(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池によって構成され、負荷に電力を供給する主電源部と、
該主電源部に充放電される電流値を検出する主電源電流検出部と、
前記主電源部の前記二次電池の端子間電圧を検出する主電源電圧検出部と、
前記主電源電流検出部及び前記主電源電圧検出部で検出された電流値及び端子間電圧に基づいて前記主電源部の前記二次電池の充電状態を表す充電状態値を監視する充電状態監視部とを備え、
該充電状態監視部は、前記主電源部の前記二次電池の充電状態値が書き換え可能に記憶された充電状態値記憶部と、
該充電状態値記憶部に記憶された充電状態値に、前記主電源電流検出部で検出された電流値分を積算することで、現在の前記主電源部の前記二次電池の充電状態値を演算し、前記充電状態値記憶部に記憶された前記充電状態値を書き換える第一の充電状態値演算部と、
前記主電源部により駆動する負荷の駆動時間を計測する駆動時間計測部と、
該駆動時間計測部で計測された駆動時間を監視し、当該駆動時間が予め設定された補正開始時間に達したら補正開始通知を出力する駆動時間監視部と、
該駆動時間監視部が出力した前記補正開始通知に基づいて、前記主電源部に充放電される電流値を、予め設定された検査電流値に設定する検査電流値設定部と、
該検査電流値設定部により前記主電源部を充放電する電流値が前記検査電流値に設定された状態で、前記主電源電圧検出部で検出される端子間電圧を取得し、該端子間電圧に基づいて前記主電源部の前記二次電池の充電状態値を演算し、前記充電状態値記憶部に記憶された前記充電状態値を書き換える第二の充電状態値演算部とを有することを特徴とする電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電池システムにおいて、
前記充電状態監視部は、前記充電状態値記憶部に記憶された充電状態値を参照して、現在の充電状態値が、前記二次電池が充電率１００％状態の時の値を含む高充電範囲に含まれるか否かを判定する高充電状態判定部を有し、前記検査電流値設定部が、前記高充電状態判定部での判定結果に基づいて、前記充電状態値が前記高充電範囲に含まれる場合には、前記検査電流値として、前記主電源部から放電する放電検査電流値に設定することを特徴とする電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電池システムにおいて、
前記充電状態監視部は、前記充電状態値記憶部に記憶された充電状態値を参照して、現在の充電状態値が、前記二次電池が充電率０％状態の時の値を含み、前記高充電範囲よりも相対的に低い低充電範囲に含まれるか否かを判定する低充電状態判定部を有し、前記検査電流値設定部が、前記低充電状態判定部での判定結果に基づいて、前記充電状態値が前記低充電範囲に含まれる場合には、前記検査電流値として、前記主電源部に充電する充電検査電流値を設定することを特徴とする電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の電池システムにおいて、
前記高充電範囲の下限値が前記低充電範囲の上限値よりも大きく設定されて、二次電池の充電状態として、前記高充電範囲と前記低充電範囲との間に中充電範囲が設定され、
前記検査電流値設定部が、前記高充電状態判定部及び前記低充電状態判定部での判定結果に基づいて、前記充電状態値が前記中充電範囲に含まれる場合には、前記検査電流値を０Ａに設定することを特徴とする電池システム。
【請求項５】
請求項１に記載の電池システムにおいて、
前記充電状態監視部は、前記充電状態値記憶部に記憶された充電状態値を参照して、現在の充電状態値が、前記二次電池が充電率０％状態の時の値を含む低充電範囲に含まれるか否かを判定する低充電状態判定部を有し、前記検査電流値設定部が、前記低充電状態判定部での判定結果に基づいて、前記充電状態値が前記低充電範囲に含まれる場合には、前記検査電流値として、前記主電源部に充電する充電検査電流値に設定することを特徴とする電池システム。
【請求項６】
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の電池システムにおいて、
二次電池によって構成され、前記主電源部と並列接続された副電源部と、
前記主電源部と前記副電源部との接続・非接続の切替を行う電源間スイッチとを備え、
前記充電状態監視部は、電源間スイッチの接続・非接続を制御するスイッチ制御部を有し、前記検査電流値設定部が、前記負荷が要求する要求電流値を取得し、前記高充電状態判定部で前記充電状態値が前記高充電範囲に含まれると判定された場合に、該要求電流値に対して、前記放電検査電流値が大きいか否か判定し、前記要求電流値に対して前記放電検査電流値が大きいと判定された場合に、前記スイッチ制御部に前記電源間スイッチにより、前記主電源部と前記副電源部とを接続させることを特徴とする電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の電池システムにおいて、
前記負荷に対する前記主電源部と前記副電源部との接続の切替を行う電源切替スイッチを備え、
前記充電状態監視部は、前記検査電流値設定部が、前記高充電状態判定部で前記充電状態値が前記高充電範囲に含まれないと判定された場合に、前記スイッチ制御部に、前記電源切替スイッチにより前記負荷と前記副電源部とを接続させることを特徴とする電池システム。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池システムにおいて、
二次電池によって構成される前記主電源部と並列に接続された副電源部と、
負荷に対する前記主電源部と前記副電源部との接続の切替を行う電源切替スイッチとを備え、
前記充電状態監視部は、前記駆動時間監視部から出力される前記補正開始通知に基づいて、前記電源切替スイッチにより前記負荷と前記副電源部とを接続させるスイッチ制御部を有することを特徴とする電池システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池システムにおいて、
前記充電状態監視部は、端子間電圧と充電状態値との関係を示す電圧・充電状態値テーブルが記憶されたテーブル記憶部を有し、
第二の充電状態値演算部が、前記テーブル記憶部から前記電圧・充電状態値テーブルを参照して、取得した前記端子間電圧に対応する前記充電状態値を求めることを特徴とする電池システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池システムにおいて、
