(57)【要約】【課題】精度の高い残エネルギー容量を推定することができる電池パックを提供する。【解決手段】直列に接続された充放電可能な複数の電池セル１ａ〜１ｘを備えた電池パックにおいて、複数の電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部２と、複数の電池セルと正極端子または負極端子との間に流れる充放電電流を検出する電流検出部３と、複数の電池セルの温度を検出する温度検出部４と、セル電圧検出部で検出された電圧、電流検出部で検出された充放電電流および温度検出部で検出された温度に基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定部５を備える。【選択図】図１
2010002374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された充放電可能な複数の電池セルを備えた電池パックにおいて、
前記複数の電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部と、
前記複数の電池セルと正極端子または負極端子との間に流れる充放電電流を検出する電流検出部と、
前記複数の電池セルの温度を検出する温度検出部と、
前記セル電圧検出部で検出された電圧、前記電流検出部で検出された充放電電流および前記温度検出部で検出された温度に基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定部と、
を備えたことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
電池パック全体容量の補正を行う電池容量補正部を備え、
前記残エネルギー容量推定部は、
前記電流検出部において検出された充放電電流が流れているかどうかを判定する電流判定部と、
前記電流検出部において検出された充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続しているかどうかを判定する継続時間判定部と、
前記複数の電池セルの最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）以上であるか否かを判定する電圧判定部と、
電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関を格納したデータベースと、
前記電流判定部により充放電電流が流れていないと判定され、かつ前記継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していることが判定され、かつ前記電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上であることが判定された場合に、前記データベースに格納されている電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関に基づき該最小セル電圧における残エネルギー容量のパーセンテージを算出するパーセンテージ算出部と、
前記パーセンテージ算出部で算出された残エネルギー容量のパーセンテージと、前記電池容量補正部において補正された電池パック全体容量とに基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定演算部と、
前記電流判定部により充放電電流が流れていると判定され、または、前記継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していないことが判定され、または、前記電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上でないことが判定された場合に、前記電流検出部において検出された充放電電流を積算する残エネルギー容量積算部と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記複数の電池セルは、複数の電池モジュールに分割され、
前記温度検出部は、前記複数の電池モジュールの各々に設けられ、
前記残エネルギー容量推定部は、
前記電流検出部において検出された充放電電流が流れているかどうかを判定する電流判定部と、
前記電流検出部において検出された充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続しているかどうかを判定する継続時間判定部と、
前記複数の電池セルの最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）以上であるか否かを判定する電圧判定部と、
電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージと温度との相関を格納したデータベースと、
前記電流判定部により充放電電流が流れていないと判定され、かつ前記継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していることが判定され、かつ前記電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上であることが判定された場合に、前記温度検出部によって検出された温度のうちの最小セル電圧が検出された電池モジュールの温度に対応する前記データベースに格納されている電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関に基づき該最小セル電圧における残エネルギー容量のパーセンテージを算出するパーセンテージ算出部と、
前記パーセンテージ算出部で算出された残エネルギー容量のパーセンテージと、前記電池容量補正部において補正された電池パック全体容量とに基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定演算部と、
前記電流判定部により充放電電流が流れていると判定され、または、前記継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していないことが判定され、または、前記電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上でないことが判定された場合に、前記電流検出部において検出された充放電電流を積算する残エネルギー容量積算部と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項４】
充放電可能な複数の電池セルが直列に接続されて成る電池アームがｗ個（ｗは２以上の整数）並列に接続された電池パックにおいて、
前記ｗ個の電池アームに含まれる複数の電池セルの電圧を検出するｗ個のセル電圧検出部と、
前記ｗ個の電池アームに含まれる複数の電池セルと正極端子または負極端子との間に流れる充放電電流を検出するｗ個の電流検出部と、
前記ｗ個の電池アームに含まれる複数の電池セルを複数の電池モジュールに分割して電池モジュール毎に温度を検出する温度検出部と、
前記セル電圧検出部で検出された電圧、前記電流検出部で検出された充放電電流および前記温度検出部で検出された温度に基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定部と、
電池パック全体容量の補正を行う電池容量補正部を備え、
前記残エネルギー容量推定部は、
前記電流検出部において検出された充放電電流が流れているかどうかを判定する電流判定部と、
前記電流検出部において検出された充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続しているかどうかを判定する継続時間判定部と、
