(57)【要約】二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定方法は、二次電池の充放電電流を継続的に積算して第１の積算値を求め、テーブルを参照して取得した二次電池の容量値でもって第１の積算値を除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出することと、充電と放電とが切り替わるタイミングでの二次電池の端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めることと、過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、この差に対応する時間間隔における充放電電流の積算値とから、二次電池についての現在の第２の容量値を求め、テーブル中の容量値を第２の容量値で更新することと、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定方法であって、
前記二次電池の充放電電流を監視して継続的に積算して第１の積算値を求め、前記二次電池の容量値を示すテーブルを参照して前記二次電池の容量値を取得し、前記第１の積算値を前記取得した容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出することと、
前記二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出し、該タイミングにおいて、該タイミングでの前記二次電池の端子電圧を求め、前記端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めることと、
過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、前記差に対応する時間間隔における前記充放電電流の積算値とから、前記二次電池についての現在の第２の容量値を求め、前記テーブル中の容量値を前記第２の容量値で更新することと、
を有する、ＳＯＣ推定方法。
【請求項２】
二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定方法であって、
前記二次電池の充放電電流を監視して継続的に積算して第１の積算値を求め、前記第１の積算値を前記二次電池の容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出することと、
前記二次電池の温度を検出し、温度と前記二次電池の容量値との関係を示したテーブルを参照して前記検出された温度に対応する現在の第１の容量値を求め、前記第１の容量値によって、前記第１のＳＯＣ値の算出に用いる前記二次電池の容量値を随時更新することと、
前記二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出し、該タイミングにおいて、該タイミングでの前記二次電池の端子電圧を求め、前記端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めることと、
前記第２のＳＯＣ値を求めるたびに、前記ＳＯＣ初期値をその求められた第２のＳＯＣ値で更新して前記第１の積算値の積算演算を再開始させることと、
過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、前記差に対応する時間間隔における前記充放電電流の積算値とから、前記二次電池についての現在の第２の容量値を求め、前記差に対応する前記温度に関して前記テーブル中の容量値を前記第２の容量値で更新することと、
を有する、ＳＯＣ推定方法。
【請求項３】
二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定方法であって、
前記二次電池の充放電電流を監視して継続的に積算して第１の積算値を求め、前記第１の積算値を前記二次電池の容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出することと、
前記二次電池の温度と充放電電流レートとを検出し、温度及び充放電電流レートと前記二次電池の容量値との関係を示したテーブルを参照して前記検出された温度及び充放電電流レートに対応する現在の第１の容量値を求め、前記第１の容量値によって、前記第１のＳＯＣ値の算出に用いる前記二次電池の容量値を随時更新することと、
前記二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出し、該タイミングにおいて、該タイミングでの前記二次電池の端子電圧を求め、前記端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めることと、
前記第２のＳＯＣ値を求めるたびに、前記ＳＯＣ初期値をその求められた第２のＳＯＣ値で更新して前記第１の積算値の積算演算を再開始させることと、
過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、前記差に対応する時間間隔における前記充放電電流の積算値とから、前記二次電池についての現在の第２の容量値を求め、前記差に対応する前記温度及び充放電電流レートに関して前記テーブル中の容量値を前記第２の容量値で更新することと、
を有する、ＳＯＣ推定方法。
【請求項４】
前記二次電池の充放電電流量に応じて前記第２のＳＯＣ値を補正することを有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＳＯＣ推定方法。
【請求項５】
前記テーブルにおける更新された容量値に基づいて、前記二次電池の劣化を判定することを有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＳＯＣ推定方法。
【請求項６】
前記二次電池がリチウムイオン二次電池である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＳＯＣ推定方法。
【請求項７】
二次電池の容量の劣化を推定する劣化判定方法であって、
前記二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出し、該タイミングにおいて、該タイミングでの前記二次電池の端子電圧を求め、前記端子電圧に基づいてＳＯＣ値を求めることと、
過去に求めたＳＯＣ値と今回求めたＳＯＣ値との差と、前記差に対応する時間間隔における前記充放電電流の積算値とから、前記二次電池についての現在の容量値を求め、前記二次電池の条件と前記二次電池の容量値との関係を示すテーブルの内容を前記現在の容量値で更新することと、
前記テーブルにおける更新された容量値を、基準となる値または過去の容量値と比較することにより、前記二次電池の劣化を判定することと、
を有する、劣化判定方法。
【請求項８】
二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定装置であって、