前記テーブル記憶部には、前記電圧・充電状態値テーブルとして、前記検査電流値設定部で設定され得る前記検査電流値毎に、端子間電圧と充電状態値との関係が記憶されていることを特徴とする電池システム。
【請求項１１】
請求項９に記載の電池システムにおいて、
前記テーブル記憶部には、前記電圧・充電状態値テーブルとして、前記二次電池に流れる電流値が０Ａの場合の端子間電圧と充電状態値との関係が記憶されているとともに、前記検査電流値設定部で設定され得る前記検査電流値毎に、かつ、充電状態値毎に対応付けて補正値が示された補正値テーブルが記憶され、
前記第二の充電状態値演算部が、前記電圧・充電状態値テーブルを参照して求める前記充電状態値に対して、さらに、前記補正値テーブルを参照して対応する補正値を取得し、該補正値分だけ前記充電状態値を補正した値を、現在の充電状態値として出力することを特徴とする電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を電源として負荷に電力を供給する電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、産業車両、建機などの車両などのエネルギー源として、リチウムイオン二次電池などの二次電池が注目されている。このような二次電池は、複数の二次電池と、これを監視する制御部とによって電池システムを構成し、制御部によって各二次電池の充電率を監視し、充電率が低下した場合には所定の充電設備において充電を実施する。
【０００３】
ここで、充電率の検出には、様々な方法が提案されている。最も単純な方法としては、二次電池に流れる電流値を随時検出し、これら電流値を積算して充電量を求め、容量に対する充電量の比によって求められる。ところが、本方法では、積算して求めていくため、電池温度などによって誤差が生じ、また充放電の繰り返しなどにより誤差が積み上げられていくことから、使用を継続すると実際の充電率に対して次第に誤差が大きくなってしまう。このため、当該問題を解決する方法として、充電率２０％〜８０％の間では、同様の方法で電流値を積算して充電率を推定するとともに、充電中では８０％を上回ったときに、また、放電中では２０％を下回った時には、ＩＶ判定法として、端子間電圧を測定し、予め求めた電圧と充電率との関係に測定した電圧を当て嵌めることで充電率を求めて補正を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２１０４８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、特許文献１によれば、二次電池をエネルギー源として装置を稼動させつつ充電率を適宜補正することができるものの、電流値を積算して充電率を求めている間に大幅な誤差が生じてしまうおそれがある。具体的には、検出される充電率が予め設定された上限値及び下限値で規定される範囲（上記例では２０％〜８０％）で変動するような使用を繰り返した場合には、補正する機会が発生しないまま誤差が大きくなってしまう。そして、誤差が許容される値（上記例では±２０％）を超えてしまった場合には、補正を実施する前に、実際の充電率が１００％になって過充電状態となってしまうか、あるいは、実際の充電率が０％となり放電しきってしまった状態となって装置を稼動停止せざる得ない状況になってしまうおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献１では、電流値積算による充電率を補正する際には、充電した状態のまま、あるいは、放電した状態のまま、端子間電圧に基づいて充電率を求めることとしているが、電流値の大きさによって内部インピーダンスが変化してしまうことから、正確な充電率を求めるには限界があった。より正確に充電率を求めるために、電流値積算によって求められる充電率の誤差を許容する範囲で上限値と下限値を決めておいて、当該上限値及び下限値に達した場合には、装置の稼動を停止して、端子間電圧として開放電圧を測定して開放電圧に基づいて充電率を求め補正する方法が考えられる。しかしながら、当該方法を適用した場合でも、誤差が上限値及び下限値によって規定される許容値を超えてしまった場合には過充電状態あるいは放電しきってしまった状態となるおそれがあるとともに、二次電池の充電率の推移によって不用意に装置の稼動を一時停止する必要があり、特に休止時間の少ない装置においては適用が困難であった。
【０００７】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、不用意に電力供給先となる装置を止めてしまうことなく、正確に充電率を監視することが可能な電池システムを提供するものである。
【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、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の電池システムは、二次電池によって構成され、負荷に電力を供給する主電源部と、該主電源部に充放電される電流値を検出する主電源電流検出部と、前記主電源部の前記二次電池の端子間電圧を検出する主電源電圧検出部と、前記主電源電流検出部及び前記主電源電圧検出部で検出された電流値及び端子間電圧に基づいて前記主電源部の前記二次電池の充電状態を表す充電状態値を監視する充電状態監視部とを備え、該充電状態監視部は、前記主電源部の前記二次電池の充電状態値が書き換え可能に記憶された充電状態値記憶部と、該充電状態値記憶部に記憶された充電状態値に、前記主電源電流検出部で検出された電流値分を積算することで、現在の前記主電源部の前記二次電池の充電状態値を演算し、前記充電状態値記憶部に記憶された前記充電状態値を書き換える第一の充電状態値演算部と、前記主電源部により駆動する負荷の駆動時間を計測する駆動時間計測部と、該駆動時間計測部で計測された駆動時間を監視し、当該駆動時間が予め設定された補正開始時間に達したら補正開始通知を出力する駆動時間監視部と、該駆動時間監視部が出力した前記補正開始通知に基づいて、前記主電源部に充放電される電流値を、予め設定された検査電流値に設定する検査電流値設定部と、該検査電流値設定部により前記主電源部を充放電する電流値が前記検査電流値に設定された状態で、前記主電源電圧検出部で検出される端子間電圧を取得し、該端子間電圧に基づいて前記主電源部の前記二次電池の充電状態値を演算し、前記充電状態値記憶部に記憶された前記充電状態値を書き換える第二の充電状態値演算部とを有することを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、駆動時間監視部が駆動時間測定部で測定される駆動時間が補正開始時間に達したら補正開始通知を出力し、これに基づいて、検査電流値設定部が、主電源部に充放電される電流値を予め設定された検査電流値に設定する。