(57)【要約】【課題】充電又は放電を正確に制御できる組電池の制御装置を提供する。【解決手段】二次電池である複数の単電池２ａ，２ｂが接続された組電池２に対し、前記単電池の満充電容量を検出する満充電容量検出手段３１と、前記単電池の満充電容量に基づいて、前記複数の単電池から特定の単電池を選択する選択手段３２と、前記特定の単電池の内部状態特性を当該特定の単電池の満充電容量に基づいて算出し、前記特定の単電池の内部状態特性を前記組電池の内部状態特性として判定する第１の内部状態判定手段３３と、前記組電池の内部状態特性に基づいて、組電池に入力又は出力可能な電力量を算出する算出手段３６と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池である複数の単電池が接続された組電池に対し、前記単電池の満充電容量を検出する満充電容量検出手段と、
前記単電池の満充電容量に基づいて、前記複数の単電池から特定の単電池を選択する選択手段と、
前記特定の単電池の内部状態特性を前記特定の単電池の満充電容量に基づいて算出し、前記特定の単電池の内部状態特性を前記組電池の内部状態特性として判定する第１の内部状態判定手段と、
前記組電池の内部状態特性に基づいて、組電池に入力又は出力可能な電力量を算出する算出手段と、を備える組電池の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池の制御装置において、
前記組電池を一つの単電池とみなして組電池全体の内部状態特性を判定する第２の内部状態判定手段と、
前記算出手段へ出力する組電池の内部状態特性を、前記第１の内部状態判定手段及び前記第２の内部状態判定手段によりそれぞれ検出された組電池の内部状態特性のいずれか一方に切り換える切換手段と、をさらに備える組電池の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の組電池の制御装置において、
前記選択手段は、前記満充電容量検出手段により検出された単電池の満充電容量に基づいて、前記複数の単電池のうち満充電容量が最小の単電池を選択する組電池の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の組電池の制御装置において、
前記特定の単電池の内部状態特性は、当該単電池のＳＯＣ、残存容量、消費容量または開放電圧のいずれかである組電池の制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の組電池の制御装置において、
前記第２の内部状態判定手段は、前記組電池を一つの単電池とみなした場合の組電池のＳＯＣを検出し、
前記切換手段は、前記第２の内部状態判定手段により検出された組電池のＳＯＣが所定範囲Ｘ１〜Ｘ２である場合は、前記第２の内部状態判定手段により判定された組電池の内部状態特性を前記算出手段へ出力する組電池の制御装置。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の組電池の制御装置において、
前記第２の内部状態判定手段は、前記組電池を一つの単電池とみなした場合の組電池の入出力可能電力量を検出し、
前記切換手段は、前記第２の内部状態判定手段により検出された組電池の入出力可能電力量が所定値Ｐ１以上の場合は、前記第２の内部状態判定手段により判定された組電池の内部状態特性を前記算出手段へ出力する組電池の制御装置。
【請求項７】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の組電池の制御装置において、
前記切換手段は、前記満充電容量検出手段により検出された単電池の満充電容量のばらつきが所定値α以下の場合は、前記第２の内部状態判定手段により判定された組電池の内部状態特性を前記算出手段へ出力する組電池の制御装置。
【請求項８】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の組電池の制御装置において、