温度と前記二次電池の容量値との関係を示すテーブルと、
前記二次電池における充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧測定手段と、
検出された前記充放電電流に基づき、前記充放電電流を継続的に積算して第１の積算値を求める積算演算手段と、
前記二次電池の温度を検出する温度計測手段と、
前記温度計測手段で検出された温度に基づいて前記テーブルを参照し前記二次電池の容量値を取得する容量推定手段と、
前記第１の積算値を前記容量推定手段で取得した容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出するＳＯＣ値演算手段と、
前記電流検出手段の出力に基づき、前記二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出するタイミング検出手段と、
検出された前記タイミングにおける前記端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めるＳＯＣ値推定手段と、
過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、前記差に対応する時間間隔における前記充放電電流の積算値とから、前記二次電池の現在の容量値を求める容量演算手段と、
検出された温度と前記容量演算手段で算出された容量値とに基づいて前記テーブルを更新するテーブル更新手段と、
を有し、
前記第２のＳＯＣ値を求めるたびに、前記ＳＯＣ初期値をその求めた第２のＳＯＣ値で更新して前記第１の積算値の積算演算が再開始される、ＳＯＣ推定装置。
【請求項９】
二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定装置であって、
温度及び前記二次電池の充放電電流レートと前記二次電池の容量値との関係を示すテーブルと、
前記二次電池における充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧測定手段と、
検出された前記充放電電流に基づき、前記充放電電流を継続的に積算して第１の積算値を求める積算演算手段と、
前記二次電池の温度を検出する温度計測手段と、
前記温度計測手段で検出された温度及び前記二次電池の検出された充放電電流レートに基づいて前記テーブルを参照し前記二次電池の容量値を取得する容量推定手段と、
前記第１の積算値を前記容量推定手段で取得した容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出するＳＯＣ値演算手段と、
前記電流検出手段の出力に基づき、前記二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出するタイミング検出手段と、
検出された前記タイミングにおける前記端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めるＳＯＣ値推定手段と、
過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、前記差に対応する時間間隔における前記充放電電流の積算値とから、前記二次電池の現在の容量値を求める容量演算手段と、
前記検出された温度及び充放電電流レートと前記容量演算手段で算出された容量値とに基づいて前記テーブルを更新するテーブル更新手段と、
を有し、
前記第２のＳＯＣ値を求めるたびに、前記ＳＯＣ初期値をその求めた第２のＳＯＣ値で更新して前記第１の積算値の積算演算が再開始される、ＳＯＣ推定装置。
【請求項１０】
前記テーブルにおける更新された容量値に基づいて、前記二次電池の劣化を判定する段階を有する、請求項８または９に記載のＳＯＣ推定装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のＳＯＣ推定装置と、
前記ＳＯＣ推定装置によってＳＯＣ値が推定される二次電池と、
を有する、バッテリパック。
【請求項１２】
二次電池の劣化を判定する劣化判定装置であって、
前記二次電池の条件と前記二次電池の容量値との関係を示すテーブルと、
前記二次電池における充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧測定手段と、
前記電流検出手段の出力に基づき、前記二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出するタイミング検出手段と、
検出された前記タイミングにおける前記端子電圧に基づいてＳＯＣ値を求めるＳＯＣ値推定手段と、
過去に求めたＳＯＣ値と今回求めたＳＯＣ値との差と、前記差に対応する時間間隔における前記充放電電流の積算値とから、前記二次電池の現在の容量値を求める容量演算手段と、
前記容量演算手段で算出された容量値に基づいて前記テーブルを更新するテーブル更新手段と、
前記テーブルにおける更新された容量値を、基準となる値または過去の容量値と比較することにより、前記二次電池の劣化を判定する判定手段と、
を有する、劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に代表される各種の二次電池のＳＯＣ値を推定する方法および装置と、そのような二次電池の劣化を判定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池が、電力用途として、例えばハイブリッド自動車における電動機駆動の電源などとして用いられるようになってきている。ハイブリッド自動車などでの用途では、二次電池に現在貯えられている充電量とその二次電池の容量すなわちバッテリ容量との比であるＳＯＣ（残存容量：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を随時算出し、算出されたＳＯＣ値に基づき、車両における駆動モータの制御や、二次電池の充放電の制御を行っている。具体的には、例えばＳＯＣが２０％以下となった場合には、エンジンを始動して発電機によって発電し、その電力によって二次電池を充電するような制御を行い、例えばＳＯＣが８０％以上となった場合には、二次電池がそれ以上充電されないようにする制御を行っている。【０００３】
ＳＯＣは、二次電池内に充電されている利用可能なエネルギー量をパーセントで示しているものであり、初期のＳＯＣの値ＳＯＣｉｎｉｔが既知であれば、二次電池の充放電電流Ｉを監視し、電流積算を行うことによって、式（１）に示すように、ＳＯＣを求めることができる。ＳＯＣの初期値としては、例えば、充電状態が０％もしくは１００％であることを示す値が用いられる。【０００４】
【数１】
2008026477.tif 000003
ここでＱは、二次電池の容量であり、一般的には［Ａｈ］を単位として表わされる。駆動モータの制御や充放電の制御には、通常、マイクロプロセッサなどが使用されるので、実際には、微小な時間間隔Δｔ［秒］ごとに充放電電流Ｉ［Ａ］を計測することとして、式（１）の代わりに、デジタル演算により適した式（１Ａ）に基づいて、ＳＯＣ値が算出される。車両用途の場合、Δｔは、例えば、数十ミリ秒から数秒の範囲内で設定される。【０００５】
