(57)【要約】【課題】二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムおよび残量管理方法を提供する。【解決手段】二次電池１と、二次電池１の温度管理をする温度管理手段５と、二次電池１および温度管理手段５の動作を制御するコントローラＣＴＲと、を備え、コントローラＣＴＲは、二次電池１の状態を監視して、二次電池１の残存容量を推定する電池状態監視手段６と、電池状態監視手段６で推定された残存容量が、温度管理手段５の駆動に必要な容量以下とならないように二次電池１の放電を禁止する、あるいは、二次電池１の設定値を変化させる放電禁止指令手段２と、を備える二次電池の残量管理システム。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、
前記二次電池の温度管理をする温度管理手段と、
前記二次電池および前記温度管理手段の動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記二次電池の状態を監視して、前記二次電池の残存容量を推定する電池状態監視手段と、
前記電池状態監視手段で推定された残存容量が、前記温度管理手段の駆動に必要な容量以下とならないように前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記二次電池の設定値を変化させる放電禁止指令手段と、を備える二次電池の残量管理システム。
【請求項２】
二次電池と、
前記二次電池の温度管理をする温度管理手段と、
前記二次電池および前記温度管理手段の動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記二次電池の開路電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された電圧値に基づいて前記二次電池の残存容量を推定する残存容量推定手段と、
前記残存容量推定手段で推定された残存容量が、前記温度管理手段の駆動に必要な容量以下とならないよう前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記電池状態信号に応じて前記二次電池の設定値を変化させる放電禁止指令手段と、を備える二次電池の残量管理システム。
【請求項３】
前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記二次電池の温度を検出する電池温度検出手段と、をさらに備え、
前記電池状態監視手段あるいは前記残存容量推定手段は、前記電圧検出手段で検出された電圧値、前記電流検出手段で検出された電流値、および前記電池温度検出手段で検出された温度値の少なくともいずれか１つの値から前記二次電池の残存容量を推定する手段を備える請求項１または請求項２記載の二次電池の残量管理システム。
【請求項４】
前記温度管理手段は、前記二次電池に送風する送風手段を備え、
前記コントローラは、前記温度管理手段の駆動を制御する制御手段と、
前記送風手段によって送風される空気の温度を検出する気温検出手段と、
前記電池温度検出手段で検出された温度値と前記気温検出手段で検出された温度値とが供給される温度比較手段と、をさらに備え、
前記温度比較手段は、前記二次電池の温度値が温度管理を必要とする温度範囲に含まれるか否かを判断し、前記二次電池の温度管理が必要であると判断した場合に、前記電池温度検出手段で検出された温度値と前記気温検出手段で検出された温度値とを比較して前記送風手段から送風される空気の温度が前記二次電池の温度管理に適切な値か否かを判断し、前記送風手段から送風される空気の温度が前記二次電池の温度管理に適切であると判断した場合に、前記温度管理装置を駆動させる信号を前記制御手段に供給する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の二次電池の残量管理システム。
【請求項５】
前記温度管理手段は、前記二次電池に送風する送風手段を備え、
前記コントローラは、前記送風手段によって送風される空気の温度を検出する気温検出手段と、
前記電池温度検出手段で検出された温度値と前記気温検出手段で検出された温度値とが供給される温度管理用残量計算手段と、をさらに備え、
前記温度管理用残量計算手段は、前記電池温度検出手段で検出された温度値と前記気温検出手段で検出された温度値との差を計算し、計算された差から前記二次電池の温度管理に必要な前記二次電池の残量を計算して計算結果を前記放電禁止指令手段に供給する手段とを備え、
前記放電禁止指令手段は、前記電池状態監視手段あるいは前記残存容量推定部で推定された前記二次電池の残存容量が前記温度管理用残量計算手段から供給された前記二次電池の温度管理に必要な残量以下とならないように前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記二次電池の設定値を変化させる手段を有している請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の二次電池の残量管理システム。
【請求項６】
残量表示手段をさらに備える二次電池の残量管理システムであって、
前記コントローラは、前記電池状態監視手段あるいは前記残存容量推定手段で推定された残存容量および前記温度管理用残量計算手段で計算された残量の値が供給される表示残量計算手段をさらに備え、
前記表示残量計算手段は、前記電池状態監視手段あるいは前記残存容量推定手段で推定された残存容量と、前記温度管理用残量計算手段で計算された残量との差を算出して前記残量表示手段に供給する手段を備え、