前記満充電容量検出手段は、前記単電池の残存容量を検出し、
前記切換手段は、前記満充電容量検出手段により検出された単電池の残存容量のばらつきが所定値β以下の場合は、前記第２の内部状態判定手段により判定された組電池の内部状態特性を前記算出手段へ出力する組電池の制御装置。
【請求項９】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の組電池の制御装置において、
前記満充電容量検出手段は、前記単電池の開放電圧を検出し、
前記切換手段は、前記満充電容量検出手段により検出された単電池の開放電圧のばらつきが所定値γ以下の場合は、前記第２の内部状態判定手段により判定された組電池の内部状態特性を前記算出手段へ出力する組電池の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の単電池（セル）を接続してなる組電池において、単電池毎の残存容量が最小の単電池を基準にして組電池の充放電制御を実行する組電池の充放電制御方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４４８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては単電池の満充電容量を不変の値として取り扱い、残存容量の小さい単電池に応じた充放電制御をしているが、実際の単電池は経時劣化などにより満充電容量の値が変動する。このため、不用意に過充電又は過放電してしまったり、あるいは充電状態（ＳＯＣ，State of Charge）にバラツキが生じたりして、正確な充放電制御が行えないという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、充電又は放電を正確に制御できる組電池の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、まず単電池の満充電容量を検出し、検出された満充電容量に基づきこれら複数の単電池から特定の単電池を選択し、当該選択された単電池の満充電容量に基づいて当該単電池の内部状態特性を算出する。そして、この特定の単電池の内部状態特性を組電池の内部状態特性として判定し、さらに当該組電池の内部状態特性に基づいて組電池に入力又は出力可能な電力量を算出することによって、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、特定の単電池の満充電容量に基づいて検出された組電池の内部状態特性に応じて当該組電池に入力または出力可能な電力量を算出するので、単電池の満充電容量がばらついていても組電池に対する充電または放電制御を正確に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態を適用した組電池システムを示すブロック図である。
【図２】電池の開放電圧の取得方法の一例を示すグラフである。
【図３】電池の開放電圧から充電状態ＳＯＣを算出する方法の一例を示すグラフである。
【図４Ａ】図１の切換回路３５における判定基準Ｘ１を説明するためのグラフである。
【図４Ｂ】図１の切換回路３５における判定基準Ｘ２を説明するためのグラフである。
【図５】図１の制御装置３の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】実施例及び比較例についての電流積算容量に対する入力（充電）可能電力量の算出結果を示すグラフである。
【図７】実施例及び比較例についての電流積算容量に対する出力（放電）可能電力量の算出結果を示すグラフである。
【図８】図１の制御装置３の制御手順の他の例を示すフローチャートである。
【図９】図１の制御装置３の制御手順のさらに他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
《第１実施形態》