【数２】
2008026477.tif 000004
式（１）を用いるにせよ、式（１Ａ）を用いるにせよ、電流積算によるＳＯＣ値の算出には、初期のＳＯＣの値ＳＯＣｉｎｉｔが分かっている必要があり、そのため、一般の二次電池の場合には、ＳＯＣが１００％である満充電状態から、あるいはＳＯＣが０％であるゼロ充電状態から出発した電流積算を行った場合にのみ、現時点でのＳＯＣ値を求めることができる。【０００６】
リチウムイオン二次電池に代表されるある種の二次電池では、充電状態すなわちＳＯＣ値に応じてバッテリ端子電圧が変化することが知られており、ＳＯＣ値に対するバッテリ端子電圧の関係を表わす特性曲線を予め求めておくことができる。ここでのバッテリ端子電圧とは、バッテリの開放電圧のことである。したがって、この種の二次電池では、バッテリの使用開始前に、バッテリ端子間の開放電圧が十分に平衡に達した時点でその開放電圧を求め、その求めた値から上述の特性曲線によってその時点でのＳＯＣ値を推定することができ、そのＳＯＣ値を式（１）または式（１Ａ）における初期値ＳＯＣｉｎｉｔとすることができる。二次電池がリチウムイオン二次電池などであれば、ゼロ充電状態あるいは満充電状態以外の状態からであっても、電流積算によるＳＯＣ値の算出を行うことができることになる。図１は、リチウムイオン二次電池における開放電圧とＳＯＣとの関係を例示するものである。図中、Ｖ０％はゼロ充電状態における開放電圧を示し、Ｖ１００％は満充電状態での開放電圧を示している。【０００７】
なお、場合によっては、バッテリ容量に対する放電容量の比であるＤＯＤ（放電深度；Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）値を用いて制御を行う場合もあるが、いわゆる不可逆容量を無視すれば
ＤＯＤ［％］＝１００−ＳＯＣ［％］        （２）
の関係があるから、ＤＯＤ値も上述と同様にして算出することができる。【０００８】
ところで、電流積算によって時々刻々のＳＯＣ値を求める場合、積算時の誤差が累積するので、長い時間にわたってＳＯＣ値を求め続けることは難しい。一方、バッテリの開放電圧によってＳＯＣ値を推定する方法では、原理的には、充放電電流がゼロの状態での端子電圧（すなわち開放電圧）を用いるべきものであるので、電池が使用されて充放電が行われている期間においては、ＳＯＣ値を推定することができない。【０００９】
日本国特許公開：特開２００１−３０３６２７号公報（特許文献１）は、充放電電流が流れている状態においてもバッテリの端子電圧からＳＯＣ値を推定できるように、計測された端子電圧に対し、バッテリ内の分極電圧ＶＰと、バッテリの内部抵抗Ｒを充放電電流Ｉが流れることによるＩ×Ｒで表される電圧降下とを補正し、補正された端子電圧に基づいてＳＯＣ値を推定することを開示している。さらに、そのようにして得られたＳＯＣ値についての２つの推定値の差とその間に流れた電流量とに応じて電池容量を推定することを開示している。しかしながら、電池の内部抵抗値Ｒは、電池温度や電池の劣化の度合いによって大きく変化するから、特開２００１−３０２６２７号公報に記載の方法では、温度や劣化の度合いを正確に知ることができなければ、ＳＯＣを精度よく推定することはできず、したがって、電池容量も正確に推定することはできない。図２は、リチウムイオン二次電池における内部抵抗値と温度との関係を模式的に示したグラフであり、ここでは、内部抵抗値として放電抵抗を用いている。図２は、劣化によって内部抵抗が全体的に大きくなることを示している。【００１０】
また、本発明の譲受人は、ハイブリッド自動車などの用途では、二次電池に対する充電と放電とが頻繁に切り替わり、その切り替わるタイミングでは充放電電流がゼロとなることに着目し、電流積算によるＳＯＣ値の算出を常時実行しながら、充電と放電とが切り替わるタイミングで二次電池の端子電圧を測定し、その測定結果に基づくＳＯＣの推定値を用いて、電流積算によるＳＯＣ値算出の際に用いる初期値ＳＯＣｉｎｉｔを更新することを提案している（日本国特許公開：特開２００４−２４５６７３号公報（特許文献２））。この方法によれば、充電と放電とが切り替わるタイミングごとに初期値ＳＯＣｉｎｉｔが更新されるので、その時点で電流積算の累積誤差がクリアされ、その結果、常に、正確なＳＯＣ値を求めることが可能となる。【００１１】
ところで、式（１）あるいは式（１Ａ）から明らかなように、ＳＯＣ値は、電池容量Ｑに依存するが、電池容量Ｑは、電池の温度や、電池の劣化の度合い、さらに、充放電電流のレートによっても変化する。そのため、電流積算によってＳＯＣ値を正確に推定するためには、電流積算の際に用いる初期値ＳＯＣｉｎｉｔが正確であることとともに、電池容量Ｑの変化も考慮しなければならないことになる。特に車載用の二次電池では、その使用環境の特性から、充放電電流値を積算し続けている間にも電池の温度や充放電電流レートが大きく変化することがあり、そのような変化があった場合には、その電流の積算を行っている最中であっても、その変化があった時点から、積算に用いる電池容量Ｑの値を正しい値とすべきである。【００１２】
現時点での電池容量Ｑを求めることができれば、電池容量変化における電池温度や充放電電流レートの寄与分を除去することによって、劣化に起因する電池容量の変化量を求めることができ、電池自体の劣化の度合いをも推定することが可能になる。【００１３】
劣化に伴う電池容量の低下は、温度や充放電電流、充放電時間、充放電電圧についての予め設定された条件で評価対象の電池に対して充放電を行うこと、すなわちいわゆる容量測定モードでの充放電を実行することによって、評価されていた。しかしながら、二次電池が車両に搭載されてランダムに充放電が繰り返される環境下では、その二次電池に対し、容量測定モードでの充放電を実行することは困難であり、車両搭載状態の二次電池の電池容量を計測することは難しかった。【００１４】
なお、リチウムイオン二次電池などを用いる場合、これらの二次電池のセルを単独で用いることは少なく、所望の放電電圧、放電電流が得られるように複数の単体セルを直列及び／または並列に接続したバッテリパックとして構成することが一般的である。このバッテリパックには、二次電池セルのほかに、例えば過充電防止回路などの安全回路や、ＳＯＣ（残存容量）を測定してその測定値を出力する回路などが備えられることが多い。【００１５】
本発明に関連するものとして、日本国特許公開：特開２００２−３０３６５８号公報（特許文献３）は、静的な状態における値から現実の二次電池の充電容量に関する補正係数を算出する方法を開示している。日本国特許公開：特開２００２−２４７７７３号公報（特許文献４）は、満充電状態から所定の放電停止状態まで放電させたときの放電電気量からそのときの実際の電池容量を求め、劣化を判定することを開示している。日本国特許公開：特開２０００−２９５７７５号公報（特許文献５）は、充放電電流を積算して得た充放電量と、予め学習によって取得し記憶した放電電圧及び充放電量との関係から、ＳＯＣ値を推定する方法を開示している。