そして、第二の充電状態値演算部は、予め設定された当該検査電流値で充放電された状態で、主電源電圧検出部で検出された端子間電圧を取得し、これに基づいて充電状態値を演算するため、演算毎に二次電池に充放電される電流値が異なることなく、内部インピーダンスを所定の値とすることができることで、正確に充電状態値を演算することができる。そして、第一の充電状態値演算部においても、第二の充電状態値演算部で書き換えた充電状態値に対して、新たに主電源電流検出部で検出された電流値分を積算して、充電状態値記憶部に記憶された充電状態値を書き換えていくので、誤差を最小限とすることができる。また、第二の充電状態値演算部による充電状態値の書き換えは、駆動時間監視部で監視する補正開始時間毎となるので、定期的なものとなり、当該時間を、第一の充電状態値演算部での電流値積算による充電状態値の演算で生じうる誤差が許容できる範囲内に補償し得える範囲で、かつ、主電源部を電力源とする負荷を有する装置の稼動を制限しない範囲で設定することで、当該装置を好適に稼動させつつ、二次電池が過充電状態となってしまったり、放電しきってしまったりしてしまうことを確実に防止することができる。
【００１０】
また、上記の電池システムにおいて、前記充電状態監視部は、前記充電状態値記憶部に記憶された充電状態値を参照して、現在の充電状態値が、前記二次電池が充電率１００％状態の時の値を含む高充電範囲に含まれるか否かを判定する高充電状態判定部を有し、前記検査電流値設定部が、前記高充電状態判定部での判定結果に基づいて、前記充電状態値が前記高充電範囲に含まれる場合には、前記検査電流値として、前記主電源部から放電する放電検査電流値に設定することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、高充電状態判定部で現在の充電状態値が高充電範囲に含まれていると判定された場合に、検査電流値設定部が検査電流値として放電検査電流値に設定して主電源部から放電した状態で第二の充電状態値演算部で充電状態値を演算している。このため、充電状態値が高充電範囲に含まれている状態で、万一、実際の充電状態値が充電状態値記憶部に記憶されている充電状態値に対して高かったとしても、放電しながら充電状態値の演算を行うことで過充電状態となってしまうことを確実に防止することができる。
【００１２】
また、上記の電池システムにおいて、前記充電状態監視部は、前記充電状態値記憶部に記憶された充電状態値を参照して、現在の充電状態値が、前記二次電池が充電率０％状態の時の値を含む低充電範囲に含まれるか否かを判定する低充電状態判定部を有し、前記検査電流値設定部が、前記低充電状態判定部での判定結果に基づいて、前記充電状態値が前記低充電範囲に含まれる場合には、前記検査電流値として、前記主電源部に充電する充電検査電流値を設定することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、低充電状態判定部で現在の充電状態値が低充電範囲に含まれていると判定された場合に、検査電流値設定部が検査電流値として充電検査電流値に設定して主電源部に充電した状態で第二の充電状態値演算部で充電状態値を演算している。このため、充電状態値が低充電範囲に含まれている状態で、万一、実際の充電状態値が充電状態値記憶部に記憶されている充電状態値に対して低かったとしても、充電しながら充電状態値の演算を行うことで放電しきってしまうことを確実に防止することができる。
【００１４】
また、上記の電池システムにおいて、前記高充電範囲の下限値が前記低充電範囲の上限値よりも大きく設定されて、二次電池の充電状態として、前記高充電範囲と前記低充電範囲との間に中充電範囲が設定され、前記検査電流値設定部が、前記高充電状態判定部及び前記低充電状態判定部での判定結果に基づいて、前記充電状態値が前記中充電範囲に含まれる場合には、前記検査電流値を０Ａに設定することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、高充電状態判定部及び低充電状態判定部で現在の充電状態値が高充電範囲及び低充電範囲に含まれていない、すなわち中充電範囲に含まれていると判定された場合に、検査電流値設定部が検査電流値を０Ａに設定して第二の充電状態値演算部で充電状態値を演算している。このため、充電状態値が中充電範囲に含まれている状態で、万一、実際の充電状態値が充電状態値記憶部に記憶されている充電状態値に対して大幅に高いまたは低かったとしても過充電状態となってしまったり放電しきってしまうことを確実に防止することができる。
【００１６】
また、上記の電池システムにおいて、二次電池によって構成され、前記主電源部と並列接続された副電源部と、前記主電源部と前記副電源部との接続・非接続の切替を行う電源間スイッチとを備え、前記充電状態監視部は、電源間スイッチの接続・非接続を制御するスイッチ制御部を有し、前記検査電流値設定部が、前記負荷が要求する要求電流値を取得し、前記高充電状態判定部で前記充電状態値が前記高充電範囲に含まれると判定された場合に、該要求電流値に対して、前記放電検査電流値が大きいか否か判定し、前記要求電流値に対して前記放電検査電流値が大きいと判定された場合に、前記スイッチ制御部に前記電源間スイッチにより、前記主電源部と前記副電源部とを接続させることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、高充電状態判定部で充電状態値が高充電範囲に含まれると判定された場合には、主電源部から放電検査電流値で放電した状態で第二の充電状態値演算部で充電状態値の演算を行うが、検査電流値設定部によって要求電流値に対して放電検査電流値が大きいと判定された場合に、スイッチ制御部が、電源間スイッチにより主電源部と前記副電源部とを接続させる。このため、要求電流値に対して過剰に放電して負荷で消費されない電力を、副電源部に充電することができ、エネルギー効率を向上させることができる。
【００１８】