図１は、本発明の一実施の形態を適用した組電池システムを示すブロック図であり、たとえば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される駆動モータを電池負荷１とし、このモータを組電池２の電力で力行運転したり、モータを回生運転してその発電電力を組電池に充電したりする組電池システムを説明する。ただし、本発明の組電池の制御装置の電池負荷は、自動車用モータ以外の電気駆動装置にも広く適用することができる。
【００１１】
電池負荷１は、モータコントローラなどの負荷コントローラ１１により駆動制御され、外部から入力された負荷駆動要求に応じて電池負荷１を駆動する。このとき、組電池２からの放電電力の供給を受けて電池負荷１の力行運転を制御したり、あるいは電池負荷１の回生運転を制御してその発電電力を組電池２に充電したりする。
【００１２】
なお、電池負荷１が交流駆動式負荷である場合は、組電池２と電池負荷１との間に組電池２の直流電力を交流電力に変換するインバータを設け、電池負荷１が直流駆動式負荷である場合は、組電池２と電池負荷１との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設けるが、図１においてその図示を省略する。
【００１３】
本例の組電池２は、二次電池である複数の単電池２ａ，２ｂを直列および／または並列に接続してなる直流バッテリであり、図１に示す具体例では、便宜的に２つの単電池２ａ，２ｂを直列に接続して組電池２を構成した例を示す。組電池２の両極端子は電池負荷１の入出力端子にそれぞれ接続され、これにより電池負荷１が力行運転する場合は組電池２からの電力が電池負荷１に放電される一方で、電池負荷１が回生運転する場合は電池負荷１からの発電電力が組電池２に充電される。
【００１４】
本例の組電池の制御装置３は、各単電池２ａ，２ｂの電圧を検出する電圧センサ３１１ａ，３１１ｂと、組電池２と電池負荷１との間の主回路に流れる電流を検出する電流センサ３１２と、組電池２の総電圧を検出する電圧センサ３４１と、満充電容量検出回路３１と、選択回路３２と、第１内部状態判定回路３３と、第２内部状態判定回路３４と、切換回路３５と、算出回路３６とを備える。
【００１５】
電圧センサ３１１ａ，３１１ｂは、各単電池２ａ，２ｂの両端子間の電圧を検出するように接続され、その検出信号は満充電容量検出回路３１へ出力される。また、電圧センサ３４１は、組電池２の両端子間の電圧、すなわち当該組電池２を構成する単電池２ａの一方極の端子と単電池２ｂの他方極の端子の間の電圧を検出するように接続され、その検出信号は第２内部状態判定回路３４へ出力される。
【００１６】
電流センサ３１２は、組電池２の主回路に接続され、その検出信号は満充電容量検出回路３１及び第２内部状態判定回路３４のそれぞれへ出力される。
【００１７】
満充電容量検出回路３１、選択回路３２、第１内部状態判定回路３３、第２内部状態判定回路３４、切換回路３５、および算出回路３６は、演算プログラムが組み込まれたＣＰＵ又はＭＰＵなどの演算装置や周辺の電子回路で構成することができる。なおこれらの各回路３１〜３６は、本例の演算処理内容の理解を容易にするために便宜的に分けただけのものであるから、複数の回路を一の回路で構成してもよい。要するに、制御装置３全体として以下の機能を備えればよく、回路のそれぞれが厳密な意味で以下の機能のそれぞれを発揮する必要はない。
【００１８】
満充電容量検出回路３１は、組電池２を構成する単電池２ａ，２ｂそれぞれの満充電容量を検出する。ここでいう満充電容量とは、充電状態ＳＯＣが１００％である場合の電池容量Ａｈであり、単電池の劣化度合いにより変動する電池の内部状態を表わす特性である。満充電容量Ｑｍａｘは種々の方法により検出することができ、ここではその一例を示す。
【００１９】
すなわち、測定すべき単電池を時間ｔａからｔｂまで充電又は放電させたときの、充電又は放電開始前の充電状態ＳＯＣａと、充電又は放電終了時の充電状態ＳＯＣｂとを開放電圧Ｖａ，Ｖｂを測定することにより算出する。一方、上記充電又は放電時に単電池に流れた電流Ｉを時間ｔａからｔｂまで定積分して充電容量又は放電容量（∫Ｉ（ｔ）ｄｔ，（ただし左記積分は時間ｔａからｔｂまでの定積分））を算出する。