前記残量表示手段は、前記表示残量計算手段から供給された値を前記二次電池の残量として表示する手段を有する請求項５記載の二次電池の残量管理システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記放電禁止指令手段が前記二次電池の放電を禁止している際に、前記放電禁止指令手段に前記二次電池の放電禁止を解除させる残存容量使用指示手段を有する請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の二次電池の残量管理システム。
【請求項８】
二次電池と、前記二次電池の温度管理をする温度管理手段と、前記二次電池および前記温度管理手段の動作を制御するコントローラと、を備えた残量管理システムでの残量管理方法であって、
前記二次電池の状態を監視する電池状態監視する監視ステップと、
前記監視ステップで得られた電池状態信号に基づいて前記二次電池の残存容量を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された残存容量が、前記温度管理手段の駆動に必要な容量以下とならないように前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記二次電池の設定値を変化させる放電禁止指令ステップと、を備える二次電池の残量管理方法。
【請求項９】
前記監視ステップは、前記二次電池の開路電圧を検出する電圧検出ステップを有し、
前記推定ステップは、前記電圧検出ステップで検出された電圧値から前記二次電池の残存容量を推定するステップを有する請求項８記載の二次電池の残量管理方法。
【請求項１０】
前記監視ステップは、前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出ステップをさらに備え、
前記推定ステップは、前記電圧検出ステップで検出された電圧値、前記電流検出ステップで検出された電流値、および前記電池温度検出ステップで検出された温度値の少なくともいずれか１つの値から前記二次電池の残存容量を推定するステップを有している請求項８記載の二次電池の残量管理方法。
【請求項１１】
前記二次電池の温度を検出する電池温度検出ステップと、
前記温度管理手段の送風手段によって送風される空気の温度を検出する気温検出ステップと、
前記電池温度検出ステップで検出された温度値が温度管理を必要とする温度領域内に含まれるか否かを判断する第１判断ステップと、
前記第１判断ステップで、温度管理が必要と判断した場合に、前記電池温度検出ステップで検出された温度値と、前記気温検出ステップで検出された温度値とを比較して、前記送風手段から送風される空気の温度が前記二次電池の温度管理に適切な値か否かを判断する第２判断ステップと、
前記第２判断ステップで、前記送風手段から送風される空気の温度が前記二次電池の温度管理に適切であると判断した場合に、前記温度管理装置を駆動するステップと、を備える請求項８乃至請求項１０のいずれか１項記載の二次電池の残量管理方法。
【請求項１２】
前記二次電池の温度を検出する電池温度検出ステップと、
前記温度管理手段の送風手段によって送風される空気の温度を検出する気温検出ステップと、
前記電池温度検出ステップで検出された温度値と前記気温検出ステップで検出された温度値との差を算出する温度差算出ステップと、
前記温度差算出ステップで算出された差から、前記二次電池の温度管理に必要な前記二次電池の残量を算出する残量算出ステップと、
前記残存容量推定ステップで推定された前記二次電池の残存容量が、前記残量算出ステップで算出された残量以下とならないように前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記二次電池の設定値を変化させるステップと、を備える請求項８乃至請求項１１のいずれか１項記載の二次電池の残量管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池の残量管理システムおよび残量管理方法に係り、特に、温度管理装置を備える二次電池の残量管理システムおよび残量管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、リチウム二次電池等の二次電池は電気自動車、ハイブリッド自動車、産業用機器等に搭載されている。そのため、二次電池は、高温環境もしくは低温環境下に長時間さらされ、使用される場合が想定される。
【０００３】
一般的に、二次電池は、低温環境や高温環境に長時間さらされると、入出力密度の低下、電池容量劣化、SOC（state of charge）低下、内部抵抗の増大等が生じるため、低温環境や高温環境で長時間使用される可能性のある二次電池の長寿命化が難しかった。
【０００４】
従来、二次電池の温度が所定温度以上になった場合に、冷却手段を動作させて二次電池を冷却する電気自動車用二次電池の保護法方が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３０７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の二次電池の保護方法では、電気自動車用二次電池における冷却装置や冷却方法が提案されているが、二次電池の残量の管理システムについては言及されていない。