出部１０７は最小充電可能容量値を処理対象となっているセル２０１のセル充電可能容量値に更新する（Ｓ２１５）。
ステップＳ２１４の結果、選択したセル２０１のセル充電可能容量値が最小充電可能容量値以上である場合（Ｓ２１４→Ｎｏ）、最小値検出部１０７はステップＳ２１５の処理をスキップして、ステップＳ２１１〜Ｓ２１５の処理を行っていないセル２０１が存在するか否かを判定する（Ｓ２１６）。
【００７２】
ステップＳ２１６の結果、ステップＳ２１１〜Ｓ２１５の処理を行っていないセル２０１が存在する場合（Ｓ２１６→Ｙｅｓ）、最小値検出部１０７はステップＳ２１１へ処理を戻し、他のセル２０１を選択する。
ステップＳ２１６の結果、ステップＳ２１１〜Ｓ２１５の処理を行っていないセル２０１が存在しない場合（Ｓ２１６→Ｎｏ）、組電池ＳＯＣ算出部１０８は、前記した式（４）および式（５）から組電池２ｂのＳＯＣである組電池ＳＯＣを算出する（Ｓ２１７：図８のステップＳ２５に相当）。
【００７３】
そして、組電池制御部１０９は、算出した組電池ＳＯＣに従い、組電池ＳＯＣが小さいときは組電池２ｂの放電を中断したり、組電池ＳＯＣが大きいときは充電（モータからの回生電力の収集）を中断したりして、充放電制御を行う（Ｓ２１８：図８のステップＳ２６に相当）。
【００７４】
（第２実施形態のまとめ）
図１３を参照して、第２実施形態による組電池ＳＯＣの算出について説明する。
前記したように、図１３の状態では、実際の放電可能容量値＝実際の充電可能容量値であるのに、セルＳＯＣの平均化あるいは開放電圧の平均化によって算出された組電池ＳＯＣは、６５％となってしまい、そのため、ユーザが放電可能容量値＞充電可能容量値と誤認してしまうおそれがある。
これに対し、第２実施形態に従って組電池ＳＯＣを算出すると、組電池ＳＯＣ＝５０％と算出される。つまり、式（４）から２０＋２０＝４０が算出され、式（５）から（２０／４０）×１００＝５０％が算出される。これは、実際の放電可能容量値＝実際の充電可能容量値という実際の充放電可能状態を反映したものである。これにより、ユーザの誤認を防止し、ユーザの誤認に起因する過充電・過放電も防止できるので、セル２０１の劣化促進を防止することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１，１ａ，１ｂ  電池制御装置
２，２ａ，２ｂ  組電池
１０，１０ａ，１０ｂ  電池制御システム
１００ａ，１００ｂ  処理部
１０１  電流積算部
１０２  セルＳＯＣ算出部（充電率算出部）
１０３  セル容量値算出部（単電池容量推定部）
１０４ａ，１０４ｂ  充放電可能容量値算出部（放電可能容量値算出部、充電可能容量値算出部）
１０５  目標値検出部
１０６  均等化処理部（制御部、残容量比較部）
１０７  最小値検出部
１０８  組電池ＳＯＣ算出部（組電池充電率算出部）
１０９  組電池制御部（制御部）
１１０ａ，１１０ｂ  記憶部
１１１  セルＳＯＣ−セル電圧値対応マップ
１１２  使用下限ＳＯＣ
１１３  使用上限ＳＯＣ
２０１  セル（単電池）
２０２  セル放電回路
２０３  セル電圧センサ（電圧検出部）
２０４  温度センサ
２０５  電流センサ
【図１】
2012081696.tif 000003
【図２】
2012081696.tif 000004
【図３】
2012081696.tif 000005
【図４】
2012081696.tif 000006
【図５】
2012081696.tif 000007
【図６】
2012081696.tif 000008
【図７】
2012081696.tif 000009
【図８】
2012081696.tif 000010
【図９】
2012081696.tif 000011
【図１０】
2012081696.tif 000012
【図１１】
2012081696.tif 000013
【図１２】
2012081696.tif 000014
【図１３】
2012081696.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月10日(2012.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各単電池の電圧値を測定する電圧検出部と、
前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出する充電率算出部と、
複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出する電流積算部と、
前記電流積算値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出する単電池容量推定部と、
前記各単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出する放電可能容量値算出部と、
前記各単電池の前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御する制御部と、
を有することを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
前記電池制御装置は、