【００２０】
充電又は放電による充電状態の変化（ＳＯＣｂ−ＳＯＣａ）は、その単電池に対してなされた充電又は放電により生じたものであることから、流れた電流の時間積算値である充電容量又は放電容量を充電状態の変化で除算した値が、充電状態ＳＯＣ＝１００％のときの電池容量、すなわち満充電容量Ｑｍａｘとなる。
【００２１】
［式１］
Ｑｍａｘ＝∫Ｉ（ｔ）ｄｔ／（ＳＯＣｂ−ＳＯＣａ）
なお、右辺分子は時間ｔａからｔｂまでの定積分である。
【００２２】
ちなみに、上記充電状態ＳＯＣは単電池２ａ，２ｂの開放電圧を検出し、これと開放電圧−ＳＯＣマップとから求めることができる。すなわち、ここでいう開放電圧とは、１）単電池が無負荷状態である場合に実測して得られる開放電圧Ｖ１、２）充放電時にサンプリングされた電流値及び電圧値から得られるＩ−Ｖ特性の外挿、すなわちパワー演算により推定される開放電圧Ｖ２、または３）充放電時に実測された電流値及び総電圧値に基づいて、開放電圧Ｖ３＝（総電圧）＋（電流値）×（温度及び劣化補正された内部抵抗）により推定される開放電圧Ｖ３のいずれも採用することができる。
【００２３】
上記１）の開放電圧の計測は無負荷時に行うものであるため、自動車を起動する際の無負荷時（強電系統をＯＮする前）やキーをＯＦＦする際に計測することができる。これに対して、上記２）や３）の開放電圧は無負荷時でなくても計測することができるので、これらを適宜選択して開放電圧を取得する。
【００２４】
一例として上記２）の開放電圧Ｖ２の取得手順について説明する。図２は電池の開放電圧の取得方法の一例を示すグラフ、図３は電池の開放電圧から充電状態ＳＯＣを算出する方法の一例を示すグラフである。
【００２５】
この開放電圧Ｖ２は、自動車の走行時などにおいて単電池２ａ，２ｂの電流変化を捉え、図２に示すように電流値Ｉ及び電圧値Ｖを、図１に示す電流センサ３１２及び電圧センサ３１１ａ，３１１ｂを用いて複数サンプリングする。同図の丸×印が計測されたサンプリング点であり、このＩ−Ｖ特性のサンプリングデータをＩＶ座標において一次回帰演算して特性直線Ｌ（＝Ｒ・Ｉ＋Ｖ２）を求める。特性直線Ｌと縦軸（電圧軸）との交点が開放電圧Ｖ２となる。上述した充電又は放電開始時の開放電圧Ｖａと、充電又は放電終了時の開放電圧Ｖｂとのそれぞれを求める。
【００２６】
単電池の開放電圧と充電状態ＳＯＣとの相関関係は、単電池の温度や劣化度が変化しても不変の関係である。図３は単電池の開放電圧とＳＯＣとの相関関係を示すグラフであり、単電池２ａ，２ｂのそれぞれについてこのマップが制御装置３のメモリ領域に格納されている。そして、図２に示す一次回帰演算により求められた開放電圧Ｖａ，Ｖｂから、図３に示す開放電圧−ＳＯＣマップを参照して充電状態ＳＯＣａ，ＳＯＣｂを求める。
【００２７】
なお、満充電容量は上記式１以外にも、たとえば単電池に流れる電流Ｉを、充電状態の時間微分値ｄ（ＳＯＣ）／ｄｔで除算して求めることもでき（たとえば本願出願人による特開２００６−２９２４９２号公報参照）、その算出方法には何ら限定されない。
【００２８】
図１に戻り、選択回路３２は、満充電検出回路３１で検出された各単電池２ａ，２ｂの満充電容量Ｑｍａｘに基づいて、複数の単電池２ａ，２ｂから特定の単電池を選択する。本例では満充電容量Ｑｍａｘが最小の単電池を選択する。たとえば、単電池２ａの満充電容量が単電池２ｂの満充電容量より小さい場合は単電池２ａを選択する。なお、満充電容量が最小である一つの単電池を選択する以外にも、たとえば満充電容量が最小である複数個の単電池を選択し、その平均値などを代用してもよい。
【００２９】
第１内部状態判定回路３３は、選択回路３２により選択された特定の単電池、すなわち本例では満充電容量が最小の単電池２ａの当該満充電容量に基づいて、当該最小の単電池２ａの内部状態特性を算出し、この最小の単電池２ａの内部状態特性を組電池２の内部状態特性として判定する。