また、上記の電池システムにおいて、前記負荷に対する前記主電源部と前記副電源部との接続の切替を行う電源切替スイッチを備え、前記充電状態監視部は、前記検査電流値設定部が、前記高充電状態判定部で前記充電状態値が前記高充電範囲に含まれないと判定された場合に、前記スイッチ制御部に、前記電源切替スイッチにより前記負荷と前記副電源部とを接続させることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、高充電状態判定部で充電状態値が高充電範囲に含まれないと判定された場合には、主電源部からの放電を行わない、すなわち主電源部から負荷への電力の供給を行わない状態で第二の充電状態値演算部で充電状態値の演算を行う。その一方、スイッチ制御部が、電源切替スイッチにより負荷と副電源部とを接続させる。このため、第二の充電状態値演算部で主電源部の充電状態値の演算を行いつつ、副電源部を電力源として負荷に電力を供給することができ、負荷を備える装置の稼動を停止させることがない。
【００２０】
また、上記の電池システムにおいて、二次電池によって構成される前記主電源部と並列に接続された副電源部と、負荷に対する前記主電源部と前記副電源部との接続の切替を行う電源切替スイッチとを備え、前記充電状態監視部は、前記駆動時間監視部から出力される前記補正開始通知に基づいて、前記電源切替スイッチにより前記負荷と前記副電源部とを接続させるスイッチ制御部を有することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、駆動時間監視部から出力される補正開始通知に基づいて、電源接続切替制御部が、電源切替スイッチにより負荷と副電源部とを接続させることにより、主電源部の状態に係らず、第二の充電状態値演算部で主電源部の充電状態値の演算を行いつつ、副電源部を電力源として負荷に電力を供給することができ、負荷を備える装置の稼動を停止させることがない。
【００２２】
また、上記の電池システムにおいて、前記充電状態監視部は、端子間電圧と充電状態値との関係を示す電圧・充電状態値テーブルが記憶されたテーブル記憶部を有し、第二の充電状態値演算部が、前記テーブル記憶部から前記電圧・充電状態値テーブルを参照して、取得した前記端子間電圧に対応する前記充電状態値を求めることを特徴としている。
【００２３】
この構成によれば、第二の充電状態値演算部は、テーブル記憶部に記憶された電圧・充電状態値テーブルを参照して取得した端子間電圧を当て嵌めることで、正確に充電状態値を求めることができる。
【００２４】
また、上記の電池システムにおいて、前記テーブル記憶部には、前記電圧・充電状態値テーブルとして、前記検査電流値設定部で設定され得る前記検査電流値毎に、端子間電圧と充電状態値との関係が記憶されていることを特徴としている。
【００２５】
この構成によれば、検査電流値毎に、異なる電圧・充電状態値テーブルに端子間電圧を当て嵌めて充電状態値を求めることで、より正確に充電状態値を求めることができる。
【００２６】
また、上記の電池システムにおいて、前記テーブル記憶部には、前記電圧・充電状態値テーブルとして、前記二次電池に流れる電流値が０Ａの場合の端子間電圧と充電状態値との関係が記憶されているとともに、前記検査電流値設定部で設定され得る前記検査電流値毎に、かつ、充電状態値毎に対応付けて補正値が示された補正値テーブルが記憶され、前記第二の充電状態値演算部が、前記電圧・充電状態値テーブルを参照して求めた前記充電状態値に対して、さらに、前記補正値テーブルを参照して対応する補正値を取得し、該補正値分だけ前記充電状態値を補正した値を、現在の充電状態値として出力することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、第二の充電状態値演算部は、テーブル記憶部に記憶された電圧・充電状態値テーブルを参照して取得した端子間電圧を当て嵌めて充電状態値を求めた後に、テーブル記憶部に記憶された補正テーブルを参照して、検査電流値及び現在の充電状態値と対応する補正値を求めて、当該補正値分補正したものを充電状態値とすることで、電流値及び充放電による誤差を解消してより正確に充電状態値を求めることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の電池システムによれば、不用意に電力供給先となる装置を止めてしまうことなく、正確に充電率を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の電池システムが搭載された装置の一例であるＡＧＶの概要を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施形態の電池システムが搭載された装置の一例であるＡＧＶの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の電池システムが搭載された装置の一例であるＡＧＶにおいて、負荷及び電源を含む回路構成の概要を説明する回路図である。
【図４】本発明の実施形態の電池システムにおいて、ＣＭＵの詳細を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の電池システムにおいて、ＢＭＵの詳細を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態の電池システムにおいて、テーブル記憶部に記憶された電圧・充電状態値テーブルを説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態の電池システムが搭載された装置の一例であるＡＧＶにおいて、制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態の電池システムによる充電率の監視フローを示すフロー図である。
【図９】本発明の実施形態の電池システムによる充電率の監視フローを示すフロー図である。
【図１０】本発明の実施形態の電池システムによる充電率の監視フローを示すフロー図である。
【図１１】本発明の実施形態の電池システムによる充電率の監視フローを示すフロー図である。
【図１２】本発明の実施形態の電池システムが搭載された装置の一例であるＡＧＶの負荷及び電源を含む回路において、主電源部から副電源部への充電を実施する際の説明図である。
【図１３】本発明の実施形態の電池システムが搭載された装置の一例であるＡＧＶの負荷及び電源を含む回路において、副電源部により負荷に電力を供給する際の説明図である。
【図１４】本発明の実施形態の電池システムにおいて、テーブル記憶部に記憶された電圧・充電状態値テーブルの変形例を説明する説明図である。