二次電池の残量を管理しない場合には、上記のような二次電池の冷却手段等の温度管理装置を備えていても、二次電池の残量不足によって温度管理装置を使用することができない場合があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであって、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムおよび残量管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様による二次電池の残量管理システムは、二次電池と、前記二次電池の温度管理をする温度管理手段と、前記二次電池および前記温度管理手段の動作を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記二次電池の状態を監視する電池状態監視手段と、前記電池状態監視手段から供給された電池状態信号に基づいて前記二次電池の残存容量を推定し、推定された残存容量が、前記温度管理手段の駆動に必要な容量以下とならないように前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記二次電池の設定値を変化させる放電禁止指令手段と、を備える。
【０００８】
本発明の第２態様による二次電池の残量管理システムは、二次電池と、前記二次電池の温度管理をする温度管理手段と、前記二次電池および前記温度管理手段の動作を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記二次電池の開路電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段で検出された電圧値に基づいて前記二次電池の残存容量を推定する残存容量推定手段と、前記残存容量推定手段で推定された残存容量が、前記温度管理手段の駆動に必要な容量以下とならないよう前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記電池状態信号に応じて前記二次電池の設定値を変化させる放電禁止指令手段と、を備える。
【０００９】
本発明の第３態様による二次電池の残量管理方法は、二次電池と、前記二次電池の温度管理をする温度管理手段と、前記二次電池および前記温度管理手段の動作を制御するコントローラと、を備えた残量管理システムでの残量管理方法であって、前記二次電池の状態を監視する電池状態監視する監視ステップと、前記監視ステップで得られた電池状態信号に基づいて前記二次電池の残存容量を推定する推定ステップと、前記推定ステップで推定された残存容量が、前記温度管理手段の駆動に必要な容量以下とならないように前記二次電池の放電を禁止する、あるいは、前記二次電池の設定値を変化させる放電禁止指令ステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムおよび残量管理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施形態に係る残量管理システムについて図面を参照して説明する。本実施形態に係る残量管理システムは、図１に示すように、二次電池１と、二次電池１の温度を管理する温度管理装置５と、二次電池１および温度管理装置５の動作を制御するコントローラＣＴＲと、を有している。図１に示す場合では、温度管理装置５として、ファンなどの送風機構を持つものを採用している。二次電池１は、例えば直列に接続された複数の二次電池セル（図示せず）を有している。
【００１２】
図２に示すように、コントローラＣＴＲは、放電禁止指令部２、二次電池１に接続される温度センサ（図示せず）を有する電池温度検出部３、温度管理装置５駆動用の制御回路４、および、二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの電圧や電流、電池温度などを監視する電池状態監視部６を備えている。
【００１３】
電池状態監視部６は、二次電池１の二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの電圧や電流、電池温度などから二次電池１の残存容量を推定する手段を有している。放電禁止指令部２には、電池状態監視部６から、あらかじめ設定された範囲の残存容量の値が供給された場合に二次電池１の放電を禁止する、あるいは、二次電池１の状態に応じて、二次電池１の設定値を変化させる手段を有している。
【００１４】
すなわち、放電禁止指令部２は、二次電池１の放電を禁止させる他、例えば二次電池１の状態に応じて二次電池１の出力電圧を徐々に低下させる等、二次電池１の設定値を変化させることも可能である。
【００１５】
本実施形態に係る残量管理システムによる残量管理方法は、まず、電池状態監視部６が、二次電池１の開路電圧を監視し、取得した開路電圧の値を用いて残存容量を推定し、放電禁止指令部２に残存容量の値を供給する。
【００１６】
ここで、電池状態監視部６は、取得した開路電圧の値から二次電池１の残存容量を推定する際に、例えば、開路電圧の値に対応する残存容量を推定するための数式を用いてもよく、開路電圧の値に対応する残存容量を参照するためのテーブルを用いてもよい。
【００１７】
放電禁止指令部２は、電池状態監視部６から取得した残存容量の値が、一定容量以下か否かを判断する。ここで、一定容量とは、少なくとも温度管理装置５の駆動に必要な容量以上の容量である。
【００１８】
放電禁止指令部２は、残存容量の値が、一定容量以下である場合には、二次電池１の放電を禁止させるか、あるいは、二次電池１の状態に応じて、二次電池１の設定値を変化させて、温度管理装置５の駆動に必要な残存容量を確保する。
【００１９】
一方、電池温度検出部３は、温度センサで検出された二次電池１の温度を検出して、検出された温度の値を制御回路４に供給する。制御回路４は、電池温度検出部３から供給された温度の値が、温度管理が必要な温度範囲に含まれるか否かを判断し、温度管理が必要な温度範囲に含まれると判断した場合に、温度管理装置５を駆動する。