【００３０】
単電池の内部状態特性とは、当該単電池の充電状態ＳＯＣ、残存容量、消費容量または開放電圧などを採用することができる。単電池の開放電圧は、図２に示すＩ−Ｖサンプリングの一次回帰演算により求めることができ、開放電圧が求まれば図３に示す相関図からＳＯＣを求めることができる。また、単電池の残存容量は、満充電容量検出回路３１により求められた満充電容量Ｑｍａｘに、開放電圧Ｖからマップを介して求められる充電状態ＳＯＣを乗算して算出することができる。また、単電池の消費容量は、上記満充電容量Ｑｍａｘから上記残存容量を減算することで算出することができる。
【００３１】
組電池の内部状態特性の判定とは、後述する算出回路３６において算出される組電池２の入出力可能電力量を、どのような特性値を代表的に用いて算出するかを判定する意味である。本例では、満充電容量Ｑｍａｘが最小の単電池２ａの当該満充電容量Ｑｍａｘに基づいて算出される上記充電状態ＳＯＣ、残存容量、消費容量または開放電圧といった内部状態特性を組電池２の内部状態特性とし、これを、切換回路３５を介して算出回路３６へ出力する。
【００３２】
一方、第２内部状態判定回路３４は、組電池２を一つの単電池とみなして組電池全体の内部状態特性を判定する。本例では、上記満充電容量検出回路３１の説明において開放電圧の取得から充電状態ＳＯＣの算出方法として記載したものと同様にして、組電池２の充電状態ＳＯＣを取得する。そして、この充電状態ＳＯＣを組電池全体の内部状態特性とし、切換回路３５を介して算出回路３６へ出力する。
【００３３】
このようにして、第１内部状態判定回路３３により満充電容量が最小の単電池２ａの当該満充電容量Ｑｍａｘに基づいて算出される充電状態ＳＯＣ、残存容量、消費容量または開放電圧といった内部状態特性が組電池２の内部状態特性として出力される一方で、第２内部状態判定回路３４により組電池２を一つの単電池とみなして求められた組電池全体の充電状態ＳＯＣが出力される。
【００３４】
切換回路３５は、後段の算出回路３６へ出力する組電池２の内部状態特性を、第１内部状態判定回路３３による内部状態特性と、第２内部状態判定回路３４による内部状態特性とのいずれか一方に切り換える。本例では、第２内部状態判定回路３４で求められた組電池２全体の充電状態ＳＯＣが所定範囲Ｘ１％〜Ｘ２％にある場合は、第２内部状態判定回路３４による内部状態特性、すなわち組電池２全体の充電状態ＳＯＣを算出回路３６へ出力するように切り換える。逆に、組電池２全体の充電状態ＳＯＣがＸ１％未満である場合やＸ２％を越える場合は、第１内部状態判定回路３３による内部状態特性、すなわち、満充電容量が最小の単電池２ａの当該満充電容量Ｑｍａｘに基づいて算出される上記充電状態ＳＯＣ、残存容量、消費容量または開放電圧といった内部状態特性を算出回路３６へ出力する。
【００３５】
ここで判定基準となる組電池の充電状態ＳＯＣ＝Ｘ１とＸ２は、以下のようにして設定される。図４Ａは、切換回路３５における判定基準Ｘ１の設定方法を説明するためのグラフ、図４Ｂは同じく判定基準Ｘ２の設定方法を説明するためのグラフである。
【００３６】
前提として、充電状態ＳＯＣ＝１００％における組電池２全体の平均電池容量（満充電容量）Ｃ２と、同じく充電状態ＳＯＣ＝１００％における単電池２ａの電池容量（満充電容量）Ｃ２ａが、単電池２ａの劣化等により図４Ａの右図に示すようにＣ２＞Ｃ２ａであるとする。
【００３７】
組電池２を構成する単電池２ａの満充電容量Ｃ２ａが組電池２全体の平均満充電容量Ｃ２より小さい場合に、充電状態ＳＯＣ＝１００％から放電を開始すると、図４Ａの左図に示すように単電池２ａの方が早く下限ＳＯＣｍｉｎに達する。
【００３８】