【図１５】本発明の実施形態の電池システムにおいて、テーブル記憶部に記憶された補正値テーブルを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態を図１から図１３に基づいて説明する。図１は、この実施形態の二次電池からなる電池システムの適用例として、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ：無人搬送車）１００に適用した例を示している。図１に示すように、ＡＧＶ１００は、例えば巡回路１１０の各所に設けられたステーション１１１を巡回し、一のステーション１１１で搬送物を受け取って、他のステーション１１１で搬送物を引き渡す搬送車両として利用されている。図１において巡回路１１０の一部には無接触式の給電設備１１２が設けられている。また、ＡＧＶ１００には、給電設備１１２と対応する受電部１０２（図２参照）が設けられている。給電設備１１２は、具体的には、発電所などの外部発電設備と接続されていて、巡回路１１０に沿って配設された給電線を有している。また、ＡＧＶ１００の受電部１０２は、具体的には、巡回路１１０に沿って走行した状態で上記給電線に沿うように配設された電磁コイルを有している。このため、ＡＧＶ１００は、巡回路１１０において給電設備１１２が設けられた部分を走行しながら、当該給電設備１１２の給電線を流れる交流電流により、電磁誘導によって受電部１０２の電磁コイルにより交流電流を受電することが可能となっている。これにより、図１に示すＡＧＶ１００では、非接触給電により、搭載された電池システム１の二次電池に適宜充電しつつ、ステーション１１１間で搬送物の受け渡しを繰り返すことが可能となっている。
なお、以下において詳細を説明する電池システムは、上記ＡＧＶ１００に限らず、ハイブリッド車などの車両を含む様々な装置に適用可能であり、特に、充電機会が限られ、かつ、連続稼動が要求されるＡＧＶ１００などに有効である。
【００３１】
図２は、この実施形態の電池システム１を含むＡＧＶ１００のブロック構成を示している。また、図３は、この実施形態の電池システム１を含むＡＧＶ１００の回路構成を示している。図２及び図３に示すように、ＡＧＶ１００は、負荷１０１と、給電設備１１２から電力を受電可能な受電部１０２と、負荷１０１を含む各構成の制御を行う制御装置１０３と、受電部１０２から受電して充電可能であるとともに、放電して負荷１０１に電力を供給可能な電池システム１とを備える。負荷１０１としては、例えば、走行駆動源となる電動モータや、照明装置などが挙げられる。
【００３２】
また、電池システム１は、主電源部２と、副電源部３と、主電源部２及び副電源部３を制御する電池制御部であるＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）４とを備える。主電源部２は、複数の二次電池２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄで構成された組電池である。本実施形態では、主電源部２は、四つのリチウムイオン二次電池で構成されている。また、副電源部３は、第一副電源部３１と、第二副電源部３２とを有する。第一副電源部３１は、複数の二次電池３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄで構成された組電池であり、本実施形態では主電源部２のものよりも容量の小さい四つのリチウムイオン二次電池で構成されている。また、第二副電源部３２は、一つの二次電池で構成されており、本実施形態では主電源部２のものよりも容量の小さい一つの鉛蓄電池である。そして、主電源部２は、主に走行駆動源となる電動モータの電力源となるとともに、第一副電源部３１が主電源部２のバックアップとして利用されている。また、第二副電源部３２は、その他付帯設備、例えば制御装置１０３等の電力源として利用されている。
なお、上記の主電源部２、副電源部３の構成、用途は、一例であり、これに限るものではない。
【００３３】
図３に示すように、受電部１０２、負荷１０１、主電源部２、第一副電源部３１及び第二副電源部３２は、当該順に並列に接続されて、回路を構成している。また、第一副電源部３１と第二副電源部３２との間には、並列に抵抗４が設けられている。また、当該回路には、各種スイッチが設けられている。具体的には、主電源部２に対して負荷１０１と受電部１０２との接続の切り替えを行う第一スイッチ５１と、受電部１０２と負荷１０１との接続を遮断する第二スイッチ５２と、主電源部２と第一副電源部３１との接続を遮断する第三スイッチ５３と、第一副電源部３１と主電源部２及び第二副電源部３２との接続を遮断する第四スイッチ５４と、第一副電源部３１と第二副電源部３２と接続を遮断する第五スイッチ５５と、第一副電源部３１と負荷１０１とを接続させる配線に、第一副電源部３１の正極側及び負極側にそれぞれで設けられた第六スイッチ５６及び第七スイッチ５７とを有する。第一スイッチ５１〜第七スイッチ５７は、制御装置１０３による制御のもと、それぞれ対応する第一スイッチ駆動部６１〜第七スイッチ駆動部６７によって駆動し、接続を切り替えることが可能である。
【００３４】
また、当該回路には、主電源部２及び副電源部３の各電源から入力される直流電流を交流電流に変換して負荷１０１へ出力するインバータ７と、受電部１０２から入力される交流電流を直流電流に変換して主電源部２及び副電源部３の各電源へ出力するＡＣ−ＤＣコンバータ８と、第二副電源部に入力される直流電流の電圧を設定するＤＣ−ＤＣコンバータ９とが設けられている。これら、インバータ７、ＡＣ−ＤＣコンバータ８及びＤＣ−ＤＣコンバータ９は、制御装置１０３による制御のもと、出力電流の電圧及び電流値を制御可能となっている。
【００３５】
次に、ＢＭＳ４及び制御装置１０３の詳細について説明する。
図２に示すように、ＢＭＳ４は、主電源部２、副電源部３の各二次電池２Ａ〜２Ｄ、３１Ａ〜３１Ｄ、３２でそれぞれ検出された二次電池の状態を表すパラメータ値の信号をＡＤ変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）４１（４１Ａ〜４１Ｄ）、４２（４２Ａ〜４２Ｄ）、４３と、ＡＤＣ４１、４２、４３から出力されたデジタル信号が入力されるＣＭＵ（Ｃｅｌｌ Ｍｏｎｉｔｏｒ Ｕｎｉｔ）４４（４４Ａ〜４４Ｄ）、４５（４５Ａ〜４５Ｄ）、４６と、ＣＭＵ４４、４５、４６から出力された信号に基づいて複数の二次電池を集中管理するとともに、制御装置１０３との間で信号の入出力を行うＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）７０とを有する。
【００３６】