【００２０】
このとき、本実施形態に係る残量管理システムでは、二次電池１の残存容量の値が一定容量以下となった場合に、放電禁止指令部２が二次電池１の放電を禁止し、あるいは、二次電池１の状態に応じて二次電池１の設定値を変化させ、温度管理装置５の駆動に必要な二次電池１の残存容量を確保するため、制御回路４が二次電池１の周囲の温度が温度管理を必要な温度範囲に含まれると判断した場合に、二次電池１の残存容量が不足状態となることがなくなる。
【００２１】
そのため、制御回路４が、二次電池１の周囲の温度が温度管理を必要な温度範囲に含まれると判断した場合には、常に、温度管理装置５を駆動することが可能となる。その結果、二次電池が低温環境あるいは高温環境で長時間使用されることがあっても、確実に温度管理装置５を駆動することができるため二次電池１が低温あるいは高温となることを防止することができる。
【００２２】
したがって、二次電池１の入出力密度の低下の防止、電池容量劣化の抑制、SOC低下の防止、および、内部抵抗の増大の防止を実現し、二次電池１の長寿命化を実現させることができる。
【００２３】
すなわち、本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムを提供することができる。
【００２４】
次に、本発明の第２実施形態に係る残量管理システムについて、図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る残量管理システムと同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態に係る残量管理システムのコントローラＣＴＲは、放電禁止指令部２、二次電池１に接続される温度センサからなる電池温度検出部３、温度管理装置５駆動用の制御回路４、残存容量推定部７、および、二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの電圧を検出する電圧検出部８を備えている。
【００２６】
残存容量推定部７は、二次電池１の開路電圧値から二次電池１の残存容量を推定する手段を有している。放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から、あらかじめ設定された範囲の残存容量の値が供給された場合に二次電池１の放電を禁止する、あるいは、二次電池１の電池状態に応じて二次電池１の設定値を変化させる手段を有している。
【００２７】
本実施形態に係る残量管理システムによる残量管理方法は、まず、電圧検出部８が二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの開路電圧を検出し、検出した電圧値を残存容量推定部７に供給する。
【００２８】
残存容量推定部７は、供給された電圧値に基づいて、二次電池１の残量容量を推定し、推定した残量容量の値を放電禁止指令部２に供給する。放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から取得した残存容量の値が、一定容量以下か否かを判断する。
【００２９】
放電禁止指令部２は、残存容量の値が、一定容量以下である場合には、二次電池１の放電を禁止させるか、あるいは、二次電池１の状態に応じて、二次電池１の設定値を変化させて、温度管理装置５の駆動に必要な残存容量を確保する。
【００３０】
一方、電池温度検出部３は、温度センサで検出された二次電池１の温度を検出して、検出された温度の値を制御回路４に供給する。制御回路４は、電池温度検出部３から供給された温度の値が、温度管理が必要な温度範囲に含まれるか否かを判断し、温度管理が必要な温度範囲に含まれると判断した場合に、温度管理装置５を駆動する。
【００３１】
本実施形態に係る残量管理システムでは、上記のように、二次電池１の残存容量の値が一定容量以下となった場合に、温度管理装置５の駆動に必要な二次電池１の残存容量を確保する。
【００３２】
そのため、上述の第１実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法と同様に、制御回路４が、二次電池１の周囲の温度が温度管理を必要な温度範囲に含まれると判断した場合には、常に、温度管理装置５を駆動することが可能となる。
【００３３】
その結果、二次電池１の入出力密度の低下の防止、電池容量劣化の抑制、SOC低下の防止、および、内部抵抗の増大の防止を実現し、二次電池１の長寿命化を実現させることができる。
【００３４】
すなわち、本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムを提供することができる。
【００３５】
次に、本発明の第３実施形態に係る残量管理システムについて図面を参照して以下に説明する。図４に示すように、本実施形態に係る残量管理システムのコントローラＣＴＲは、放電禁止指令部２、二次電池１に接続される温度センサからなる電池温度検出部３、温度管理装置５駆動用の制御回路４、残存容量推定部７、二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの電圧を検出する電圧検出部８、および、二次電池セルの正極側または負極側に設置されるシャント抵抗あるいはホールＣＴ等の電流センサ（図示せず）を有する電流検出部９を備えている。
【００３６】
残存容量推定部７は、二次電池１の開路電圧値、二次電池１に流れる電流値、および、温度センサで検出された二次電池１の温度値の少なくともいずれか１つの値から二次電池１の残存容量を推定する手段を有している。
【００３７】