ただし、単電池２ａが下限ＳＯＣｍｉｎに達してしまうと問題があるが（ＳＯＣ＝Ｘｍｉｎ）、下限ＳＯＣｍｉｎより少し手前までの間、すなわち同図において組電池２全体の充電状態ＳＯＣ＝Ｘ１までの間については、組電池２全体のＳＯＣを内部状態特性として制御しても、単電池２ａのＳＯＣを内部状態特性として制御しても単電池の過放電等の問題は生じない。本例ではこうした観点から、単電池２ａが下限ＳＯＣｍｉｎに達するときの組電池の充電状態ＳＯＣ＝Ｘｍｉｎに、安全代を加算した充電状態ＳＯＣ＝Ｘ１を基準範囲の下限Ｘ１として設定する。
【００３９】
同様に、組電池２を構成する単電池２ａの満充電容量Ｃ２ａが組電池２全体の満充電容量Ｃ２より小さい場合に、充電状態ＳＯＣ＝０％から充電を開始すると、図４Ｂに示すように単電池２ａの方が早く上限ＳＯＣ１００に達する。
【００４０】
ただし、単電池２ａが上限ＳＯＣ１００に達してしまうと問題があるが（ＳＯＣ＝Ｘｍａｘ）、上限ＳＯＣ１００より少し手前までの間、すなわち同図において組電池２全体の充電状態ＳＯＣ＝Ｘ２までの間については、組電池２全体のＳＯＣを内部状態特性として制御しても、単電池２ａのＳＯＣを内部状態特性として制御しても単電池の過充電等の問題は生じない。本例ではこうした観点から、単電池２ａが上限ＳＯＣ１００に達するときの組電池の充電状態ＳＯＣ＝Ｘｍａｘから、安全代を減算した充電状態ＳＯＣ＝Ｘ２を基準範囲の上限Ｘ２として設定する。
【００４１】
なお、こうした判定基準Ｘ１，Ｘ２の設定方法は上述した具体例にのみ限定されず、経験的又は設計思想に基づいて設定してもよい。
【００４２】
算出回路３６は、切換回路３５を介して入力された組電池の内部状態特性に基づいて、負荷コントローラ１１からの放電要求に対しては組電池２から出力可能な電力量を算出し、また負荷コントローラ１１からの充電要求に対しては組電池２に入力可能な電力量を算出する。算出された電力量は負荷コントローラ１１に出力され、負荷コントローラ１１は、受け取った組電池の入出力可能電力量に応じて電池負荷１を制御する。
【００４３】
次に制御手順を説明する。
【００４４】
図５は、本例の組電池の制御装置３の制御手順を示すフローチャートである。
【００４５】
まずステップＳ１では、組電池を一つの単電池とみなして組電池２全体の開放電圧を取得する。この処理は第２内部状態判定回路３４で実行され、図２を参照して既述したとおり、充放電開始から充放電終了までに流れた電流を電流センサ３１２で取得するとともに組電池２の両端電圧を電圧センサ３４１により取得する。そして、サンプリングされた電流及び電圧を図２に示すようなＩ−Ｖ特性としてプロットし、一次回帰演算により開放電圧Ｖ２を算出する。
【００４６】
ステップＳ２では、図３に示すような組電池の開放電圧−ＳＯＣマップを制御装置３のメモリ領域に格納しておき、ステップＳ１で求められた開放電圧Ｖ２とこのマップから組電池２の充電状態ＳＯＣを算出する。
【００４７】
ステップＳ３では、ステップＳ２で求められた組電池２の充電状態ＳＯＣがＸ１〜Ｘ２の範囲にあるか否かを判断し、この範囲内にある場合はステップＳ７へ進み、第２内部状態判定回路３４で求められた組電池２全体の充電状態ＳＯＣを、切換回路３５を介して算出回路３６へ出力する。
【００４８】
図４Ａ及び図４Ｂを参照して既述したとおり、組電池２全体の充電状態がＸ１≦ＳＯＣ≦Ｘ２の場合は、単電池２ａによる内部状態特性によっても組電池２全体の充電状態によっても過放電や過充電の問題は生じないことから、演算負荷が小さい組電池の充電状態ＳＯＣを算出回路３６へ出力する。
【００４９】
ステップＳ７では、算出回路３６において、入力された組電池２全体のＳＯＣに基づいて、組電池２から放電可能な電力量及び組電池２に充電可能な電力量を算出し、ステップＳ８へ進んで、この電力量を負荷コントローラ１１へ出力する。これを受けた負荷コントローラ１１は、その充放電可能な電力量に基づいて電池負荷１を制御する。
【００５０】
これに対して、ステップＳ２で求められた組電池２の充電状態ＳＯＣがＸ１〜Ｘ２の範囲内にはなく、Ｘ１未満かＸ２超である場合はステップＳ４へ進む。
【００５１】