図４に示すように、主電源部２には、パラメータ値を検出する手段として、それぞれに流れる電流を検出する主電源部電流検出部である電流計２１が設けられているとともに、各二次電池２Ａ〜２Ｄには、端子間電圧及び缶電位を測定するための主電源部電圧検出部である電圧計２２、２３と、缶温度を測定するための主電源部温度検出部である温度計２４が設けられている。電流計２１、電圧計２２、２３及び温度計２４は、対応するＡＤＣ４１を介してＣＭＵ４４に接続されている。このため、本実施形態では、二次電池の状態を表すパラメータ値として、電流、端子間電圧、缶電位及び缶温度を、それぞれ電流計２１、電圧計２２、２３及び温度計２４で検出し、ＣＭＵ４４は、ＡＤＣ４１を介して、上記パラメータ値をデジタル信号として取得することが可能である。また、ＣＭＵ４４は、電池の状態を示すパラメータ値を検出するパラメータ値検出部４４ａを有している。パラメータ値検出部４４ａは、ＡＤＣ４１を介して各パラメータ値を取得すると、当該パラメータ値と対応する二次電池２Ａ〜２Ｄをいずれかに識別する識別ＩＤと対応付けて電池状態情報としてＢＭＵ７０に出力する。なお、副電源部３においても、同様に各二次電池にパラメータ値を検出する手段が設けられ、ＡＤＣを介してＣＭＵでパラメータ値を取得し、ＢＭＵ７０に出力することが可能となっているが、同様の構成であるので、説明を省略する。また、本実施形態では、各二次電池と対応して、それぞれＡＤＣ及びＣＭＵが設けられているが、複数の二次電池を一モジュールとして、モジュール単位でＡＤＣ及びＣＭＵを設けるようにしても良い。
【００３７】
図５に示すように、ＢＭＵ７０は、ＣＭＵ４４のパラメータ値検出部４４ａから出力された電池状態情報を受け付ける電池状態情報受付部７１と、電池状態情報受付部７１で受け付けた電池状態情報に含まれるパラメータ値に基づいて充電状態値として充電率を演算する第一の充電状態値演算部７２及び第二の充電状態値演算部７３と、演算された充電率が書き込まれる充電状態値記憶部７４と、第二の充電状態値演算部７３で演算に用いられる各種テーブルが記憶されたテーブル記憶部７５とを備える。第一の充電状態値演算部７２及び第二の充電状態値演算部７３は、充電率を演算すると、演算結果である充電率に、充電状態値記憶部７４に記憶されている充電率を書き換える。
【００３８】
また、テーブル記憶部７５には、主電源部２を構成する二次電池２Ａ〜２Ｄについて、予め取得された端子間電圧と充電率との関係を示す電圧・充電状態値テーブルが記憶されている。図６に、電圧・充電状態値テーブルの一例を示している。図６に示すように、電圧・充電状態値テーブルＴ１には、二次電池２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄに電流を流さない時の端子間電圧（開放電圧）と充電率の関係を示した関係線Ｓ１と、二次電池２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄから後述する所定の放電検査電流（一例として１００Ａ）で放電させた時の端子間電圧と充電率の関係を示した関係線Ｓ２と、二次電池２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄへ後述する所定の充電検査電流（一例として１００Ａ）で充電させた時の端子間電圧と充電率の関係を示した関係線Ｓ３とが記録されている。
【００３９】
また、図５に示すように、ＢＭＵ７０は、さらに、充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を抽出して制御装置１０３に出力する充電状態値出力部７６と、主電源部２によって負荷１０１が駆動する駆動時間を計測する駆動時間計測部７７と、駆動時間計測部７７で計測される駆動時間を監視する駆動時間監視部７８とを有する。駆動時間監視部７８は、駆動時間が予め設定された補正開始時間に達したら、補正開始通知を充電状態値出力部７６に出力するとともに制御装置１０３にも出力する。また、充電状態値出力部７６は、定期的に充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を抽出して制御装置１０３に出力するとともに、これとは別に、補正開始通知を受け付けた場合にも充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を抽出して制御装置１０３に出力する。
【００４０】
図７に示すように、制御装置１０３は、負荷１０１の駆動を制御する負荷駆動制御部１０４と、ＢＭＵ７０の第一の充電状態値演算部７２及び第二の充電状態値演算部７３で演算された充電率が入力され、該充電率の高低判定を行う判定部１０５と、判定部１０５での判定結果に基づいてインバータ７、ＡＣ−ＤＣコンバータ８及びＤＣ−ＤＣコンバータ９を制御する電流制御部１０６と、第一スイッチ駆動部６１〜第七スイッチ駆動部６７を制御するスイッチ制御部１０７とを有する。負荷駆動制御部１０４は、外部などから入力される要求出力に基づいて、該要求出力で負荷１０１を駆動させるための要求電流値を演算し、当該要求電流値を電流制御部１０６に出力する。
【００４１】
判定部１０５は、入力される充電率が１００％を含む高充電範囲に含まれるか否かを判定する高充電状態判定部１０５ａと、入力される充電率が０％を含む低充電範囲に含まれるか否かを判定する低充電状態判定部１０５ｂと、高充電範囲及び低充電範囲を規定する第一閾値及び第二閾値が格納された閾値記憶部１０５ｃとを有する。低充電状態判定部１０５ｂ及び高充電状態判定部１０５ａでの判定結果は、電流制御部１０６及びＢＭＵ７０の第二の充電状態値演算部７３にそれぞれ出力される。
【００４２】
電流制御部１０６は、負荷駆動制御部１０４からの要求電流値及び判定部１０５での判定結果に基づいてインバータ７、ＡＣ−ＤＣコンバータ８及びＤＣ−ＤＣコンバータ９で出力させる電流の特性を決定して、決定した電流特性に応じた指令信号を出力する電流値設定部１０６ａと、第二の充電状態値演算部７３で充電率を演算する際に使用される検査電流値が記憶されている検査電流値記憶部１０６ｂとを有する。電流値設定部１０６ａは、通常時においては、負荷駆動制御部１０４から入力される要求電流値が主電源部２から放電されて負荷１０１に供給されるように、インバータ７、ＡＣ−ＤＣコンバータ８及びＤＣ−ＤＣコンバータ９を駆動させる。また、電流値設定部１０６ａは、ＢＭＵ７０からの補正開始通知に基づいて、検査電流値設定部として、検査電流値記憶部１０６ｂに記憶された検査電流値で主電源部２から充放電されるように、インバータ７、ＡＣ−ＤＣコンバータ８及びＤＣ−ＤＣコンバータ９を駆動させる。