前記複数の電池セルの最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）以上であるか否かを判定する電圧判定部と、
電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージと温度との相関を格納したデータベースと、
前記電流判定部により充放電電流が流れていないと判定され、かつ前記継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していることが判定され、かつ前記電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上であることが判定された場合に、前記温度検出部によって検出された温度のうちの最小セル電圧が検出された電池モジュールの温度に対応する前記データベースに格納されている電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関に基づき該最小セル電圧における残エネルギー容量のパーセンテージを算出するパーセンテージ算出部と、
前記パーセンテージ算出部で算出された残エネルギー容量のパーセンテージと、前記電池容量補正部において補正された電池パック全体容量とに基づき、電池アーム毎に残エネルギー容量を推定して積算する残エネルギー容量推定演算部と、
前記電流判定部により充放電電流が流れていると判定され、または、前記継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していないことが判定され、または、前記電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上でないことが判定された場合に、前記電流検出部において検出された充放電電流を積算する残エネルギー容量積算部と、
を備えたことを特徴とする電池パック。
【請求項５】
前記データベースは、１つの温度のみにおける残エネルギー容量のパーセンテージおよびセル電圧と、温度−セル電圧係数と残エネルギー容量のパーセンテージの相関を示す一次関数の係数とを構成要素とすることを特徴とする請求項３または請求項４記載の電池パック。
【請求項６】
前記電池容量補正部は、
充電終了および放電終了を検出する充電終了／放電終了検出部と、
前記充電終了／放電終了検出部で充電終了が検出された時点における残エネルギー容量から既知である電池容量を減算して差分を算出する充電終了エネルギー差算出部と、
前記充電終了／放電終了検出部で放電終了が検出された時点における残エネルギー容量を容量ゼロから減算して差分を算出する放電終了エネルギー差算出部とを備え、
充電終了がＮ回（Ｎは正の整数）検出された時点で、Ｎ回分の充電終了エネルギー差の平均を算出し、または、放電終了がＮ回検出された時点で、Ｎ回分の放電終了エネルギー差の平均値を算出し、既知である電池容量に対して充電終了エネルギー差の平均値、または、放電終了エネルギー差の平均値を加算して電池容量を補正することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項７】
前記充電終了／放電終了検出部は、
前記温度検出部によって検出されたすべての電池モジュールの温度が１０°Ｃ以上３０°Ｃ以下であり、前記電流検出部で検出された充電電流の絶対値が設定値Ｉｃ以下であり、前記電流検出部で検出された充電電流の絶対値が所定値以下である状態を所定時間Ｔｃ以上継続し、かつ、セル電圧の最大値が所定電圧Ｖｃ以上になった時点を充電終了として検出し、
前記温度検出部によって検出されたすべての電池モジュールの温度が設定範囲１０°Ｃ以上３０°Ｃ以下であり、前記電流検出部で検出された放電電流の絶対値が設定値Ｉｄ以下であり、前記電流検出部で検出された放電電流の絶対値が所定値以下である状態を所定時間Ｔｄ以上継続し、かつ、セル電圧の最小値が所定電圧Ｖｄ以下になった時点を放電終了として検出することを特徴とする請求項６記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電可能な二次電池セル（以下、単に「電池セル」という）を備えた電池パックに関し、特に電池パックの残エネルギー容量を推定する技術に関する。さらに具体的には、電池セルの特性として、充放電電流が流れていないときの開路電圧と電池入出力可能エネルギー容量とに１対１の相関があり、かつ、電池入出力可能エネルギー容量Ｅ１％（開路電圧Ｖ１）からＥ２％（開路電圧Ｖ２）までの間の電圧差が殆どない電池パックの電池入出力可能エネルギー容量を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、充電可能な電池セルを直列または直並列に接続して構成された電池パックの残エネルギー容量を算出する技術が知られている。例えば、特許文献１は、所定電圧における実際のバッテリ残量をもとにバッテリ残量計算値を修正、または所定電圧のバッテリ残量計算値からバッテリ容量を補正し、実際のバッテリ残量とバッテリ残量計算値との差をより小さくし、正確なバッテリ残量計算値を求めるバッテリ残量検出・補正方式を開示している。
【０００３】
この技術では、図２１に示すように、バッテリからの消費電流を累積する消費電流計算部１０３と、バッテリの複数の所定電圧における実際のバッテリ残量により、消費電流計算部によって累積した値から求めた当該所定電圧におけるバッテリ残量計算値を修正するバッテリ残量修正部１０４４とを備え、このバッテリ残量修正部によって複数の所定電圧で修正したバッテリ残量計算値から、消費電流計算部によって計算した消費電流の累積値を減算したバッテリ残量計算値を表示する。
【０００４】
また、特許文献２は、ナトリウム−硫黄電池の単電池を１個以上直列に接続した直列単位を、複数並列接続して直並列単位とし、これをさらに複数直列接続してなるナトリウム−硫黄電池の組電池の残量を推定するナトリウム−硫黄電池の残容量推定方法を開示している。このナトリウム−硫黄電池の残容量推定方法では、直並列単位毎に充放電停止直後の電圧変化から起電力および放電深度を推定し、この放電深度の直並列単位間相互の差異から直並列単位内の健全なる直並列単位の数を得て、放電深度を始点として、組電池の通電量に健全直並列単位による補正を加えて各々の直並列単位毎の放電深度を算出して、このうち、最大の放電深度より組電池の残容量を算定する。
【特許文献１】特開平５−８７８９６号公報
【特許文献２】特開平３−１５８７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示された技術は、電池電圧を用いてバッテリ残量計算値を修正するものであり、残エネルギー容量そのものを推定することはできない。また、あらかじめ決めた状態（充電終了や低電圧状態など）でのみ電圧を計測してバッテリ残量計算値を補正する。
【０００６】
また、上述した特許文献２に開示された技術は、電池セルが直並列に接続された構成を有するが、放電直後の電圧から起電力（開路電圧に相当）を推定し、その後、放電深度を推定する。また、直列構成のアーム毎に電流積算計算を行い、直並列単位毎の放電深度を算出して、最大深度を電池パックの放電深度とみなしている。
【０００７】