残存容量推定部７は、二次電池１が充放電中の場合には電流値と温度値とを用いて残存容量を推定し、二次電池１が充放電中でないときには二次電池１の開放電圧と温度値とを用いて残存容量を推定する等、二次電池１の状態に応じて推定方法を選択するように構成されていてもよい。
【００３８】
放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から、あらかじめ設定された範囲の残存容量の値が供給された場合に二次電池１の放電を禁止する、あるいは、二次電池１の電池状態に応じて二次電池１の設定値を変化させる手段を有している。
【００３９】
本実施形態に係る残量管理システムによる残量管理方法では、電圧検出部８が二次電池１あるいは二次電池セルの開路電圧を検出し、検出した電圧値を残存容量推定部７に供給する。電流検出部９は、電流センサによって二次電池１に流れる電流値を検出し、検出した電流値を残存容量推定部７に供給する。電池温度検出部３は、温度センサによって二次電池１の温度を検出して、検出された温度の値を残存容量推定部７および制御回路４に供給する。
【００４０】
残存容量推定部７は、供給された電圧値、電流値、および温度値の少なくともいずれか１つの値に基づいて、二次電池１の残存容量を推定し、推定した値を放電禁止指令部２に供給する。
【００４１】
ここで、残存容量推定部７は、二次電池１の残存容量を推定する際に、例えば、取得した電圧値、電流値、および温度値に対応する残存容量を推定するための数式を用いてもよく、電圧値、電流値、および温度値に対応する残存容量を参照するためのテーブルを用いてもよい。
【００４２】
放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から取得した残存容量の値が、一定容量以下か否かを判断する。放電禁止指令部２は、残存容量の値が、一定容量以下である場合には、二次電池１の放電を禁止させるか、あるいは、二次電池１の状態に応じて、二次電池１の設定値を変化させて、温度管理装置５の駆動に必要な残存容量を確保する。
【００４３】
一方、制御回路４は、電池温度検出部３から供給された温度の値が、温度管理が必要な温度範囲に含まれるか否かを判断し、温度管理が必要な温度範囲に含まれると判断した場合に、温度管理装置５を駆動する。
【００４４】
本実施形態に係る残量管理システムでは、上記のように、二次電池１の残存容量の値が一定容量以下となった場合に、温度管理装置５の駆動に必要な二次電池１の残存容量を確保する。
【００４５】
そのため、上述の第１実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法と同様に、制御回路４が、二次電池１の周囲の温度が温度管理を必要な温度範囲に含まれると判断した場合には、常に、温度管理装置５を駆動することが可能となる。
【００４６】
その結果、二次電池１の入出力密度の低下の防止、電池容量劣化の抑制、SOC低下の防止、および、内部抵抗の増大の防止を実現し、二次電池１の長寿命化を実現させることができる。さらに、本実施形態に係る残量管理システムでは、電流値と電圧値と電池温度値とを用いて残存容量を求めることが可能であるため、二次電池１の充放電動作中でも精度の良い残量管理ができる。
【００４７】
すなわち、本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムを提供することができる。
【００４８】
次に、本発明の第４実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法について図面を参照して以下に説明する。図４に示すように、本実施形態に係る残量管理システムのコントローラＣＴＲは、放電禁止指令部２、二次電池１に接続される温度センサからなる電池温度検出部３、温度管理装置５駆動用の制御回路４、残存容量推定部７、二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの電圧を検出する電圧検出部８、二次電池セルの正極側または負極側に設置されるシャント抵抗あるいはホールＣＴ等の電流センサを有する電流検出部９、温度管理装置５から送風されてくる空気の温度を検出する気温検出部１０、および、二次電池１の温度値と送風される空気の温度を比較する温度比較部１１を備えている。
【００４９】
残存容量推定部７は、二次電池１の開路電圧値、二次電池１に流れる電流値、および、温度センサで検出された二次電池１の温度値の少なくともいずれか１つの値から二次電池１の残存容量を推定する手段を有している。放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から、あらかじめ設定された範囲の値が供給された場合に二次電池１の放電を禁止する、あるいは、二次電池１の電池状態に応じて二次電池１の設定値を変化させる手段を有している。
【００５０】
本実施形態に係る残量管理システムによる残量管理方法では、電圧検出部８が二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの開路電圧を検出し、検出した電圧値を残存容量推定部７に供給する。
【００５１】
電流検出部９は、電流センサによって二次電池１に流れる電流値を検出し、検出した電流値を残存容量推定部７に供給する。電池温度検出部３は、温度センサによって二次電池１の温度を検出して、検出された温度の値を残存容量推定部７および温度比較部１１に供給する。
【００５２】
残存容量推定部７は、供給された電圧値、電流値、および温度値の少なくともいずれか１つの値に基づいて、二次電池１の残存容量を推定し、推定した値を放電禁止指令部２に供給する。
【００５３】