【００４３】
検査電流値記憶部１０６ｂに記憶されている検査電流値としては、本実施形態では、放電時に使用される放電電流値と、充電時に使用される充電電流値と、主電源部２による充放電を実施しないときに使用される０Ａを指定するためのゼロ電流値とが記憶されている。より具体的には、検査電流値は、電流値を表す絶対値と、充放電を表す正負符号で構成され、例えば、放電電流値は＋１００Ａ、充電電流値は−１００Ａに、ゼロ電流値は＋０Ａに設定されている。そして、電流値設定部１０６ａは、補正開始通知が入力された場合には、判定部１０５による判定結果に基づいて、検査電流値記憶部１０６ｂに記憶されたいずれかの検査電流値を選択する。詳細は後述する。
【００４４】
以上、ＡＧＶ１００に搭載される電池システム１の構成について説明したが、主電源部２の充電状態値である充電率を監視する充電状態監視部１Ａが、ＢＭＳ４のＢＭＵ７０の各構成とともに、その上位の制御装置１０３の一部を構成する判定部１０５、電流制御部１０６及びスイッチ制御部１０７によって構成されている。
【００４５】
次に、充電状態監視部１Ａによる充電率の監視手順の詳細について、図８から図１３を参照して説明する。
通常時においては、負荷駆動制御部１０４は、スイッチ制御部１０７に駆動指令信号を出力し、スイッチ制御部１０７は、駆動指令信号に基づいて、図３に示すように、第一スイッチ駆動部６１〜第七スイッチ駆動部６７の駆動により、第一スイッチ５１を負荷１０１側に接続させるとともに、第二スイッチ５２を接続させて、第三スイッチ５３〜第七スイッチ５７を非接続とさせる。これにより、受電部１０２が開放されるとともに、主電源部２のみが負荷１０１と接続される。また、負荷駆動制御部１０４は、電流制御部１０６の電流値設定部１０６ａに、要求出力を出力し、電流値設定部１０６ａが要求出力と対応する電流値で主電源部２から放電するようにインバータ７に指令信号を出力する。これにより、図８に示すように、主電源部２から放電された直流電流がインバータ７で所望の交流電流として出力され、負荷１０１を駆動させることができる（ステップＳ１）。
【００４６】
そして、主電源部２による電力供給が開始されるのに伴って駆動時間計測部７７での駆動時間の計測が開始される（ステップＳ２）。また、主電源部２では、電流計２１、電圧計２２、２３及び温度計２４で各種計測が行われ、これら計測により検出された各パラメータ値を含む電池状態情報がＣＭＵ４４から出力され、ＢＭＵ７０の電池状態情報受付部７１で受け付けられている。そして、ＢＭＵ７０の第一の充電状態値演算部７２では、電池状態情報から電流値を定期的に抽出して、充電率を演算する（ステップＳ３）。すなわち、第一の充電状態値演算部７２は、抽出した電流値に、対応する時間を掛けて、前回演算した時からの充電量を演算し、さらに充電量を対象となる二次電池の容量で除して、充電率変動量を求める。そして、第一の充電状態値演算部７２は、充電状態値記憶部７４に記憶されている充電率に求めた充電率変動量を加算（減算）することで現在の充電率を求める。次に、第一の充電状態値演算部７２は、求めた充電率に、充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を書き換える（ステップＳ４）。なお、充電状態値出力部７６は、充電状態値記憶部７４に刻々と書き換えられる充電率を定期的に読み取り、制御装置１０３に出力している。
【００４７】
負荷１０１が駆動している間、駆動時間監視部７８により駆動時間が監視されている（ステップＳ５）。そして、駆動時間が補正開始時間に達していない場合（ＮＯ）には、主電源部２を電力源として負荷１０１が駆動している間、ステップＳ２、Ｓ３を繰り返して、充放電によって時々刻々と変化する主電源部２の充電率を定期的に演算していく。一方、駆動時間が補正開始時間に達した場合（ＹＥＳ）には、駆動時間監視部７８は、補正開始通知を充電状態値出力部７６と、制御装置１０３において電流制御部１０６の電流値設定部１０６ａに出力する。充電状態値出力部７６は、補正開始通知を受けて、充電状態値記憶部７４から、現在の充電率を取得し、制御装置１０３の判定部１０５に出力する。
【００４８】
判定部１０５において、高充電状態判定部１０５ａは、閾値記憶部１０５ｃから第一の閾値を読み取り、入力された充電率が第一の閾値以上、すなわち第一の閾値を境界として１００％を含む高充電範囲に含まれるかの判定を行い、その判定結果を電流値設定部１０６ａ及びＢＭＵ７０の第二の充電状態値演算部７３に出力する（ステップＳ６）。さらに、低充電状態判定部１０５ｂは、閾値記憶部１０５ｃから第二の閾値を読み取り、入力された充電率が第二の閾値以下、すなわち第二の閾値を境界として０％を含む低充電範囲に含まれるかの判定を行い、その判定結果を電流値設定部１０６ａ及びＢＭＵ７０の第二の充電状態値演算部７３に出力する（ステップＳ７）。
【００４９】
電流値設定部１０６ａは、補正開始通知を受け付けると、高充電状態判定部１０５ａ及び低充電状態判定部１０５ｂから出力される判定結果を参照する。そして、充電状態値が高充電範囲に含まれるとの判定結果である場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）には、図９に示すように、電流値設定部１０６ａは、検査電流値記憶部１０６ｂから検査電流値として放電電流値を取得する（ステップＳ１１）。次に、電流値設定部１０６ａは、放電電流値が負荷駆動制御部１０４から出力される要求出力と対応する要求電流値以下かどうか判定する（ステップＳ１２）。そして、放電電流値が要求電流値以下であった場合には、放電電流値が主電源部２から出力されるように、インバータ７に指令信号を出力し、インバータ７を駆動させる（ステップＳ１３）。これにより、主電源部２から放電電流値で放電されて、対応する交流電流にて負荷１０１が駆動することとなる。
【００５０】
そして、この状態で、第二の充電状態値演算部７３は、各二次電池２Ａ〜２Ｄにおいて電流計２１、電圧計２２、２３、及び温度計２４で各種計測が行われ、ＣＭＵ４４からＢＭＵ７０へ出力された電池状態情報を電池状態情報受付部７１を介して取得する。第二の充電状態値演算部７３は、テーブル記憶部７５に記憶された電圧・充電状態値テーブルを参照し、判定部１０５からの判定結果に基づいて放電検査電流値における関係線Ｓ２に、取得した電池状態情報に含まれる端子間電圧を当て嵌めて充電率を求める（ステップＳ１４）。そして、第二の充電状態値演算部７３は、充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を書き換えて（ステップＳ１２）、ステップＳ２に移行し、再び駆動時間計測部７７によって駆動時間の計測を開始し、これを駆動時間監視部７８で監視するフローを実行する。