本発明の課題は、より精度の高い残エネルギー容量を推定することができる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、第１の発明は、直列に接続された充放電可能な複数の電池セルを備えた電池パックにおいて、複数の電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部と、複数の電池セルと正極端子または負極端子との間に流れる充放電電流を検出する電流検出部と、複数の電池セルの温度を検出する温度検出部と、セル電圧検出部で検出された電圧、電流検出部で検出された充放電電流および温度検出部で検出された温度に基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、電池パック全体容量の補正を行う電池容量補正部を備え、残エネルギー容量推定部は、電流検出部において検出された充放電電流が流れているかどうかを判定する電流判定部と、電流検出部において検出された充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続しているかどうかを判定する継続時間判定部と、複数の電池セルの最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）以上であるか否かを判定する電圧判定部と、電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関を格納したデータベースと、電流判定部により充放電電流が流れていないと判定され、かつ継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していることが判定され、かつ電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上であることが判定された場合に、データベースに格納されている電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関に基づき該最小セル電圧における残エネルギー容量のパーセンテージを算出するパーセンテージ算出部と、パーセンテージ算出部で算出された残エネルギー容量のパーセンテージと、電池容量補正部において補正された電池パック全体容量とに基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定演算部と、電流判定部により充放電電流が流れていると判定され、または、継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していないことが判定され、または、電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上でないことが判定された場合に、電流検出部において検出された充放電電流を積算する残エネルギー容量積算部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１の発明において、複数の電池セルは、複数の電池モジュールに分割され、温度検出部は、複数の電池モジュールの各々に設けられ、残エネルギー容量推定部は、電流検出部において検出された充放電電流が流れているかどうかを判定する電流判定部と、電流検出部において検出された充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続しているかどうかを判定する継続時間判定部と、複数の電池セルの最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）以上であるか否かを判定する電圧判定部と、電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージと温度との相関を格納したデータベースと、電流判定部により充放電電流が流れていないと判定され、かつ継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していることが判定され、かつ電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上であることが判定された場合に、温度検出部によって検出された温度のうちの最小セル電圧が検出された電池モジュールの温度に対応するデータベースに格納されている電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関に基づき該最小セル電圧における残エネルギー容量のパーセンテージを算出するパーセンテージ算出部と、パーセンテージ算出部で算出された残エネルギー容量のパーセンテージと、電池容量補正部において補正された電池パック全体容量とに基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定演算部と、電流判定部により充放電電流が流れていると判定され、または、継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していないことが判定され、または、電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上でないことが判定された場合に、電流検出部において検出された充放電電流を積算する残エネルギー容量積算部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、充放電可能な複数の電池セルが直列に接続されて成る電池アームがｗ個（ｗは２以上の整数）並列に接続さた電池パックにおいて、ｗ個の電池アームに含まれる複数の電池セルの電圧を検出するｗ個のセル電圧検出部と、ｗ個の電池アームに含まれる複数の電池セルと正極端子または負極端子との間に流れる充放電電流を検出するｗ個の電流検出部と、ｗ個の電池アームに含まれる複数の電池セルを複数の電池モジュールに分割して電池モジュール毎に温度を検出する温度検出部と、セル電圧検出部で検出された電圧、電流検出部で検出された充放電電流および温度検出部で検出された温度に基づき残エネルギー容量を推定する残エネルギー容量推定部と、電池パック全体容量の補正を行う電池容量補正部を備え、残エネルギー容量推定部は、電流検出部において検出された充放電電流が流れているかどうかを判定する電流判定部と、電流検出部において検出された充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続しているかどうかを判定する継続時間判定部と、複数の電池セルの最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）以上であるか否かを判定する電圧判定部と、電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージと温度との相関を格納したデータベースと、電流判定部により充放電電流が流れていないと判定され、かつ継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していることが判定され、かつ電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上であることが判定された場合に、温度検出部によって検出された温度のうちの最小セル電圧が検出された電池モジュールの温度に対応するデータベースに格納されている電池セルの電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関に基づき該最小セル電圧における残エネルギー容量のパーセンテージを算出するパーセンテージ算出部と、パーセンテージ算出部で算出された残エネルギー容量のパーセンテージと、電池容量補正部において補正された電池パック全体容量とに基づき、電池アーム毎に残エネルギー容量を推定して積算する残エネルギー容量推定演算部と、電流判定部により充放電電流が流れていると判定され、または、継続時間判定部により充放電電流が流れていない状態が所定時間