前記放電可能容量値と、予め設定してある目標残容量値と、を比較する残容量比較部
を、さらに有し、
前記制御部は、
前記放電可能容量値と、前記目標残容量値と、の比較の結果、各単電池のうち、前記放電可能容量値が前記目標残容量値より大きい前記単電池を前記放電可能容量値が前記目標残容量値に達するまで放電する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電池制御装置。
【請求項３】
前記電池制御装置は、
前記単電池の電池容量値および前記充電率から前記単電池の充電可能容量値を算出する充電可能容量値算出部と、
前記放電可能容量値および前記充電可能容量値のそれぞれの最小値に基づいて、前記組電池の充電率を算出する組電池充電率算出部と、
を、さらに有し、
前記制御部は、
前記算出された組電池の充電率に基づいて、前記組電池の充放電を行う
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電池制御装置。
【請求項４】
組電池の充放電を制御する電池制御装置の電池制御方法であって、
前記電池制御装置が、
電圧検出部において測定された各単電池の電圧値を取得し、
前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出し、
複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出し、
前記電流積算値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出し、
前記各単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出し、
前記各単電池の前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御する
ことを特徴とする電池制御方法。
【請求項５】
前記目標残容量値は、前記放電可能容量値が最も小さい単電池における放電可能容量値である
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の電池制御装置。
【請求項６】
前記放電可能容量値は、以下の式によって算出される
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電池制御装置。
単電池容量値＝単電池の初期容量値×（ΔＡｈ／ΔＳＯＣ）
・・・  （１）
放電可能容量値＝単電池容量値×（現ＳＯＣ−使用下限ＳＯＣ）
・・・  （２）
ここで、ΔＡｈは、前記電流積算値であり、ΔＳＯＣは、前記充電率の変化量であり、現ＳＯＣは、現在の前記充電率であり、使用下限ＳＯＣは、前記単電池における前記充電率の使用下限値である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
可能容量値＞充電可能容量値とユーザが誤認してしまう例だが、放電可能容量値＜充電可能容量値とユーザが誤認してしまうケースも考えられる。この場合、１つのセルが既に使用上限ＳＯＣに達しているのに、ユーザは、まだ充電可能と認識してしまい、過充電を行ってしまうおそれがある。
これらの過充電・過放電を行った結果、セルの劣化を促進してしまうおそれがある。
［００１４］
そこで、本発明の課題は、単電池（セル）の劣化促進を防止する電池制御装置および電池制御方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
［００１５］
前記課題を解決する本発明のうち請求の範囲第１項に係る発明は、電池制御装置であって、各単電池の電圧値を測定する電圧検出部と、前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出する充電率算出部と、複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出する電流積算部と、前記電流積算値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出する単電池容量推定部と、前記各単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出する放電可能容量値算出部と、前記各単電池の前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
［００１６］
請求の範囲第１項に係る発明によれば、各単電池の放電可能容量値（単位：Ａｈ）に基づいて充放電制御することにより、各々の単電池の残容量値（単位：Ａｈ）が明確となる。これにより、劣化による単電池の電池容量値のバラツキに起因する過充電や、過放電を防止することができる。従って、単電池の劣化促進を防止することができる。
［００１７］
また、請求の範囲第２項に係る発明は、請求の範囲第１項に係る電池制御装置であって、前記電池制御装置は、前記放電可能容量値と、予め設定してある目標残容量値と、を比較する残容量比較部を、さらに有し、前記制御部は、前記放電可能容量値と、前記目標残容量値と、の比較の結果、各単電池のうち、前記放電可能容量値が前記目標残容量値より大きい前記単電池を前記放電可能容量値が前記目標残容量値に達するまで放