【特許文献１】特開２００３−３０３６２７号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５６７３号公報
【特許文献３】特開２００２−３０３６５８号公報
【特許文献４】特開２００２−２４７７７３号公報
【特許文献５】特開２０００−２９５７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
電流積算によってリチウムイオン二次電池などの二次電池のＳＯＣ値を求める上述した方法では、積算誤差や、その時点での温度低下や劣化などに起因する電池容量自体の変化のために、正確なＳＯＣ値を求められない、という問題点がある。また、開放電圧からＳＯＣ値を推定する場合、より正確な推定値を得るためには、二次電池を開放状態にして長時間放置し、電池内が十分に平衡に達した時点での開放電圧を用いる必要があるが、実際の電池の利用状況では、平衡に達した時点での開放電圧を用いることは難しい、という問題点がある。実際の利用状況下において二次電池の端子電圧からＳＯＣ値を推定する方法も、上述のようにいくつか提案されているものの、必ずしも正確なＳＯＣ値を与えているわけではない。【００１７】
そこで本発明の目的は、温度低下や劣化による電池自体の容量変化の影響を受けることなく、最新のＳＯＣ値を精度よく推定できる方法を提供することにある。【００１８】
本発明の別の目的は、電池自体の容量を精度よく推定し、さらには電池の劣化を判定できる方法を提供することにある。【００１９】
本発明のさらに別の目的は、温度低下や劣化による電池自体の容量変化の影響を受けることなく、最新のＳＯＣ値を精度よく推定できる装置を提供することにある。【００２０】
本発明のさらに別の目的は、電池自体の容量を精度よく推定し、さらには電池の劣化を判定できる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一様相によれば、二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定方法は、二次電池の充放電電流を監視して継続的に積算して第１の積算値を求め、二次電池の容量値を示すテーブルを参照して二次電池の容量値を取得し、第１の積算値を取得した容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出することと、二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出し、そのタイミングにおいて、そのタイミングでの二次電池の端子電圧を求め、端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めることと、過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、差に対応する時間間隔における充放電電流の積算値とから、二次電池についての現在の第２の容量値を求め、テーブル中の容量値を第２の容量値で更新することと、を有する。【００２２】
本発明の別の様相によれば、二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定装置は、温度と二次電池の容量値との関係を示すテーブルと、二次電池における充放電電流を検出する電流検出手段と、二次電池の端子電圧を検出する電圧測定手段と、検出された充放電電流に基づき、充放電電流を継続的に積算して第１の積算値を求める積算演算手段と、二次電池の温度を検出する温度計測手段と、温度計測手段で検出された温度に基づいてテーブルを参照し二次電池の容量値を取得する容量推定手段と、第１の積算値を容量推定手段で取得した容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出するＳＯＣ値演算手段と、電流検出手段の出力に基づき、二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出するタイミング検出手段と、検出されたタイミングにおける端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めるＳＯＣ値推定手段と、過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、差に対応する時間間隔における充放電電流の積算値とから、二次電池の現在の容量値を求める容量演算手段と、検出された温度と容量演算手段で算出された容量値とに基づいてテーブルを更新するテーブル更新手段と、を有し、第２のＳＯＣ値を求めるたびに、ＳＯＣ初期値をその求めた第２のＳＯＣ値で更新して第１の積算値の積算演算が再開始される。【００２３】
本発明のさらに別の様相によれば、二次電池のＳＯＣ値を推定するＳＯＣ推定装置は、温度及び二次電池の充放電電流レートと二次電池の容量値との関係を示すテーブルと、二次電池における充放電電流を検出する電流検出手段と、二次電池の端子電圧を検出する電圧測定手段と、検出された充放電電流に基づき、充放電電流を継続的に積算して第１の積算値を求める積算演算手段と、二次電池の温度を検出する温度計測手段と、温度計測手段で検出された温度及び二次電池の検出された充放電電流レートに基づいてテーブルを参照し二次電池の容量値を取得する容量推定手段と、第１の積算値を容量推定手段で取得した容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出するＳＯＣ値演算手段と、電流検出手段の出力に基づき、二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出するタイミング検出手段と、検出されたタイミングにおける端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求めるＳＯＣ値推定手段と、過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、差に対応する時間間隔における充放電電流の積算値とから、二次電池の現在の容量値を求める容量演算手段と、検出された温度及び充放電電流レートと容量演算手段で算出された容量値とに基づいてテーブルを更新するテーブル更新手段と、を有し、第２のＳＯＣ値を求めるたびに、ＳＯＣ初期値をその求めた第２のＳＯＣ値で更新して第１の積算値の積算演算が再開始される。【００２４】
本発明は、例えば、容量測定モードを導入することなく各時点での電池容量Ｑを正確に決定することができるという利点を有する。また本発明によれば、正確な電池容量Ｑに基づいてＳＯＣ値を電流積算によって連続して計算できるので、例えば、電流積算に伴う累積誤差の影響を受けることなく任意のタイミングでのＳＯＣ値を正確に取得することが可能になるという効果が得られる。このようにして得られた電池容量と、基準値あるいは過去に求めた電池容量とを比較することによって、例えば、二次電池の劣化の度合いを判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、電池の開放電圧とＳＯＣ（残存容量）との関係の一例を示すグラフである。