以上継続していないことが判定され、または、電圧判定部により最小セル電圧が所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上でないことが判定された場合に、電流検出部において検出された充放電電流を積算する残エネルギー容量積算部を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第３または第４の発明において、データベースは、１つの温度のみにおける残エネルギー容量のパーセンテージおよびセル電圧と、温度−セル電圧係数と残エネルギー容量のパーセンテージの相関を示す一次関数の係数とを構成要素とすることを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第２〜第５のいずれか１項記載の発明において、電池容量補正部は、充電終了および放電終了を検出する充電終了／放電終了検出部と、充電終了／放電終了検出部で充電終了が検出された時点における残エネルギー容量から既知である電池容量を減算して差分を算出する充電終了エネルギー差算出部と、充電終了／放電終了検出部で放電終了が検出された時点における残エネルギー容量を容量ゼロから減算して差分を算出する放電終了エネルギー差算出部とを備え、充電終了がＮ回（Ｎは正の整数）検出された時点で、Ｎ回分の充電終了エネルギー差の平均を算出し、または、放電終了がＮ回検出された時点で、Ｎ回分の放電終了エネルギー差の平均値を算出し、既知である電池容量に対して充電終了エネルギー差の平均値、または、放電終了エネルギー差の平均値を加算して電池容量を補正することを特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は、第６の発明において、充電終了／放電終了検出部は、温度検出部によって検出されたすべての電池モジュールの温度が１０°Ｃ以上３０°Ｃ以下であり、電流検出部で検出された充電電流の絶対値が設定値Ｉｃ以下であり、電流検出部で検出された充電電流の絶対値が所定値以下である状態を所定時間Ｔｃ以上継続し、つ、セル電圧の最大値が所定電圧Ｖｃ以上になった時点を充電終了として検出し、温度検出部によって検出されたすべての電池モジュールの温度が設定範囲１０°Ｃ以上３０°Ｃ以下であり、電流検出部で検出された放電電流の絶対値が設定値Ｉｄ以下であり、電流検出部で検出された放電電流の絶対値が所定値以下である状態を所定時間Ｔｄ以上継続し、つ、セル電圧の最小値が所定電圧Ｖｄ以下になった時点を放電終了として検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、より精度の高い残エネルギー容量を推定することができる電池パックを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係る電池パックの構成を示すブロック図である。この電池バックは、正極端子Ａと負極端子Ｂとの間に直列に接続された充電可能な複数の電池セル１ａ〜１ｘ（以下、「電池アーム」と称する場合もある）、セル電圧検出部２、電圧検出部３、電流センサ３ａ、増幅器３ｂ、温度検出部４、温度センサ４ａ、残エネルギー容量推定部５を備えている。
【００１８】
セル電圧検出部２は、複数の電池セル１ａ〜１ｘのすべての電圧を検出し、電圧値として残エネルギー容量推定部５に送る。
【００１９】
電流センサ３ａは、電池セル１ｘの負極側と負極端子Ｂとの間に設けられており、複数の電池セル１ａ〜１ｘに流れる充放電電流を電圧に変換し、電圧信号として増幅器３ｂに送る。増幅器３ｂは、電流センサ３ａから送られてくる電圧信号を増幅して電流検出部３に送る。電流検出部３は、増幅器３ｂから送られてくる電圧信号に基づき、複数の電池セル１ａ〜１ｘに流れる充放電電流を検出し、電流値として残エネルギー容量推定部５に送る。
【００２０】
なお、図１に示したブロック図では、電流センサ３ａは、電池セル１ｘの負極側と負極端子Ｂとの間に設けているが、電池セル１ａの正極側と正極端子Ａとの間に設けるように構成することもできる。
【００２１】
温度センサ４ａは、複数の電池セル１ａ〜１ｘの温度を測定し、温度信号として温度検出部４に送る。温度検出部４は、温度センサ４ａから送られてくる温度信号に基づき温度を検出し、温度値として残エネルギー容量推定部５に送る。
【００２２】
残エネルギー容量推定部５は、セル電圧検出部２から送られてくる電圧値、電流検出部３から送られてくる電流値および温度検出部４から送られてくる温度値に基づき、充放電電流が流れていないときに開路電圧を用いて電池パックの残エネルギー容量を推定する。この残エネルギー容量推定部５における推定結果は、推定残エネルギー容量として外部に送られる。この残エネルギー容量推定部５の詳細は、後述する実施例２において説明する。
【００２３】
以上説明した本発明の実施例１に係る電池パックによれば、温度を考慮して残エネルギー容量を推定するように構成したので、より精度の高い残エネルギー容量を推定することができる。
【００２４】
なお、上述した実施例１では、複数の電池セル１ａ〜１ｘを直列に接続して構成された電池アームを１つだけ備えた電池パックについて説明したが、複数の電池アームを並列に接続して電池パックを構成するように変形できる。図２は、実施例１の変形例に係る電池パックの構成を示すブロック図である。
【００２５】
この電池パックは、上述した実施例１に係る電池パックを構成する複数の電池セル１ａ〜１ｘ、セル電圧検出部２、電流センサ３ａおよび増幅器３ｂのセットをｗ個（ｗは２以上の整数）並列に接続して構成されている。
【００２６】
具体的には、複数のセル電圧検出部２−１〜２−ｗは、複数の電池セル１ａ−１〜１ｘ−１〜複数の電池セル１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗのすべての電圧をそれぞれ検出し、電圧値として残エネルギー容量推定部５に送る。
【００２７】
電流センサ３ａ−１〜３ａ−ｗは、電池セル１ｘ−１〜１ｘ−ｗの負極側と負極端子Ｂとの間にそれぞれ設けられており、複数の電池セル１ａ〜１ｘ〜複数の電池セル１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗにそれぞれ流れる充放電電流を電圧に変換し、電圧信号として増幅器３ｂ−１〜３ｂ−ｗにそれぞれ送る。増幅器３ｂ−１〜３ｂ−ｗは、電流センサ３ａ−１〜３ａ−ｗから送られてくる電圧信号をそれぞれ増幅して電流検出部３に送る。電流検出部３は、増幅器３ｂ−１〜３ｂ−ｗから送られてくる電圧信号に基づき、複数の電池セル１ａ〜１ｘ〜複数の電池セル１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗに流れる充放電電流をそれぞれ検出し、電流値として残エネルギー容量推定部５に送る。
【００２８】
なお、図２に示したブロック図では、電流センサ３ａ−１〜３ａ−ｗは、電池セル１ｘ−１〜１ｘ−ｗの負極側と負極端子Ｂとの間にそれぞれ設けているが、電池セル１ａ−１〜１ａ−ｗの正極側と正極端子Ａの間にそれぞれ設けるように構成することもできる。
【００２９】
温度センサ４ａ−１〜４ａ−ｗは、複数の電池セル１ａ−１〜１ｘ−１〜複数の電池セル１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗの温度をそれぞれ測定し、温度信号として温度検出部４に送る。温度検出部４は、温度センサ４ａ−１〜４ａ−ｗから送られてくる温度信号に基づき温度をそれぞれ検出し、温度値として残エネルギー容量推定部５に送る。
【００３０】