ステップＳ４では、満充電容量検出回路３１により単電池２ａ，２ｂごとの満充電容量を検出する。この満充電容量Ｑｍａｘの検出は、図２及び図３を参照して既述したとおりＩ−Ｖ特性のプロットから開放電圧Ｖａ，Ｖｂを求め、当該開放電圧から充電状態ＳＯＣａ，ＳＯＣｂを求め、この充電状態の変化ＳＯＣｂ−ＳＯＣａと、流れた電流の時間積算値∫Ｉ（ｔ）ｄｔから上記式１に基づいて求めることができる。
【００５２】
ステップＳ５では、ステップＳ４で検出された単電池２ａ，２ｂの満充電容量を比較し、最小の満充電容量である単電池（本例では２ａ）を選択回路３２で選択する。そして、第１内部状態判定回路３３において、当該選択された単電池２ａの満充電容量に基づいて、充電状態ＳＯＣ、残存容量、消費容量または開放電圧といった内部状態特性を算出し、これを組電池の内部状態特性として、切換回路３５を介して算出回路３６へ出力する。
【００５３】
ステップＳ６では、算出回路３６において、ステップＳ５で選択された単電池２ａの充電状態ＳＯＣ、残存容量、消費容量または開放電圧といった内部状態特性に基づいて、組電池２から放電可能な電力量及び組電池２に充電可能な電力量を算出し、ステップＳ８へ進んで、この電力量を負荷コントローラ１１へ出力する。これを受けた負荷コントローラ１１は、その充放電可能な電力量に基づいて電池負荷１を制御する。
【００５４】
以上のとおり、本実施形態の組電池の制御装置によれば、電池負荷１に対する入出力可能電力量を算出する場合に、単電池２ａ，２ｂや組電池２の充電状態ＳＯＣではなく、満充電容量Ｑｍａｘが小さい単電池２ａの当該満充電容量Ｑｍａｘに基づいて算出するので、経時劣化等により単電池の満充電容量がばらついてもそれに応じた正確な制御が可能となる。これにより、過充電や過放電が防止され、また単電池の容量バラツキを抑制することができる。
【００５５】
また、単電池の満充電容量が小さいことによる影響が少ない範囲Ｘ１〜Ｘ２においては組電池２全体の充電状態ＳＯＣに基づいて入出力可能電力量を算出するので、上述した単電池ごとの満充電容量の算出による演算負荷を低減することができる。また、電池負荷１に対して不必要な出力制限を出力することも防止することができる。
【００５６】
なお、本実施形態において、図１に示す第２内部状態判定回路３４及び切換回路３５を省略するとともに、図５のステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ７を省略し、組電池２の入出力可能電力量の算出を単電池２ａの最小の満充電容量にのみ基づいて実行してもよい。
【００５７】
図６の実線は最小の満充電容量に基づき、電流積算量に対する入力（充電）可能電力量を算出した例を示し、同図の点線は組電池２全体の充電容量ＳＯＣに基づき、電流積算量に対する入力（充電）可能電力量を算出した例を示す。また、図７の実線は最小の満充電容量に基づき、電流積算量に対する出力（放電）可能電力量を算出した例を示し、同図の点線は組電池２全体の充電容量ＳＯＣに基づき、電流積算量に対する出力（放電）可能電力量を算出した例を示す。
【００５８】
いずれの場合についても、経時劣化等による単電池の満充電容量のばらつきに応じた正確な制御が可能となり、これにより、過充電や過放電が防止され、また単電池の容量バラツキを抑制することができる。
【００５９】
《第２実施形態》
図８は、図１の組電池の制御装置３の制御手順の他例を示すフローチャートである。本例の制御手順は、図５に示す第１実施形態の手順に比べてステップＳ２Ａ及びＳ３Ａが相違し、その他の手順は同じである。このため、図８に図５と同じステップ符号を付して、その説明に関する記載を本例に援用する。
【００６０】
また、本例の組電池の制御装置３の構成については、図１に示す第１実施形態のブロック図と同じであるが、切換回路３５及び第２内部状態判定回路３４における処理内容が相違し、その他の構成については同じである。このため、その説明に関する記載を本例に援用することとし、相違点について以下説明する。
【００６１】