【図２】図２は、温度と電池の内部抵抗との関係の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、第１の実施形態に基づくＳＯＣ推定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ、テーブル格納部に格納されるテーブルの内容の一例を示す図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に基づくＳＯＣ推定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０，４０    ＳＯＣ推定装置
１１    二次電池
１２    バッテリパック
２１    電流検出器
２２    電圧測定部
２３    Ａ／Ｄ変換器
２４    極性検出部
２５    エッジ検出部
２６    ＳＯＣ値推定部
２７    ＳＯＣ値演算部
２８    積算演算部
２９    リングバッファ
３０    テーブル格納部
３１    容量推定部
３２    容量演算部
３３    温度センサ
３４    テーブル更新部
４１    劣化判定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の第１の実施形態に基づくＳＯＣ（残存容量）推定方法は、リチウムイオン二次電池に代表される各種の二次電池のＳＯＣ値を推定するものである。このＳＯＣ推定方法は、ハイブリッド自動車などの用途では、リチウムイオン二次電池などの二次電池において放電と充電とが頻繁に切り替わって二次電池に流れる電流の向きが切り替わり、その切り替わりに際しては瞬間的には充放電電流がゼロとなることに着目したものであり、電流積算によるＳＯＣ値計算を連続して行うとともに、電流がゼロとなるタイミングで二次電池の端子電圧Ｖｔを測定し、端子電圧Ｖｔに基づいてその時点でのＳＯＣ値を推定し、電流積算によるＳＯＣ値計算の際の初期値ＳＯＣｉｎｉｔを更新する。なお、充電と放電とが切り替わり電流がゼロとなるタイミングにおける端子電圧Ｖｔは、電池内部での分極の影響によって、電池内が十分に平衡に達した時点での開放電圧とは一致しないことがある。そこで、充電と放電とが切り替わり電流がゼロとなるタイミングの直前の一定期間における電流積算値を求め、端子電圧から推定されたＳＯＣ値に対し、その電流積算値に応じた補正値を加算したものを初期値ＳＯＣｉｎｉｔとしてもよい。あるいは、充電と放電とが切り替わり電流がゼロとなるタイミングの直前の一定期間における電流積算値を求め、電流積算値に応じて補正電圧を決定し、端子電圧に補正電圧を加算した値からＳＯＣ推定値を決定するようにしてもよい。補正電圧を決定する際には、電流積算値のほかに、必要に応じて電池温度を用いてもよい。【００２８】
さらに第１の実施形態の方法では、電流積算に際して用いる電池容量Ｑが、常時、その時点での二次電池の容量の値であるようにするため、電池温度ごとにその温度での電池容量を示すテーブル、あるいは、電池温度とそのときの充放電電流レートとによって電池容量を示すテーブルを使用する。そのようなテーブルは、電池温度ごとに電池容量を示すものであれば、例えば、１０℃刻みで容量値を示したものであり、充放電電流レートも用いる場合であれば、例えば、０Ｃ〜２Ｃ、２Ｃ〜４Ｃ、４Ｃ〜６Ｃの各範囲ごとに、電池温度での範囲分けと組み合わせて、電池容量を示したものである。ここでＣは、定格容量を１時間で充放電する電流レートに相当する、容量値の単位である。【００２９】
そして第１の実施形態のＳＯＣ推定方法では、電池温度を計測し、計測結果からテーブルを参照してその時点での電池容量を随時決定し、式（１）あるいは式（１Ａ）に示す電流積算からのＳＯＣ値の演算において決定された電池容量Ｑを使用する。この場合、電流積算の途中で温度が変化した場合には、その時点から、新しい温度に基づく電池容量に基づいてＳＯＣ値が計算される。このようにして第１の実施形態では、電池温度や充放電電流レートによる電池容量の変化があってもその変化された電池容量に基づいて、常時、正確なＳＯＣ値が算出される。なお、必要に応じて、電池温度とともに充放電電流レートを計測するようにすることもできる。充放電電流も計測した場合には、電流積算の途中で温度や充放電電流レートが変化したときに、その時点から、新しい温度や充放電電流レートに基づく電池容量に基づいてＳＯＣ値が計算されるようにする。【００３０】
上述したテーブルにデータを格納するために、温度や充放電電流がほぼ一定であるという条件で端子電圧に基づくＳＯＣ値の推定が２回以上行われた場合に、その２回の推定の間の時間間隔内での充放電電気量ｑを電流積算によって算出し、これとその２回のＳＯＣ推定値の差ΔＳＯＣから、Ｑ＝ｑ／ΔＳＯＣの式によってその時点でのその条件下での容量Ｑを計算し、計算された容量でもってテーブルの該当する欄を更新するようにする。このようにして、温度からあるいは温度と充放電電流レートとから電池容量を推定するテーブルも、電池の経時変化や劣化などによる容量変化を反映したものとなる。【００３１】
温度から電池容量を推定するテーブルの各欄の値は、その温度における現在の電池容量値を示している。同様に、温度と充放電電流レートから電池容量を推定するテーブルの各欄の値は、その温度と充放電電流レートにおける現在の電池容量値を示している。そこで、温度及び／または充放電電流レートについての所定の条件での現在の電池容量値を、基準となる値あるいは過去におけるその条件での電池容量値とを比較することによって、劣化による電池の容量低下を判定することが可能になる。ここでいう所定の条件とは、極端に低温や高温のときや充放電電流レートが極端に大きいときなどを除いた、容量劣化の判定に適切な温度及び／または充放電電流レートのことを指す。上述したように、テーブルでは、温度の範囲ごとに、あるいは温度と充放電電流レートの範囲ごとに、容量値が格納されているので、基準となる値あるいは過去における電池容量値との比較は、そのような範囲ごとに行われる。【００３２】
図３は、上述した第１の実施形態の方法に基づいて動作するＳＯＣ推定装置の構成の一例を示している。ここでは、例示として、バッテリパック１２内にＳＯＣ推定装置１０が組み込まれたものとし、また、二次電池１１として、例えばリチウムイオン二次電池が使用されているものとする。【００３３】