残エネルギー容量推定部５は、セル電圧検出部２−１〜２−ｗから送られてくる複数の電圧値、電流検出部３から送られてくる複数の電流値および温度検出部４から送られてくる複数の温度値に基づき、充放電電流が流れていないときに開路電圧を用いて電池パックの残エネルギー容量を推定する。この残エネルギー容量推定部５における推定結果は、推定残エネルギー容量として外部に送られる。この残エネルギー容量推定部５の詳細は、後述する実施例４において説明する。
【実施例２】
【００３１】
図３は、本発明の実施例２に係る電池パックの構成を示すブロック図である。この電池パックは、実施例１に係る電池パックに、電池容量補正部６が追加されて構成されている。この電池容量補正部６には、セル電圧検出部２からの電圧値、電流検出部３からの電流値、温度検出部４からの温度値および残エネルギー容量推定部５からの推定残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）が入力される。
【００３２】
電池容量補正部６は、セル電圧検出部２から送られてくる電圧値、電圧検出部３から送られてくる電圧値、温度検出部４から送られてくる温度値および残エネルギー容量推定部５から送られてくる推定残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）に基づき、電池容量を補正し、補正電池容量を残エネルギー容量推定部５に送る。
【００３３】
残エネルギー容量推定部５は、セル電圧検出部２から送られてくる電圧値、電圧検出部３から送られてくる電圧値、温度検出部４から送られてくる温度値および電池容量補正部６から送られてくる補正電池容量に基づき、充放電電流が流れていないときに開路電圧を用いて電池パックの残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）を推定する。
【００３４】
次に、残エネルギー容量推定部５の詳細を説明する。図４は、残エネルギー容量推定部５の詳細な構成を、フローチャート形式で示した機能ブロック図である。この残エネルギー容量推定部５は、電流判定部５１、継続時間判定部５２、電圧判定部５３、パーセンテージ算出部５４、残エネルギー容量推定演算部５５および残エネルギー容量積算部５６から構成されている。
【００３５】
電流判定部５１は、充放電電流が流れているかどうかを判定する。具体的には、電流判定部５１は、電流検出部３から送られてくる電流値によって示される検出電流の絶対値が所定の設定値より大きいかどうかを調べ、大きいことを判定した場合は、電流値を残エネルギー容量積算部５６に送り、大きくないことを判定した場合は、その旨を継続時間判定部５２に通知する。
【００３６】
継続時間判定部５２は、電流判定部５１から、検出電流の絶対値が所定の設定値より大きくない旨の通知を受けた場合は、充放電電流が流れていない状態が継続している時間を計測し、この計測した時間が所定の設定値より小さい場合は、電流値を残エネルギー容量積算部５６に送り、所定の設定値以上である場合は、その旨を電圧判定部５３に通知する。
【００３７】
電圧判定部５３は、継続時間判定部５２から充放電電流が流れていない状態が継続している時間が設定値以上である旨の通知を受けた場合は、複数の電池セル１ａ〜１ｘの最小電圧（以下、「最小セル電圧Ｖｍｉｎ」という）が、図５に示すように、所定の設定電圧Ｖ２以上または設定電圧Ｖ１（Ｖ１＜Ｖ２）以下であるかどうかを調べ、設定電圧Ｖ２以上または設定電圧Ｖ１以下でない、換言すれば、設定電圧Ｖ２より小さく、かつ設定電圧Ｖ１より大きい場合は、電流値を残エネルギー容量積算部５６に送る。一方、最小セル電圧が設定電圧Ｖ２以上または設定電圧Ｖ１以下である場合は、その旨をパーセンテージ算出部５４に通知する。
【００３８】
パーセンテージ算出部５４は、電圧判定部５３から、最小セル電圧Ｖｍｉｎが設定電圧Ｖ２以上または設定電圧Ｖ１以下である旨の通知を受けた場合は、開路電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関を格納したデータベース（図示しない）を参照して、最小セル電圧Ｖｍｉｎにおける残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐを算出する。この場合、例えば図６に示すように、データベースの２点の値を用いて直線近似を行うことにより、最小セル電圧Ｖｍｉｎにおける残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐを得る。このパーセンテージ算出部５４で算出された残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐは、残エネルギー容量推定演算部５５に送られる。
【００３９】
残エネルギー容量推定演算部５５は、パーセンテージ算出部５４から送られてくる残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐと、電池容量補正部６から補正電池容量Ｂｅとして送られてくる電池パック全体容量Ｂｅとから、残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）を推定する。残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）は、次式によって求められる。
【００４０】
ＳＯＣ（Ｋ）＝ＳＯＣ＿Ｐ＊Ｂｅ」…（１）
この残エネルギー容量推定演算部５５によって求められた残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）は、電池容量補正部６および外部に送られる。
【００４１】
残エネルギー容量積算部５６は、電流判定部５１において検出電流の絶対値が所定の設定値より大きいと判定された場合の電流値、継続時間判定部５２において充放電電流が流れていない状態が継続している時間が所定の設定値より小さいと判定された場合の電流値、および、電圧判定部５３において最小セル電圧Ｖｍｉｎが所定の設定電圧Ｖ２以上または設定電圧Ｖ１以下であると判定された場合の電流値を積算し、残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）を求める。残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）は、次式によって求められる。
【００４２】
「ＳＯＣ（Ｋ）＝ＳＯＣ（Ｋ−１）＋ｉ＊Δｔ…（２）
ここで、ｉは電流検出部３で検出された電流値、Δｔは残エネルギー容量推定部５の動作周期である。この残エネルギー容量積算部５６によって求められた残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）は、電池容量補正部６および外部に送られる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施例２に係る電池パックによれば、残エネルギー容量の変化に対して開路電圧の変化が小さいという特性を有する電池セルにおいては、開路電圧を使用して、所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上の電圧範囲で残エネルギー容量を求めることにより、精度のよい残エネルギー容量の推定が可能となる。
【００４４】
なお、上述した実施例２に係る電池パックは、図２に示した実施例１の変形例と同様に、複数の電池アームを並列に接続して電池パックを構成するように変形できる。
【実施例３】
【００４５】