ここで、残存容量推定部７は、二次電池１の残存容量を推定する際に、例えば、取得した電圧値、電流値、および温度値に対応する残存容量を推定するための数式を用いてもよく、電圧値、電流値、および温度値に対応する残存容量を参照するためのテーブルを用いてもよい。
【００５４】
放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から取得した残存容量の値が、一定容量以下か否かを判断する。放電禁止指令部２は、残存容量の値が、一定容量以下である場合には、二次電池１の放電を禁止させるか、あるいは、二次電池１の状態に応じて、二次電池１の設定値を変化させて、温度管理装置５の駆動に必要な残存容量を確保する。
【００５５】
一方、温度比較部１１は、電池温度検出部３から供給された温度の値と、気温検出部１０から検出された温度の値とを比較し、二次電池１の温度は温度管理が必要な温度範囲であるか否かを判断する。二次電池１の温度が温度管理を必要としない温度範囲に含まれる場合には、温度比較部１１は、制御回路４に温度管理装置５を駆動しないように指令信号を供給する。
【００５６】
温度比較部１１は、二次電池１の温度が温度管理を必要とする温度範囲に含まれる判断した場合に、温度管理装置５から送風されてくる空気の温度が二次電池１の温度よりも低いか否かを判断する。
【００５７】
温度比較部１１は、二次電池１の温度が二次電池１を冷却する必要がある温度範囲に含まれる場合であって、温度管理装置５から送風されてくる空気の温度が、二次電池１の温度よりも低いと判断した場合に、制御回路４に温度管理装置５を駆動するように指令信号を供給する。
【００５８】
温度比較部１１は、二次電池１の温度が二次電池１を冷却する必要がある温度範囲に含まれる場合であって、温度管理装置５から送風されてくる空気の温度が、二次電池１の温度以上であると判断した場合に、制御回路４の温度管理装置５を駆動しないように指令信号を供給する。
【００５９】
また、温度比較部１１は、二次電池１の温度が二次電池１を加熱する必要がある温度範囲に含まれる場合であって、温度管理装置５から送風されてくる空気の温度が、二次電池１の温度以上であると判断した場合に、制御回路４に温度管理装置５を駆動するように指令信号を供給する。
【００６０】
温度比較部１１は、二次電池１の温度が二次電池１を加熱する必要がある温度範囲に含まれる場合であって、温度管理装置５から送風されてくる空気の温度が、二次電池１の温度より低いと判断した場合に、制御回路４の温度管理装置５を駆動しないように指令信号を供給する。
【００６１】
制御回路４は、温度比較部１１から供給された指令信号に基づいて、温度管理装置５を駆動する。
【００６２】
本実施形態に係る残量管理システムでは、上記のように、二次電池１の残存容量の値が一定容量以下となった場合に、温度管理装置５の駆動に必要な二次電池１の残存容量を確保する。
【００６３】
そのため、上述の第１実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法と同様に、制御回路４が、二次電池１の周囲の温度が温度管理を必要な温度範囲に含まれると判断した場合には、常に、温度管理装置５を駆動することが可能となる。
【００６４】
さらに、本実施形態に係る残量管理システムでは、電流値と電圧値と電池温度値との少なくともいずれか１つの値から残存容量を推定するため、二次電池１の充放電動作中でも精度の良い残量管理ができる。
【００６５】
さらに、本実施形態に係る残量管理システムでは、二次電池１の冷却あるいは加熱効果の得られない状況では、温度管理装置５が駆動されない。そのため、二次電池１の温度管理のための無駄な電力の使用を抑えることが可能となる。
【００６６】
その結果、二次電池１の入出力密度の低下の防止、電池容量劣化の抑制、SOC低下の防止、および、内部抵抗の増大の防止を実現し、二次電池１の長寿命化を実現させることができる。
【００６７】
すなわち、本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムを提供することができる。
【００６８】
次に、本発明の第５実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法について図面を参照して以下に説明する。図６に示すように、本実施形態に係る残量管理システムのコントローラＣＴＲは、放電禁止指令部２、二次電池１に接続される温度センサからなる電池温度検出部３、温度管理装置５駆動用の制御回路４、残存容量推定部７、二次電池１あるいは二次電池１を構成する二次電池セルの電圧を検出する電圧検出部８、二次電池セルの正極側または負極側に設置されるシャント抵抗あるいはホールＣＴ等の電流センサを有する電流検出部９、温度管理装置５から送風されてくる空気の温度を検出する気温検出部１０、および、二次電池１の温度と温度管理装置５から送風される空気の温度との差から温度管理に必要な残存容量を計算する温度管理用残量計算部１２を備えている。
【００６９】
残存容量推定部７は、二次電池１の開路電圧値、二次電池１に流れる電流値、および、温度センサで検出された二次電池１の温度値の少なくともいずれか１つの値から二次電池１の残存容量を推定する手段を有している。
【００７０】
放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から、あらかじめ設定された範囲の値が供給された場合に二次電池１の放電を禁止する、あるいは、二次電池１の電池状態に応じて二次電池１の設定値を変化させる手段を有している。
【００７１】