図８のステップＳ２Ａでは、ステップＳ２で算出された組電池の充電状態ＳＯＣに基づいて、組電池を一つの単電池としてみなした場合の入力（充電）可能電力量および出力（放電）可能電力量を算出する。この入出力可能電力量は、たとえば充電状態ＳＯＣに初期電池容量を乗算したり、またはそれに温度補正係数を乗算したりすることで算出することができる。
【００６２】
ステップＳ３Ａでは、ステップＳ２Ａで算出された入出力可能電力量が、予め設定された基準値Ｐ１以上か否かを判断し、Ｐ１以上である場合はステップＳ７へ進んで組電池２全体のＳＯＣを内部状態特性とする。一方、Ｐ１未満である場合はステップＳ４へ進んで、単電池２ａ，２ｂの満充電容量を算出し、これに基づいた入出力可能電力量を算出する。
【００６３】
このように組電池の入出力可能電力量によって内部状態特性を切り換えても、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏することになる。
【００６４】
《第３実施形態》
図９は、図１の組電池の制御装置３の制御手順のさらに他の例を示すフローチャートである。本例の制御手順は、図５に示す第１実施形態の手順に比べてステップＳ３の処理内容と、ステップＳ１〜Ｓ４の順序が相違し、その他の手順は同じである。このため、図９に図５と同じステップ符号を付して、その説明に関する記載を本例に援用する。
【００６５】
また、本例の組電池の制御装置３の構成については、図１に示す第１実施形態のブロック図と同じであるが、切換回路３５における処理内容が相違し、その他の構成については同じである。このため、その説明に関する記載を本例に援用することとし、相違点について以下説明する。
【００６６】
まず図９のステップＳ４では、図５のステップＳ４と同様の処理を実行して各単電池２ａ，２ｂの満充電容量Ｑｍａｘを検出する。
【００６７】
ステップＳ３Ｂでは、ステップＳ４で検出された単電池２ａ，２ｂの満充電容量のばらつきが予め設定された基準値α（Ａｈ）以下か否かを判断し、α以下である場合はステップＳ１→Ｓ２→Ｓ７と進み、組電池２全体のＳＯＣを内部状態特性とする。
【００６８】
これに対し、単電池の満充電容量のばらつきがα（Ａｈ）を越える場合はステップＳ５へ進み、ステップＳ４で検出された単電池の満充電容量が最小の単電池を選択する。そして、ステップＳ６及びＳ８にて、この最小の満充電容量に基づいた入出力可能電力量を算出する。
【００６９】
このように単電池の満充電容量のばらつきの大きさによって内部状態特性を切り換えても、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏することになる。
【００７０】
なお本例においては、ステップＳ３Ｂにおいて単電池の満充電容量のばらつきの大きさを内部状態特性の切換基準としたが、これに代えて単電池の残存容量を予め設定された基準値βと比較したり、単電池の開放電圧のばらつきを予め設定された基準値γと比較したりすることで内部状態特性を切り換えてもよい。
【００７１】
上記満充電容量検出回路３１が本発明に係る満充電検出手段に相当し、上記選択回路３２が本発明に係る選択手段に相当し、上記第１内部状態判定回路３３が本発明に係る第１の内部状態判定手段に相当し、上記第２内部状態判定回路３４が本発明に係る第２の内部状態判定手段に相当し、上記切換回路３５が本発明に係る切換手段に相当し、上記算出回路３６が本発明に係る算出手段に相当する。
【符号の説明】
【００７２】
１…電池負荷
１１…負荷コントローラ
２…組電池
２ａ，２ｂ…単電池
３…制御装置
３１…満充電容量検出回路
３１１ａ，３１１ｂ…電圧センサ
３１２…電流センサ
３２…選択回路
３３…第１内部状態判定回路
３４…第２内部状態判定回路
３４１…電圧センサ
３５…切換回路
３６…算出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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