図７は、本発明の実施例３に係る電池パックの構成を示すブロック図である。この電池パックは、実施例２に係る電池パックの複数の電池セル１ａ〜１ｘが、複数の電池モジュール６ａ〜６ｙに分割され、各電池モジュール６ａ〜６ｙに温度センサ４ａ〜４ｙが設けられている。温度センサ４ａ〜４ｙの各々は、実施例２に係る電池パックで使用される温度センサ４ａと同じである。すべての温度センサ４ａ〜４ｙからの温度信号は、温度検出部４に送られる。
【００４６】
また、実施例２に係る電池パックの残エネルギー容量推定部５が、残エネルギー容量推定部５ｂに置き換えられて構成されている。
【００４７】
図８は、残エネルギー容量推定部５ｂの詳細な構成を、フローチャート形式で示す機能ブロック図である。この残エネルギー容量推定部５ｂは、図４に示した実施例２に係る電池パックの残エネルギー容量推定部５の中のパーセンテージ算出部５４が、パーセンテージ算出部５４ｂに変更されて構成されている。
【００４８】
パーセンテージ算出部５４ｂは、電圧判定部５３から、最小セル電圧Ｖｍｉｎが所定の設定電圧Ｖ２以上または設定電圧Ｖ１以下である旨の通知を受けた場合は、複数の温度における開路電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関を記憶したデータベース（図示しない）のうち、最小セル電圧Ｖｍｉｎが検出された電池モジュールから送られてくる温度信号によって示される温度値ＴｅｍｐＶｍｉｎに対応するデータベースを参照して、最小セル電圧Ｖｍｉｎの残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐを算出する。この場合、例えば図６を参照して説明したように、データベースの２点の値を用いて直線近似を行うことにより、最小セル電圧Ｖｍｉｎにおける残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐを得る。このパーセンテージ算出部５４で算出された残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐは、残エネルギー容量推定演算部５５に送られる。
【００４９】
以上説明したように、本発明の実施例３に係る電池パックによれば、残エネルギー容量の変化に対して開路電圧の変化が小さいという特性を有する電池セルにおいては、開路電圧を使用して、所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上の電圧範囲で残エネルギー容量を求めるので、精度のよい残エネルギー容量の推定が可能となる。
【００５０】
なお、上述した実施例３に係る電池パックは、図２に示した実施例１の変形例と同様に、複数の電池アームを並列に接続して電池パックを構成するように変形できる。
【実施例４】
【００５１】
図９は、本発明の実施例４に係る電池パックの構成を示すブロック図である。この電池パックは、上述した実施例３に係る電池パックを構成する複数の電池セル１ａ〜１ｘから成る電池アームおよびセル電圧検出部２、電流センサ３ａおよび増幅器３ｂのセットをｗ個（ｗは２以上の整数）並列に接続して構成されている。また、実施例３に係る電池パックの残エネルギー容量推定部５ｂが、残エネルギー容量推定部５ｃに置き換えられて構成されている。
【００５２】
具体的には、複数のセル電圧検出部２−１〜２−ｗは、複数の電池モジュール６ａ−１〜６ｙ−１〜複数の電池モジュール６ａ−ｗ〜６ｙ−ｗに分割された複数の電池セル１ａ−１〜１ｘ−１〜複数の電池セル１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗのすべての電圧をそれぞれ検出し、電圧値として残エネルギー容量推定部５ｃに送る。
【００５３】
電流センサ３ａ−１〜３ａ−ｗは、電池セル１ｘ−１〜１ｘ−ｗの負極側と負極端子Ｂとの間にそれぞれ設けられており、複数の電池セル１ａ〜１ｘ〜複数の電池セル１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗにそれぞれ流れる充放電電流を電圧に変換し、電圧信号として増幅器３ｂ−１〜３ｂ−ｗにそれぞれ送る。増幅器３ｂ−１〜３ｂ−ｗは、電流センサ３ａ−１〜３ａ−ｗから送られてくる電圧信号をそれぞれ増幅して電流検出部３に送る。電流検出部３は、増幅器３ｂ−１〜３ｂ−ｗから送られてくる電圧信号に基づき、複数の電池セル１ａ〜１ｘ〜複数の電池セル１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗに流れる充放電電流をそれぞれ検出し、電流値として残エネルギー容量推定部５ｃに送る。
【００５４】
なお、図２に示したブロック図では、電流センサ３ａ−１〜３ａ−ｗは、電池セル１ｘ−１〜１ｘ−ｗの負極側と負極端子Ｂとの間にそれぞれ設けているが、電池セル１ａ−１〜１ａ−ｗの正極側と正極端子Ａの間にそれぞれ設けるように構成することもできる。
【００５５】
複数の電池モジュール６ａ−１〜６ｙ−１〜複数の電池モジュール６ａ−ｗ〜６ｙ−ｗに設けられた複数の温度センサ４ａ−１〜４ｙ−１〜複数の温度センサ４ａ−ｗ〜４ｙ−ｗは、各電池モジュールの温度をそれぞれ測定し、温度信号として温度検出部４に送る。温度検出部４は、複数の温度センサ４ａ−１〜４ｙ−１〜複数の温度センサ４ａ−ｗ〜４ｙ−ｗから送られてくる温度信号に基づき温度をそれぞれ検出し、温度値として残エネルギー容量推定部５ｃに送る。
【００５６】
残エネルギー容量推定部５ｃは、セル電圧検出部２−１〜２−ｗから送られてくる複数の電圧値、電流検出部３から送られてくる複数の電流値および温度検出部４から送られてくる複数の温度値に基づき、充放電電流が流れていないときに開路電圧を用いて電池パックの残エネルギー容量を推定する。この残エネルギー容量推定部５ｃにおける推定結果は、推定残エネルギー容量として外部に送られる。
【００５７】
図１０は、残エネルギー容量推定部５ｃの詳細な構成を、フローチャート形式で示す機能ブロック図である。この残エネルギー容量推定部５ｃは、図８に示した実施例３に係る電池パックの残エネルギー容量推定部５ｂにおいて、残エネルギー容量推定が、ｗ個の電池アームの各々について実行されて、その残エネルギー容量推定の結果が積算されるように構成されている。
【００５８】
具体的には、残エネルギー容量推定部５ｃにおいては、まず、残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）を「０」に初期化しておき、残エネルギー容量推定演算部５５で推定された残エネルギー容量推定値ＳＯＣ＿ｔｅｍｐ（ｊ）を順次に残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）に積算する。そして、電池アームの数ｗだけ積算が終了した時点における残エネルギー容量ＳＯＣ（Ｋ）が、電池容量補正部６および外部に送られる。
【００５９】
以上説明したように、本発明の実施例４に係る電池パックによれば、残エネルギー容量の変化に対して開路電圧の変化が小さいという特性を有する電池セルにおいては、開路電圧を使用して、所定電圧Ｖ１以下または所定電圧Ｖ２以上の電圧範囲で残エネルギー容量を求めるので、精度のよい残エネルギー容量の推定が可能となる。
【実施例５】
【００６０】
本発明の実施例５に係る電池パックの構成は、上述した実施例３または実施例４に係る電池パックと同じである。
【００６１】
図１１は、実施例５に係る電池パックで使用されるデータベースの一例を示す図である。このデータベースは、ある温度Ｔｓにおける電池セルの開路電圧と残エネルギー容量のパーセンテージとの相関のみを有している。
【００６２】
図１２に示すように、温度とセル電圧係数が、例えば（３）式のような残エネルギー容量のパーセンテージの一次関数で表されるとした場合に、データベースは、一次関数の傾きＫａおよびｙ切片Ｋｂである。