ＳＯＣ推定装置１０は、二次電池１１に対する充電電流及び放電電流を検出する電流検出器２１と、二次電池１１の端子電圧Ｖｔを測定して出力する電圧測定部２２と、電流検出器２１の出力を一定のサンプリングレートでサンプリングしてアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換器２３と、電流検出器２１の出力波形を整形し充放電電流の極性を検出する極性検出部２４と、極性検出部２４の出力におけるエッジを検出してトリガ信号を出力するエッジ検出部２５と、二次電池１１の端子電圧に基づいてＳＯＣ値を推定するＳＯＣ値推定部２６と、電流積算に基づくＳＯＣ値を常時算出し、現在のＳＯＣ値を出力するＳＯＣ値演算部２７と、Ａ／Ｄ変換器２３からの出力される電流サンプル値に基づいて電流積算の演算を行う積算演算部２８と、Ａ／Ｄ変換器２３からの電流サンプル値を順次格納するリングバッファ２９と、テーブルを格納するテーブル格納部３０と、テーブル格納部３０内のテーブルを検索し、現在の電池容量を取得する容量推定部３１と、２つ以上のＳＯＣ推定値の差とその間の充放電電気量から二次電池１１の容量を算出する容量演算部３２と、二次電池１１の温度を計測する温度センサ３３と、容量演算部３２で算出された電池容量に基づいてデーブル格納部３０内のテーブルを更新するテーブル更新部３４と、を備えている。充放電電流の極性とは、ここでは、充電であるか放電であるかの別のことである。【００３４】
テーブル格納部３０に格納されるテーブルは、（ａ）温度に基づいて現在の電池容量を推定するために用いられるテーブルか、あるいは、（ｂ）温度及び充放電電流レートに基づいて現在の電池容量を推定するために用いられるテーブルである。容量推定部３１は、（ａ）の場合には、現在の温度に基づいてテーブル格納部３０内のテーブルを検索し、現在の電池容量を取得し、（ｂ）の場合には、現在の温度及び充放電電流レートに基づいてテーブル格納部３０内のテーブルを検索し、現在の電池容量を取得する。【００３５】
Ａ／Ｄ変換器２４からの電流サンプル値を順次格納するリングバッファ２９は、格納すべき電流サンプル値の個数がリングバッファ２９のメモリ容量を超えた場合には、最も古いサンプル値が最も新しいサンプル値に書き換えられるようになっており、これによって、リングバッファ２９内には、リングバッファ２９の容量分だけ、最新の時点から過去に遡る各電流サンプル値が格納されることになる。【００３６】
二次電池１１は、複数の単位セルを直列に接続した組電池であってもよい。電圧測定部２２は、二次電池の正極端子と負極端子との間の電圧を端子電圧として計測するものであるが、二次電池１１として組電池が使用される場合であれば、組電池の正側端子と負側端子との間の電圧を端子電圧として計測する。【００３７】
電流検出器２１としては、ホールセンサを用いたオープンループのものや、シャント抵抗を有しその両端の電圧を計測するものを用いることができる。電流検出器２１は、充放電電流の大きさに比例するとともに、例えば充電であれば負であり放電であれば正である電圧を発生する。充電電流と放電電流との違いは二次電池１１に対する電流の向きで区別されるものである。極性検出部２４は、例えば、電流検出器２１の出力が正か負かによって放電か充電かを識別し、放電である期間中には論理レベルで“１”を出力し、充電である期間中には“０”を出力するように構成されている。このような極性検出部２４としては、非反転端子に電流検出器２１からの波形が入力し、反転端子には基準電位として０Ｖが供給されるコンパレータを用いることができる。エッジ検出部２５は、極性検出部２４の出力の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジにおいてトリガ信号を出力する。立ち上がりエッジとは、“０”から“１”に遷移するエッジのことであり、立ち下がりエッジとは、“１”から“０”に遷移するエッジのことである。【００３８】
ＳＯＣ値推定部２６は、二次電池１１の開放電圧（開回路電圧）とＳＯＣ値との関係が既知である場合に、この関係を用いて、測定された開放電圧からＳＯＣ値を推定しようとするものであり、リチウムイオン二次電池の平衡状態での開放電圧とＳＯＣとの関係を示したルックアップテーブルを備えている。トリガ信号が入力するタイミングすなわち二次電池１１において充電と放電とが切り替わるタイミングでは、二次電池１１の充放電電流はゼロとなり、このときの二次電池１１の端子電圧は開放電圧であるとみなせるから、ＳＯＣ値推定部２６は、トリガ信号が入力するタイミングで、デジタル値で表されている端子電圧Ｖｔを取り込み、この端子電圧Ｖｔに基づいてルックアップテーブルを参照してこのときのＳＯＣ値を推定し、出力する。【００３９】
実際には、トリガ信号が出力されるタイミングすなわち充電と放電とが切り替わるタイミングでの端子電圧Ｖｔは、電池内部で分極などに起因して、平衡状態での開放電圧からはずれている可能性がある。そこで、本実施形態では、本来の開放電圧からのずれに応じて補正を行うようにしてもよい。例えば、トリガ信号が入力するタイミングで、リングバッファ２９内を検索し、その時点から過去に向かって一定の長さの期間における電流サンプル値を読み出し、読出した電流サンプル値を積算して、その期間における電流の積算値（電荷量）を求め、その積算値に応じて、ＳＯＣ推定値に対する補正値を求め、端子電圧に基づくＳＯＣ値に対してこの補正値を加算して、ＳＯＣ値の推定値としてもよい。あるいは、リングバッファ２９内を検索して得られた積算値に基づいて端子電圧に対する補正値を求め、端子電圧に対して補正値を加算した値でもってルックアップテーブルを検索し、ＳＯＣ推定値を取得するようにしてもよい。積算値からこれらの補正値を求める場合には、予め、積算値と補正値との関係を示したテーブルを用意しておき、積算値に基づいてそのテーブルを参照するようにすればよい。【００４０】
積算演算部２８は、Ａ／Ｄ変換器２３のサンプリングごとに、Ａ／Ｄ変換器２３の出力を積算する、すなわち、式（１）の【００４１】
【数３】
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あるいは式（１Ａ）のΣＩΔｔを計算し、その計算結果をＡ／Ｄ変換器２３のサンプリングごとにＳＯＣ値演算部２７に出力する。積算演算部２８には、トリガ信号が供給されており、トリガ信号が入力するごとに、すなわち、充電と放電とが切り替わるごとに、積算値がゼロにリセットされるようになっている。【００４２】
第１の実施形態のＳＯＣ推定装置１０では、現在の温度に基づいて、必要があれば現在の充放電電流レートにも基づいて、現在の電池容量を推定しており、電流積算によるＳＯＣ値の算出に際しては、推定された現在の電池容量を用いている。以下、現在の電池容量の推定のための機構について説明する。【００４３】
テーブル格納部３０には、温度範囲ごとに、温度とその温度に対応する電池容量とを記録したテーブルが格納されている。図４（ａ）は、そのようなテーブルの内容の一例を示している。図４（ａ）に示したものでは、−２５℃〜−１５℃の範囲、−１５℃〜−５℃の範囲、というように、１０℃刻みで電池容量値が格納されている。温度と充放電電流レートとに応じて電池容量を推定する場合であれば、図４（ｂ）に示すように、テーブルには、温度範囲ごと及び充放電電流レートの範囲ごとに、温度と充放電電流レートの組み合わせに応じた電池容量が記録されている。図４（ｂ）に示したものでは、−２５℃〜−１５℃の範囲、−１５℃〜−５℃の範囲、というように、温度では１０℃刻みで、また、０Ｃ〜２Ｃ、２Ｃ〜４Ｃというように、充放電電流レートでは２Ｃ刻みで、容量値が格納されている。後述するように、これらのテーブルの内容は随時更新されるが、初期値としては、二次電池製造事業者が定める値や、事前に行った試験の結果に基づく値を記録しておけばよい。【００４４】