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
電することを特徴とする。
［００１８］
請求の範囲第２項に係る発明によれば、各単電池の放電可能容量値（単位：Ａｈ）に基づいて残容量値の均等化（以下、単に均等化と称する）を行うことにより、均等化された状態から充電・放電を行っても単電池の劣化に起因する再度の均等化を行うことを防止することができる。つまり、不要な均等化を防止することができ、均等化に伴う充電・放電を減少させることができるため、単電池の劣化促進を防止することができる。
［００１９］
そして、請求の範囲第３項に係る発明は、請求の範囲第１項に係る電池制御装置であって、前記電池制御装置は、前記単電池の電池容量値および前記充電率から前記単電池の充電可能容量値を算出する充電可能容量値算出部と、前記放電可能容量値および前記充電可能容量値のそれぞれの最小値に基づいて、前記組電池の充電率を算出する組電池充電率算出部と、を、さらに有し、前記制御部は、前記算出された組電池の充電率に基づいて、前記組電池の充放電を行うことを特徴とする。
［００２０］
請求の範囲第３項に係る発明によれば、充電可能容量値（単位：Ａｈ）、放電可能容量値（単位：Ａｈ）の各最小値に基づいて組電池の充電率を算出することにより、単電池の劣化や、残容量値のばらつきに影響されない組電池の充電率を算出することができる。これにより、実際の充電可能容量値や、放電可能容量値に即した組電池の充電率を算出できるので、ユーザの誤認に基づく過充電・過放電を防止することができ、単電池の劣化促進を防止することができる。
［００２１］
請求の範囲第４項に係る発明は、組電池の充放電を制御する電池制御装置の電池制御方法であって、前記電池制御装置が、電圧検出部において測定された各単電池の電圧値を取得し、前記測定された電圧値に基づいて、前記各単電池の充電率を算出し、複数の前記単電池により構成される組電池の電流値を積算することによって電流積算値を算出し、前記積算積算値および前記各単電池の充電率に基づいて、前記各単電池の電池容量値を算出し、前各記単電池の電池容量値および前記充電率から当該単電池の放電可能容量値を算出し
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
、前記各単電池の前記放電可能容量値に基づいて、前記組電池の充放電を制御することを特徴とする。
［００２２］
請求の範囲第４項に係る発明によれば、放電可能容量値（単位：Ａｈ）に基づいて充放電制御することにより、各々の単電池の残容量値（単位：Ａｈ）が明確となる。これにより、劣化による単電池容量値のバラツキに起因する過充電や、過放電を防止することができる。従って、単電池の劣化促進を防止することができる。
請求の範囲第５項に係る発明は、請求の範囲第２項に係る電池制御装置であって、前記目標残容量値は、前記放電可能容量値が最も小さい単電池における放電可能容量値であることを特徴とする。
請求の範囲第５項に係る発明によれば、目標残容量値を、放電可能容量値が最も小さい単電池の放電可能容量値とすることで、充電・放電を組み合わせて行うような複雑な充放電制御を行う必要がなくなる。
請求の範囲第６項に係る発明は、請求の範囲第１項に係る電池制御装置であって、前記放電可能容量値は、以下の式によって算出されることを特徴とする。
単電池容量値＝単電池の初期容量値×（ΔＡｈ／ΔＳＯＣ）
・・・  （１）
放電可能容量値＝単電池容量値×（現ＳＯＣ−使用下限ＳＯＣ）
・・・  （２）
ここで、ΔＡｈは、前記電流積算値であり、ΔＳＯＣは、前記充電率の変化量であり、現ＳＯＣは、現在の前記充電率であり、使用下限ＳＯＣは、前記単電池における前記充電率の使用下限値である。
請求の範囲第６項に係る発明によれば、単電池の劣化度を示す式（１）に初期容量値を乗算した後、式（２）でＳＯＣ（充電率）を乗算している。これにより、本願の請求項６の発明に係る発明では、セルの実容量（放電可能容量値：単位Ａｈ）を使用して組電池の充放電制御を行うことができる。
発明の効果
［００２３］
本発明によれば、単電池（セル）の劣化促進を防止する電池制御装置および電池制御方法を提供することができる。
図面の簡単な説明
［００２４］
［図１］第１実施形態および第２実施形態に共通の処理の概要を示す流れ図である。
［図２］第１実施形態における処理の概要を示す流れ図である。
［図３］第１実施形態に係る電池制御システムの構成例を示す図である。
［図４］第１実施形態に係る均等化処理の手順を示すフローチャートである（その１）。
［図５］第１実施形態に係る均等化処理の手順を示すフローチャートである（その２）。
［図６］第１実施形態に係る均等化処理の模式図である。
［図７］第１実施形態に係る均等化処理を行った結果を示す図である。
［図８］第２実施形態における処理の概要を示す流れ図である。
［図９］第２実施形態に係る電池制御システムの構成例を示す図である。
［図１０］第２実施形態に係る組電池制御処理の手順を示すフローチャートである（その１）。
［図１１］第２実施形態に係る組電池制御処理の手順を示すフローチャートである（その２）。
［図１２］従来のＳＯＣの均等化を行った後の充放電の結果を示す模式図である
【国際調査報告】
2012081696.tif 000016
2012081696.tif 000017