【００６３】
温度−セル電圧係数＝Ｋａ＊残エネルギー容量のパーセンテージ＋Ｋｂ…（３）
パーセンテージ算出部５４においては、以下の処理が行われる。すなわち、図１３に示すように、最小セル電圧Ｖｍｉｎから、使用するデータベースの範囲（セル電圧Ｖ＿ＤＢ１およびセル電圧Ｖ＿ＤＢ２）が選択される。次いで、使用するデータベースの残エネルギー容量のパーセンテージＳｏｃ＿Ｐ＿ＤＢ１およびＳｏｃ＿Ｐ＿ＤＢ２と、図１２に示す一次関数の傾きＫａおよびｙ切片Ｋｂを用いて、下記（４）式および（５）式に従って、温度−セル電圧係数Ｋ１およびＫ２が求められる。
【００６４】
Ｋ１＝Ｋａ＊Ｓｏｃ＿Ｐ＿ＤＢ１＋Ｋｂ…（４）
Ｋ２＝Ｋａ＊Ｓｏｃ＿Ｐ＿ＤＢ２＋Ｋｂ…（５）
最小セル電圧Ｖｍｉｎが検出された電池モジュールの温度ＴｅｍｐＶｍｉｎと、図１１に示すデータベースの温度条件Ｔｓと、上記（４）式および（５）式により求めた温度−セル電圧係数Ｋ１およびＫ２から、下記（６）式および（７）式に従って、温度ＴｅｍｐＶｍｉｎにおける残エネルギー容量のパーセンテージＳｏｃ＿Ｐ＿ＤＢ１およびＳｏｃ＿Ｐ＿ＤＢ２に対するセル電圧Ｖｃｅｌｌ１＿ＴｅｍｐＶｍｉｎおよびＶｃｅｌｌ２＿ＴｅｍｐＶｍｉｎが算出される。
【００６５】
Ｖｃｅｌｌ１＿ＴｅｍｐＶｍｉｎ＝Ｋ１＊ＴｅｍｐＶｍｉｎ＋（Ｖ＿ＤＢ１−Ｋ１＊Ｔｓ）…（６）
Ｖｃｅｌｌ２＿ＴｅｍｐＶｍｉｎ＝Ｋ２＊ＴｅｍｐＶｍｉｎ＋（Ｖ＿ＤＢ２−Ｋ２＊Ｔｓ）…（７）
次いで、図１４に示すように、セル電圧Ｖｃｅｌｌ１＿ＴｅｍｐＶｍｉｎおよびＶｃｅｌｌ２＿ＴｅｍｐＶｍｉｎの２点の値を用いて直線近似を行うことにより、最小セル電圧Ｖｍｉｎにおける残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐが算出される。この算出された残エネルギー容量のパーセンテージＳＯＣ＿Ｐは、残エネルギー容量推定演算部５５に送られる。
【００６６】
最小セル電圧Ｖｍｉｎが、温度で補正したときのセル電圧範囲から外れてしまった場合、例えば図１５に示すように、ＤＢ２よりも大きければ、ＤＢ２、ＤＢ３を用いて再計算が行われる。一方、図１６に示すように、ＤＢ１よりも小さくなり、ＤＢが存在しない場合は、ＤＢ１およびＤＢ２の直線近似により残エネルギー容量のパーセンテージの算出が行われる。
【００６７】
以上説明したように、本発明の実施例５に係る電池パックによれば、残エネルギー容量の変化に対して、開路電圧の変化が小さいという特性を有する電池セルにおいては、開路電圧を使用して残エネルギー容量を求めるために、設定電圧Ｖ１以下または設定電圧Ｖ２以上の電圧範囲で、さらに検出された温度を用いて、動作範囲温度内であれば、精度のよい残エネルギー容量の推定が可能となる。
【実施例６】
【００６８】
本発明の実施例６に係る電池パックの構成は、電池容量補正部６の詳細を規定したことを除けば、上述した実施例２〜実施例５に係る電池パックのいずれかと同じである。
【００６９】
図１７は、電池容量補正部６の構成を、フローチャート形式で示した機能ブロック図である。この電池容量補正部６は、充電終了／放電終了検出部６１、放電終了エネルギー差算出部６２、充電終了エネルギー差算出部６３および電池容量出力部６４を備えている。
【００７０】
充電終了／放電終了検出部６１は、充電終了（残エネルギー容量のパーセンテージが１００％）および放電終了（残エネルギー容量のパーセンテージが０％）を検出する。充電終了／放電終了検出部６１は、充電終了を検出したときは充電終了エネルギー差算出部６３を駆動し、放電終了を検出したときは放電終了エネルギー差算出部６２を駆動する。
【００７１】
放電終了エネルギー差算出部６２は、充電終了／放電終了検出部６１で放電終了が検出された時点における残エネルギー容量を容量ゼロから減算して差分を算出する。この放電終了エネルギー差算出部６２で差分がＮ回（Ｎは正の整数）算出されると、図１８（ｂ）に示すように、Ｎ回分の放電終了エネルギー差の平均値ΔＢｅＤが算出され、既知である電池容量Ｂｅに対して加算されて電池容量出力部６４に送られる。
【００７２】
充電終了エネルギー差算出部６３は、充電終了／放電終了検出部６１で充電終了が検出された時点における残エネルギー容量から既知である電池容量を減算して差分を算出する。この充電終了エネルギー差算出部６３で差分がＮ回（Ｎは正の整数）算出されると、図１８（ａ）に示すように、Ｎ回分の充電終了エネルギー差の平均値ΔＢｅＣが算出され、既知である電池容量Ｂｅに対して加算されて電池容量出力部６４に送られる。
【００７３】
電池容量出力部６４は、放電終了エネルギー差算出部６２から出力されるＮ回分の放電終了エネルギー差の平均値ΔＢｅＤに電池容量Ｂｅを加算した値を、新たな電池容量Ｂｅとして外部に出力するとともに、自己の内部に供給する。また、電池容量出力部６４は、充電終了エネルギー差算出部６３から出力されるＮ回分の充電終了エネルギー差の平均値ΔＢｅＣに電池容量Ｂｅを加算した値を、新たな電池容量Ｂｅとして外部に出力するとともに、自己の内部に供給する。
【００７４】
一般に、電池パックは、経年劣化などにより電池容量が、規定の電池容量よりも減少するが、規定の電池容量に対して偏差が生じた場合、電池容量補正部６は、充電終了または放電終了の状態を検知し、そのときの残エネルギー容量［Ａｈ］と、電池容量［Ａｈ］または０［Ａｈ］との偏差を算出し、Ｎ回（Ｎは正の整数）の平均との偏差を求めて、電池容量の補正を行う。
【００７５】
以上説明したように、本発明の実施例６に係る電池パックによれば、経年劣化などにより電池容量が規定の電池容量に対して偏差が生じた場合、電池容量の補正を行い、この補正された電池容量を使用するので、精度のよい残エネルギー容量の推定を行うことができる。
【実施例７】
【００７６】
本発明の実施例７に係る電池パックは、実施例６に係る電池パックの充電終了／放電終了検出部６１を詳細に規定したものである。
【００７７】
図１９は、充電終了／放電終了検出部６１の詳細な構成を示すブロック図である。この充電終了／放電終了検出部６１は、温度判定部６１１、電流判定部６１２ａおよび６１２ｂ、継続時間判定部６１３ａおよび６１３ｂ、ならびに、電圧判定部６１４ａおよび６１４ｂから構成されている。
【００７８】
温度判定部６１１は、計測する全ての電池モジュールの温度が、１０°Ｃから３０°Ｃの範囲内にあるか否かを判定する。この温度判定部６１１において、全ての電池モジュールの温度が、１０°Ｃから３０°Ｃの範囲内にあることが判定されると、充電終了を検知する場合は、電流判定部６１２ａが駆動され、放電終了を検知する場合は、電流判定部６１２ｂが駆動される。一方、温度判定部６１１において、全ての電池モジュールの温度が、１０°Ｃから３０°Ｃの範囲内にないことが判定されると、充電終了検知信号および放電終了検知信号は出力されない。
【００７９】
電流判定部６１２ａは、充電電流の絶対値が設定値Ｉｃ以下であるかどうかを判定する。この電流判定部６１２ａにおいて、充電電流の絶対値が設定値Ｉｃ以下であることが判定されると、継続時間判定部６１３ａが駆動される。一方、電流判定部６１２ａにおいて、充電電流の絶対値が設定値Ｉｃ以下でないことが判定されると、充電終了検知信号は出力されない。
【００８０】
継続時間判定部６１３ａは、充電電流の絶対値が所定値Ｉｃ以下である状態を所定時間Ｔｃ以上継続したかどうかを判定する。この継続時間判定部６１３ａにおいて、充電電流の絶対値が所定値Ｉｃ以下である状態を所定時間Ｔｃ以上継続したことが判定されると、電圧判定部６１４ａが駆動される。一方、継続時間判定部６１３ａにおいて、充電電流の絶対値が所定値Ｉｃ以下である状態を所定時間Ｔｃ以上継続していないことが判定されると、充電終了検知信号は出力されない。