本実施形態に係る残量管理システムによる残量管理方法では、電圧検出部８が二次電池１あるいは二次電池セルの開路電圧を検出し、検出した電圧値を残存容量推定部７に供給する。電流検出部９は、電流センサによって二次電池１に流れる電流値を検出し、検出した電流値を残存容量推定部７に供給する。電池温度検出部３は、二次電池１の周囲の温度を検出して、検出された温度の値を残存容量推定部７および温度管理用残量計算部１２に供給する。
【００７２】
残存容量推定部７は、供給された電圧値、電流値、および温度値の少なくともいずれか１つの値に基づいて、二次電池１の残存容量を推定し、推定した値を放電禁止指令部２に供給する。ここで、残存容量推定部７は、二次電池１の残存容量を推定する際に、例えば、取得した電圧値、電流値、および温度値に対応する残存容量を推定するための数式を用いてもよく、電圧値、電流値、および温度値に対応する残存容量を参照するためのテーブルを用いてもよい。
【００７３】
一方、温度管理用残量計算部１２は、供給された二次電池１の温度の値が二次電池１の温度管理が必要な温度範囲に含まれるか否かを判断し、判断結果を制御回路４に供給する。さらに、二次電池１の温度の値が、温度管理が必要な温度範囲に含まれる場合、温度管理用残量計算部１２は、二次電池１の温度と温度管理装置５から送風される空気の温度との温度差を計算し、計算された温度差に基づいて、二次電池１を冷却あるいは過熱するために必要な時間を計算する。
【００７４】
温度管理用残量計算部１２は、二次電池１を冷却あるいは過熱するために必要な時間から、二次電池１の温度管理に必要な残存容量を計算し、計算結果を放電禁止指令部２に供給する。
【００７５】
なお、温度管理用残量計算部１２は、二次電池１を冷却あるいは過熱するために必要な時間を計算する際、および、二次電池１の温度管理に必要な残存容量を計算する際には、例えば、所定の数式を用いてもよく、また、冷却または過熱時間に対応する残存容量を参照するためのテーブルを用いてもよい。
【００７６】
放電禁止指令部２は、残存容量推定部７から取得した残存容量の値が、温度管理用残量計算部１２から取得した温度管理に必要な残存容量まで低下した際に、二次電池１の放電を禁止させるか、あるいは、残存容量推定部７から取得した残存容量の値が、温度管理用残量計算部１２から取得した温度管理に必要な残存容量を下回らないように、二次電池１の設定値を変化させて、温度管理装置５の駆動に必要な残存容量を確保する。
【００７７】
制御回路４は、温度管理用残量計算部１２から供給された指令信号に基づいて、二次電池１の温度が温度管理を必要とする温度領域に含まれる場合には、温度管理装置５を駆動する。
【００７８】
本実施形態に係る残量管理システムでは、上記のように、二次電池１の残存容量の値が温度管理用残量計算部１２で計算された温度管理に必要な残存容量以下とならないように二次電池１の放電禁止等が成され、温度管理装置５の駆動に必要な二次電池１の残存容量を確保する。
【００７９】
そのため、上述の第１実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法と同様に、制御回路４が、二次電池１の周囲の温度が温度管理を必要な温度範囲に含まれると判断した場合には、常に、温度管理装置５を駆動することが可能となる。
【００８０】
さらに、本実施形態に係る残量管理システムでは、電流値と電圧値と温度値との少なくともいずれか１つの値から残存容量を求めるため、二次電池１の充放電動作中でも精度の良い残量管理ができる。
【００８１】
さらに、本実施形態に係る残量管理システムでは、二次電池１の温度と温度管理装置５から送風される空気の温度との温度状況に応じて、温度管理のために必要な最低限の残存容量を確保することができ、二次電池１の容量のより有効に利用することができる。
【００８２】
その結果、二次電池１の入出力密度の低下の防止、電池容量劣化の抑制、SOC低下の防止、および、内部抵抗の増大の防止を実現し、二次電池１の長寿命化を実現させることができる。
【００８３】
すなわち、本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムを提供することができる。
【００８４】
次に、本発明の第６実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法についてについて図面を参照して以下に説明する。本実施形態に係る残量管理システムは、残量表示部１４をさらに備えている。
【００８５】
図６に示すように、本実施形態に係る残量管理システムのコントローラＣＴＲは、温度管理装置５を駆動するための残量を計算する温度管理用残量計算部１２をさらに備えている。本実施形態に係る残量管理システムは、上記の構成以外は上述の第５実施形態に係る残量管理システムと同様である。
【００８６】
温度管理用残量計算部１２は、残存容量推定部７で推定された残存容量から、温度管理用残量計算部１２で計算された温度管理用残量を差し引いた値（表示残量）を計算する手段を有している。
【００８７】
本実施形態に係る残量管理システムによる残量管理方法では、表示残量計算部１３は、残存容量推定部７から供給された二次電池１の残存容量から、温度管理用残量計算部１２から供給された二次電池１の温度管理に必要な残量を引いた値（表示残量）を計算する。ここで計算された値は、二次電池１の残存容量のうちで、二次電池１の温度管理以外の用途に利用できる使用可能な容量である。
【００８８】
表示残量計算部１３は、計算した表示残量を残量表示部１４に供給する。残量表示部１４は、例えば液晶表示画面等の表示画面（図示せず）を有し、供給された表示残量の値を表示画面に表示させる。
【００８９】