容量推定部３１は、温度センサ３３から温度の測定値を取得して、テーブル格納部３０内のテーブルを検索し、温度に対応した容量値を取得して、ＳＯＣ値演算部２７に出力する。温度と充放電電流レートとに基づいて容量値を定める場合には、容量推定部３１は、リングバッファ２９に格納された電流値を合計することによって、直前の一定期間における充放電電流レートを求め、この充放電電流レートと温度とによってテーブルを検索し、対応する容量値を取得し、ＳＯＣ値演算部２７に出力する。容量推定部３１での電池容量の推定は、トリガ信号の出力とは関係なく、言い換えれば電池における充電と放電との切り替わりに関係なく、一定期間ごとに行われる。この容量の推定は、一般的には、ＳＯＣ推定部２６でのＳＯＣ値の推定よりも短い間隔で行われる。【００４５】
ＳＯＣ値演算部２７は、式（１）あるいは式（１Ａ）に基づいて、時々刻々のＳＯＣ値を算出し、リアルタイムで現在のＳＯＣ値を外部に出力するものであり、ＳＯＣ値推定部２６から出力されるＳＯＣの最新の推定値を式（１Ａ）におけるＳＯＣｉｎｉｔとし、容量推定部３１から出力される最新の容量値を式（１Ａ）におけるＱとし、積算演算部２８から連続的に出力される電流積算値を式（１Ａ）におけるΣＩΔｔとして、式（１Ａ）を計算し、現在のＳＯＣ値を出力する。この場合、ＳＯＣ値推定部２６からの最新のＳＯＣ推定値の供給は、充電と放電とが切り替わるタイミングに限って行われるものの、容量推定部３１からは、最新の容量値Ｑが、充電と放電との切り替わりのタイミングとは無関係にＳＯＣ値演算部２７に供給される。容量推定部３１から供給される容量値Ｑが変化した場合には、その時点から、ＳＯＣ値演算部２７は、その新しい容量値を使用して、式（１Ａ）を計算する。これにより、第１の実施形態のＳＯＣ推定装置１０によれば、その時点での電池容量に基づく正確なＳＯＣを算出できることになる。【００４６】
ところで、二次電池１１の容量は、温度や充放電電流レートといった要因のほかに、経時変化や劣化によっても変化する。経時変化や劣化による電池容量の変化をＳＯＣ算出に反映させるために、ＳＯＣ推定装置１０は、上述したように、２つ以上のＳＯＣ推定値の差とその間の充放電電気量から二次電池１１の容量を算出する容量演算部３２と、容量演算部３２で算出された電池容量に基づいてデーブル格納部３０内のテーブルを更新するテーブル更新部３４と、を備えている。【００４７】
ＳＯＣ値推定部２６により、端子電圧ＶｔによるＳＯＣ値の推定が時刻ｔｎ−１と時刻ｔｎで行われ、それらのＳＯＣ推定値がそれぞれＳＯＣｎ−１、ＳＯＣｎであったとする。容量演算部３２は、トリガ信号を受信することによって、ＳＯＣ値の推定が行われたタイミングを知るとともに、ＳＯＣ値推定部２６から、ＳＯＣｎ−１、ＳＯＣｎを受け取り、積算演算部２８からは、時刻ｔｎ−１と時刻ｔｎの間の電流積算値ｑｎを受け取る。なお、時刻ｔｎではトリガ信号が発生して積算演算部２８の積算値がリセットされるので、そのリセット直前の積算値をｑｎとすればよい。【００４８】
容量がＱである電池において電流積算値（電荷量）としてｑｎだけの出入りがあれば、その前後でＳＯＣ値はｑｎ／Ｑだけ変化するはずである。一方、端子電圧からの推定により、電荷量ｑｎの増減の前後で、ＳＯＣ値は、ＳＯＣｎ−ＳＯＣｎ−１だけ変化していることが分かっている。その結果、時刻ｔｎにおける容量をＱｎとおくと、【００４９】
【数４】
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が成立する。ＳＯＣの単位を［％］、電池容量Ｑｎの単位を［Ａｈ］、電流積算値ｑｎの単位を［Ｃ］（＝［Ａｓ］）とすると、【００５０】
【数５】
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となる。このようにして容量演算部３２は、時刻ｔｎにおける電池容量を算出する。算出された電池容量値Ｑｎは、テーブル更新部３４に送られる。【００５１】
電池温度と電池容量との関係を表わすテーブルがテーブル格納部３０に格納されている場合、テーブル更新部３４は、送られてきた電池容量値Ｑｎの算出に用いられた期間、すなわち時刻ｔｎ−１から時刻ｔｎまでの期間における電池温度の変動が一定の範囲内であれば、テーブル格納部３０に格納されたテーブルにおいて、そのときの電池温度に対応する電池容量値をＱｎで更新する。同様に、電池温度及び充放電電流レートと電池容量との関係を表わすテーブルがテーブル格納部３０に格納されている場合、テーブル更新部３４は、送られてきた電池容量値Ｑｎの算出に用いられた期間における電池温度の変動と充放電電流レートの変動がいずれも一定の範囲内であれば、テーブル格納部３０に格納されたテーブルにおいて、そのときの電池温度及び充放電電流レートに対応する電池容量値をＱｎで更新する。このようにして、劣化などの要因による電池容量の変化があっても、テーブル格納部３０内のテーブルには現時点での二次電池１１の容量を最もよく表わしている値が格納されることになる。【００５２】
このようにして第１の実施形態のＳＯＣ推定装置１０は、充放電電流の積算演算によって継続的に二次電池１１のＳＯＣを算出し続けるとともに、充電と放電とが切り替わるタイミングにおいて積算演算で使用されるＳＯＣ初期値が更新される。さらにこのＳＯＣ推定装置１０では、各時点での温度に基づく電池容量値に基づいて、あるいは各時点での温度及び充放電電流レートに基づく電池容量値に基づいて、積算演算によるＳＯＣ値が計算されるようになっている。これにより、電流積算によりＳＯＣを算出する際の種々の誤差の要因が排除され、任意の時点においてその時点での正確なＳＯＣ値を知ることができるようになる。【００５３】
上述した第１の実施形態のＳＯＣ推定装置は、マイクロコンピュータを用いて実装されるのが一般的である。その場合、エッジ検出部２５、ＳＯＣ値推定部２６、ＳＯＣ値演算部２７、積算演算部２８、リングバッファ２９、テーブル格納部３０、容量推定部３１、容量演算部３２及びテーブル更新部３４の各機能が、マイクロコンピュータによって実現される。具体的には、マイクロコンピュータが充放電電流による積算演算と、温度や充放電電流レートに基づく電池容量の推定を継続して実行するようにしておくとともに、コンパレータなどの波形整形部からの出力信号がマイクロコンピュータのインプットキャプチャ端末に入力するようにしてこの出力信号における立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが検出されるようにしておく。そして、エッジを検出した場合にマイクロコンピュータにおいて割り込みタスクが生成し、ＳＯＣ推定値の算出、容量Ｑの算出、テーブルの更新などが実行されるようにすれば、上述したＳＯＣ推定装置の機能を実現することができる。【００５４】