【００８１】
電圧判定部６１４ａは、セル電圧の最大値が所定電圧Ｖｃ以上になったかどうかを判定する。この電圧判定部６１４ａにおいて、セル電圧の最大値が所定電圧Ｖｃ以上になったことが判定されると、充電終了検知信号が出力され、電池容量補正部６の充電終了エネルギー差算出部６３に送られる。一方、電圧判定部６１４ａにおいて、セル電圧の最大値が所定電圧Ｖｃ以上になっていないことが判定されると、充電終了検知信号は出力されない。以上の充電終了検知の様子を図２０（ａ）に示す。
【００８２】
電流判定部６１２ｂは、放電電流の絶対値が設定値Ｉｄ以下であるかどうかを判定する。この電流判定部６１２ｂにおいて、放電電流の絶対値が設定値Ｉｄ以下であることが判定されると、継続時間判定部６１３ｂが駆動される。一方、電流判定部６１２ｂにおいて、放電電流の絶対値が設定値Ｉｄ以下でないことが判定されると、放電終了検知信号は出力されない。
【００８３】
継続時間判定部６１３ｂは、放電電流の絶対値が所定値Ｉｄ以下である状態を所定時間Ｔｄ以上継続したかどうかを判定する。この継続時間判定部６１３ｂにおいて、放電電流の絶対値が所定値Ｉｄ以下である状態を所定時間Ｔｄ以上継続したことが判定されると、電圧判定部６１４ｂが駆動される。一方、継続時間判定部６１３ｂにおいて、放電電流の絶対値が所定値Ｉｄ以下である状態を所定時間Ｔｄ以上継続していないことが判定されると、充電終了検知信号は出力されない。
【００８４】
電圧判定部６１４ｂは、セル電圧の最小値が所定電圧Ｖｄ以下になったかどうかを判定する。この電圧判定部６１４ｂにおいて、セル電圧の最小値が所定電圧Ｖｄ以下になったことが判定されると、放電終了検知信号が出力され、電池容量補正部６の放電終了エネルギー差算出部６２に送られる。一方、電圧判定部６１４ｂにおいて、セル電圧の最大値が所定電圧Ｖｄ以下になっていないことが判定されると、放電終了検知信号は出力されない。以上の充電終了検知の様子を図２０（ｂ）に示す。
【００８５】
以上説明したように、本発明の実施例７に係る電池パックによれば、経年劣化などにより電池容量が規定の電池容量に対して偏差が生じた場合、充電終了または放電終了を検知することで電池容量の補正を行い、補正された電池容量を使用することで精度のよい残エネルギー容量の推定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施例１に係る電池パックの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１の変形例に係る電池パックの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例２に係る電池パックの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例２に係る電池パックの残エネルギー容量推定部の詳細な構成を、フローチャート形式で示した機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施例２に係る電池パックの残エネルギー容量推定部を構成する電圧定部における電圧判定を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例２に係る電池パックの残エネルギー容量推定部を構成するパーセンテージ算出部におけるパーセンテージ算出を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例３に係る電池パックの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例３に係る電池パックの残エネルギー容量推定部の詳細な構成を、フローチャート形式で示した機能ブロック図である。
【図９】本発明の実施例４に係る電池パックの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る電池パックの残エネルギー容量推定部の詳細な構成を、フローチャート形式で示した機能ブロック図である。
【図１１】本発明の実施例５に係る電池パックで使用されるデータベースを説明するための図である。
【図１２】本発明の実施例５に係る電池パックで使用されるデータベースを説明するための図である。
【図１３】本発明の実施例５に係る電池パックのパーセンテージ算出部で行われる処理（その１）を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施例５に係る電池パックのパーセンテージ算出部で行われる処理（その２）を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施例５に係る電池パックのパーセンテージ算出部で行われる処理（その３）を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施例５に係る電池パックのパーセンテージ算出部で行われる処理（その４）を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施例６に係る電池パックの電池容量補正部の詳細な構成を、フローチャート形式で示した機能ブロック図である。
【図１８】本発明の実施例６に係る電池パックの電池容量補正部の動作を説明するための図である。
【図１９】本発明の実施例７に係る電池パックの電池容量補正部を構成する充電終了／放電終了検出部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施例７に係る電池パックの電池容量補正部を構成する充電終了／放電終了検出部の動作を説明するための図である。
【図２１】従来の電流パックを説明するための図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ａ〜１ｘ、１ａ−１〜１ｘ−１…１ａ−ｗ〜１ｘ−ｗ  複数の電池セル
２、２−１〜２−ｗ  セル電圧検出部
３  電流検出部
３ａ、３ａ−１〜３ａ−ｗ  電流センサ
３ｂ、３ｂ−１〜３ｂ−ｗ  増幅器
４、４ａ−１〜４ａ−ｗ  温度検出部
４ａ、４ａ〜４ｙ、４ａ−１〜４ｙ−１…４ａ−ｗ〜４ｙ−ｗ  温度センサ
５、５ｂ、５ｃ  残エネルギー容量推定部
６  電池容量補正部
６ａ〜６ｙ、６ａ−１〜６ｙ−１…６ａ−ｗ〜６ｙ−ｗ  電池モジュール
５１  電池定部
５２  継続時間定部
５３  電圧定部
５４、５４ｂ  パーセンテージ算出部
５５  残エネルギー容量推定演算部
５６  残エネルギー容量積算部
６１  充電終了／放電終了検知部
６２  放電終了エネルギー差算出部
６３  充電終了エネルギー差算出部
６１１  温度判定部
６１２ａ、６１２ｂ  電流判定部
６１３ａ、６１３ｂ  継続時間判定部
６１４ａ、６１４ｂ  電圧判定部
６４  電池容量出力部
Ａ  正極端子
Ｂ  負極端子
【図１】
2010002374.tif 000003
【図２】
2010002374.tif 000004
【図３】
2010002374.tif 000005
【図４】
2010002374.tif 000006
【図５】
2010002374.tif 000007
【図６】
2010002374.tif 000008
【図７】
2010002374.tif 000009
【図８】
2010002374.tif 000010
【図９】
2010002374.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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