このとき、表示画面には、例えば、二次電池１の使用可能な容量の増減に応じて長さが変化するバーが表示されたり、使用可能な容量を表示するメータの画像が表示されたり、二次電池１の使用可能な容量が無くなるまでの時間を表示されたりする。
【００９０】
なお、残量表示部１４は、上記のような表示画像による表示手段に限らず、他の表示手段を備えていてもよい。例えば、使用可能な容量を示すメータであってもよい。さらに、残量表示部１４は、音声で使用可能な容量やその容量が無くなるまでの時間を知らせる手段を有していてもよい。
【００９１】
本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、上述の第５実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法と同様の効果が得られるとともに、上記のように、残量管理システムが残量表示部１４を有することによって、ユーザは、残量表示部１４によって、二次電池１の放電が禁止されるまでの残存容量を確認することができる。
【００９２】
ユーザが、放電が禁止されるまでの残存容量を確認可能となることによって、放電が禁止されるまでの残存容量が無くなる前に二次電池１の充電をする等、二次電池１の温度管理に必要な残存容量が確保されることが期待できる。
【００９３】
すなわち、本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、二次電池が使用される環境に関わらず、二次電池の長寿命化を実現する二次電池の残量管理システムを提供することができる。
【００９４】
次に、本発明の第７実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法について図面を参照して以下に説明する。図８に示すように、本実施形態に係る残量管理システムは、放電禁止指令部２に対して二次電池１の放電禁止を解除させる手段として残存容量使用指示部１５を有している。本実施形態に係る残量管理システムは、上記の構成以外は、上述の第１実施形態に係る残量管理システムと同様の構成である。
【００９５】
本実施形態に係る残量管理システムでの残量管理方法では、放電禁止指令部２によって二次電池１の放電が禁止されている場合であっても、残存容量使用指示部１５が残存容量を使用するか否かを判断し、あるいは、ユーザの操作によって、残存容量使用指示部１５が放電禁止指令部２に放電禁止を解除させる指令信号を供給する。
【００９６】
残存容量使用指示部１５は、例えば、電気自動車に搭載されている場合には、事故を避けるために二次電池１を稼動させる必要があると判断すると、放電禁止指令部２によって二次電池１の放電が禁止されている場合であっても、二次電池１の放電禁止を解除させる指令信号を放電禁止指令部２に供給する。放電禁止指令部２は、残存容量使用指示部１５から放電禁止を解除させる指令信号が供給されると、二次電池１の放電を開始させる。
【００９７】
したがって、本実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法によれば、上述の第１実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法と同様の効果が得られるとともに、温度管理装置５の駆動のための容量を使用することが選択でき、例えば緊急時や非常時での安全性を確保することができる。
【００９８】
なお、本実施形態に係る残量管理システムは、第１実施形態に係る残量管理システムに、さらに残存容量使用指示部１５を備えていたが、第２実施形態乃至第６実施形態に係る残量管理システムに、さらに残存容量使用指示部１５を備えるように構成してもよい。その場合であっても、上述の第７実施形態に係る残量管理システムおよび残量管理方法による効果を同様の効果を得ることができる。
【００９９】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上述の第１実施形態乃至第７実施形態に係る残量管理システムでは、温度管理装置５としてファンを有していたが、温度管理装置５はファンに限らない。温度管理装置５は、例えば二次電池１を過熱するためのヒータを備えていてもよい。
【０１００】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施形態に係る残量管理システムの一構成例を概略的に示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る残量管理システムの一構成例を説明するための図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る残量管理システムの一構成例を説明するための図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る残量管理システムの一構成例を説明するための図。
【図５】本発明の第４実施形態に係る残量管理システムの一構成例を説明するための図。
【図６】本発明の第５実施形態に係る残量管理システムの一構成例を説明するための図。
【図７】本発明の第６実施形態に係る残量管理システムの一構成例を説明するための図。
【図８】本発明の第７実施形態に係る残量管理システムの一構成例を説明するための図。
【符号の説明】
【０１０２】
ＣＴＲ…コントローラ、１…二次電池、２…放電禁止指令部、５…温度管理装置、６…電池状態監視部、７…残存容量推定部、８…電圧検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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