以上の処理をマイクロコンピュータに実行させることによって、ソフトウェアによって、第１の実施形態のＳＯＣ推定装置を構成することができる。【００５５】
第１の実施形態のＳＯＣ推定装置１０では、電池温度に基づいて電池容量値を更新する場合であれば、テーブル格納部３０に格納されるテーブルには、温度に応じた現時点での電池容量値が格納される。そこで、このテーブルに記載されている電池容量値のうち、温度の値が劣化判定に適した範囲内に電池容量値を、基準となる値、あるいは過去におけるそのような温度条件で算出された電池容量値と比較することによって、劣化による電池の容量低下を判定することが可能になる。温度の値が劣化判定に適した範囲とは、極端に低温や高温のときなどを除いた、容量劣化の判定に適切な温度のことを指す。上述したように、テーブルでは、温度を細分化して容量値が格納されているので、基準となる値あるいは過去における電池容量値との比較は、温度のそのような細分化されたものごとに行われる。基準となる値は、例えば、電池の製造事業者が、温度条件とともに定めればよい。過去の値との比較による場合には、例えば、容量が最初の値の何％以下になったら劣化と判定する、というように、しきい値を定めておけばよい。【００５６】
同様に、第１の実施形態のＳＯＣ推定装置１０では、電池温度及び充放電電流レートに基づいて電池容量値を更新する場合であれば、テーブル格納部３０に格納されるテーブルには、温度及び充放電電流レートに応じた現時点での電池容量値が格納される。そこで、テーブルに記載されている電池容量値のうち、温度及び充放電電流レートの値が劣化判定に適した範囲内に電池容量値を、基準となる値、あるいは過去におけるそのような温度及び充放電電流レートの条件で算出された電池容量値と比較することによって、劣化による電池の容量低下を判定することが可能になる。温度及び充放電電流レートの値が劣化判定に適した範囲とは、極端に低温や高温のときや充放電電流レートが極端に大きいときなどを除いた、容量劣化の判定に適切な温度及び充放電電流レートのことを指す。上述したように、テーブルでは、温度及び充放電電流レートを細分化して容量値が格納されているので、基準となる値あるいは過去における電池容量値との比較は、温度及び充放電電流レートのそのような細分化されたものごとに行われる。基準となる値は、例えば、電池の製造事業者が、温度及び充放電電流レートの条件とともに定めればよい。過去の値との比較による場合には、例えば、容量が最初の値の何％以下になったら劣化と判定する、というように、しきい値を定めておけばよい。【００５７】
このように上述したＳＯＣ推定装置は、二次電池の劣化を判定する劣化判定装置としても使用できることになる。図５は、第２の実施形態に基づく、二次電池の劣化を判定する機能を備えたＳＯＣ推定装置を示している。図５に示すＳＯＣ推定装置４０は、図３に示すＳＯＣ推定装置と同様のものであるが、ＳＯＣ推定装置内に、テーブル格納部３０に格納されるテーブルを参照しテーブル内の値と基準となる値とを比較する劣化判定を実際に行う劣化判定部４１を備えている点で図３に示すものと異なっている。劣化判定部４１は、劣化判定の結果を外部に出力する。【００５８】
第２の実施形態の別の構成では、テーブル格納部３０に格納されるテーブルには過去に計算された容量値も格納されるようにして、劣化判定部４１は、そのテーブル内の過去の容量値と今回求められた容量値とを比較するようにしてもよい。【００５９】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【００６０】
本発明のさらに別の様相によれば、ＳＯＣ推定方法は、具体的には、二次電池の充放電電流を監視して継続的に積算して第１の積算値を求め、第１の積算値を二次電池の容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出する段階と、二次電池の温度を検出し、温度と二次電池の容量値との関係を示したテーブルを参照して検出された温度に対応する現在の第１の容量値を求め、第１の容量値によって、第１のＳＯＣ値の算出に用いる二次電池の容量値を随時更新する段階と、二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出し、そのタイミングにおいて、そのタイミングでの二次電池の端子電圧を求め、端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求める段階と、第２のＳＯＣ値を求めるたびに、ＳＯＣ初期値をその第２のＳＯＣ値で更新して第１の積算値の積算演算を再開始させる段階と、過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、差に対応する時間間隔における充放電電流の積算値とから、二次電池についての現在の第２の容量値を求め、差に対応する温度に関してテーブル中の容量値を第２の容量値で更新する段階と、を有する。【００６１】
本発明のまたさらに別の様相によれば、ＳＯＣ推定方法は、具体的には、二次電池の充放電電流を監視して継続的に積算して第１の積算値を求め、第１の積算値を二次電池の容量値で除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出する段階と、二次電池の温度及び充放電電流レートを検出し、温度及び充放電電流レートと二次電池の容量値との関係を示したテーブルを参照して検出された温度及び充放電電流レートに対応する現在の第１の容量値を求め、第１の容量値によって、第１のＳＯＣ値の算出に用いる二次電池の容量値を随時更新する段階と、二次電池における充電と放電とが切り替わるタイミングを検出し、そのタイミングにおいて、そのタイミングでの二次電池の端子電圧を求め、端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求める段階と、第２のＳＯＣ値を求めるたびに、ＳＯＣ初期値をその第２のＳＯＣ値で更新して第１の積算値の積算演算を再開始させる段階と、過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、差に対応する時間間隔における充放電電流の積算値とから、二次電池についての現在の第２の容量値を求め、差に対応する温度及び充放電電流レートに関してテーブル中の容量値を第２の容量値で更新する段階と、を有する。【００６２】
この出願は、２００６年８月２９日に出願された日本国特許出願：特願２００６−２３２１６１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【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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【国際調査報告】
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