【００５１】
また、ステップＳ１２おいて、放電電流値が要求電流値より大きい場合（ＮＯ）には、主電源部２から放電される電流の内、要求電流値との差分に相当する部分を鉛蓄電池に充電する。すなわち、まず電流値設定部１０６ａがスイッチ制御部１０７に放電電流値が要求電流値より大きいとする判定結果を出力し、スイッチ制御部１０７は、これに基づいて、第三スイッチ駆動部６３、第五スイッチ駆動部６５を駆動させることで、図２に示す状態から図１２に示すように第三スイッチ５３及び第五スイッチ５５を接続に切り替えさせる（ステップＳ１６）。そして、放電電流値が主電源部２から出力され、その内の要求電流値分が負荷１０１へ流れるとともに、残りが第二副電源部３２に流れるように、インバータ７及びＤＣ−ＤＣコンバータ９に指令信号を出力し、インバータ７及びＤＣ−ＤＣコンバータ９を駆動させる（ステップＳ１７）。次に、ステップＳ１１に移行し、同様に第一の充電状態値演算部７３で充電率を演算し、ステップＳ１２として、充電状態値記憶部７４の充電率の書き換えを行う。
【００５２】
一方、充電状態値が低充電範囲に含まれるとの判定結果である場合（ステップＳ６；ＮＯ、ステップＳ７；ＹＥＳ）には、図１０に示すように、電流値設定部１０６ａは、検査電流値記憶部１０６ｂから検査電流値として充電電流値を取得する（ステップＳ２１）。さらに、電流値設定部１０６ａは、充電率が低充電範囲に含まれるとの判定結果を、負荷駆動制御部１０４及びスイッチ制御部１０７に出力する。これによりスイッチ制御部１０７は、第一スイッチ駆動部６１、第二スイッチ駆動部６２、第四スイッチ駆動部６４、第六スイッチ駆動部６５及び第七スイッチ駆動部６７を駆動させることで、図２に示す状態から図１３に示すように第一スイッチ５１を受電部１０２側への接続に、第二スイッチ５２を非接続に、第四スイッチ５４、第六スイッチ５５及び第七スイッチ５７を接続に切り替えさせる（ステップＳ２２）。これにより、第一副電源部３１により負荷１０１に電力を供給可能とするとともに、主電源部２と受電部１０２とを接続させる。
【００５３】
さらに、負荷駆動制御部１０４は、負荷１０１に含まれる走行用モータを駆動させて、ＡＧＶ１００を巡回路１１０の内、給電装置１１２が設けられた範囲を走行させる（ステップＳ２３）。そして、給電設備１１２において、第一副電源部３１を電力源として走行しながら、受電部１０２を介して主電源部２の充電を行う。この際、電流値設定部１０６ａは、取得した充電検査電流値に基づいて、当該充電検査電流値で主電源部２が充電されるように、ＡＣ−ＤＣコンバータ８を駆動させる（ステップＳ２４）。
【００５４】
そして、この状態で、第二の充電状態値演算部７３は、各二次電池２Ａ〜２Ｄにおいて電流計２１、電圧計２２、２３及び温度計２４で各種計測が行われ、ＣＭＵ４４からＢＭＵ７０へ出力された電池状態情報を電池状態情報受付部７１を介して取得する。そして、第二の充電状態値演算部７３は、テーブル記憶部７５に記憶された電圧・充電状態値テーブルを参照し、判定部１０５からの判定結果に基づいて充電検査電流値における関係線Ｓ３に、取得した電池状態情報に含まれる端子間電圧を当て嵌めて充電率を求める（ステップＳ２５）。第二の充電状態値演算部７３は、充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を書き換えて（ステップＳ２６）、ステップＳ２に移行し、再び駆動時間計測部７７によって駆動時間の計測を開始し、これを駆動時間監視部７８で監視するフローを実行する。
【００５５】
また、充電状態値が高充電範囲及び低充電範囲に含まれないとの判定結果である場合（ステップＳ６；ＮＯ、ステップＳ７；ＮＯ）には、図１１に示すように、電流値設定部１０６ａは、検査電流値記憶部１０６ｂから検査電流値としてゼロ電流値を取得する（ステップＳ３１）。さらに、電流値設定部１０６ａは、充電率が高充電範囲及び低充電範囲に含まれないとの判定結果を、スイッチ制御部１０７に出力する。これによりスイッチ制御部１０７は、第一スイッチ駆動部６１、第二スイッチ駆動部６２、第四スイッチ駆動部６４、第六スイッチ駆動部６６及び第七スイッチ駆動部６７を駆動させることで、図２に示す状態から図１３に示すように第一スイッチ５１を充電部側への接続に、第二スイッチ５２を非接続に、第四スイッチ５４、第六スイッチ５６及び第七スイッチ５７を接続に切り替えさせる（ステップ３２）。これにより、第一副電源部３１により負荷１０１に電力を供給可能とする。また、主電源部２は、負荷１０１との接続が遮断されるとともに、受電部１０２を介しての給電を受けない状態となっている。このため、主電源部２には、電流が流れず、正極端子間において開放電圧が測定可能な状態となっている。
【００５６】
そして、この状態で、第二の充電状態値演算部７３は、各二次電池２Ａ〜２Ｄにおいて電流計２１、電圧計２２、２３及び温度計２４で各種計測が行われ、ＣＭＵ４４からＢＭＵ７０へ出力された電池状態情報を電池状態情報受付部７１を介して取得する。そして、第二の充電状態値演算部７３は、テーブル記憶部７５に記憶された電圧・充電状態値テーブルを参照し、判定部１０５からの判定結果に基づいてゼロ検査電流値における関係線Ｓ１に、取得した電池状態情報に含まれる端子間電圧を当て嵌めて充電率を求める（ステップＳ３３）。第二の充電状態値演算部７３は、充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を書き換えて（ステップＳ２４）、ステップＳ２に移行し、再び駆動時間計測部７７によって駆動時間の計測を開始し、これを駆動時間監視部７８で監視するフローを実行する。
【００５７】
以上のように、本実施形態の電池システム１によれば、駆動時間監視部７８が、駆動時間計測部７７で測定される駆動時間が補正開始時間に達したら補正開始通知を出力し、これに基づいて、電流値設定部１０６ａが、主電源部２に充放電される電流値を予め設定された検査電流値に設定する。そして、第二の充電状態値演算部７３は、予め設定された当該検査電流値で充放電された状態で、主電源部２の各二次電池２Ａ〜２Ｄの電圧計２２で検出された端子間電圧を取得し、これに基づいて充電率を演算するため、演算毎に二次電池に充放電される電流値が異なることなく、内部インピーダンスを所定の値とすることができることで、正確に充電率を演算することができる。そして、第一の充電状態値演算部７２においても、第二の充電状態値演算部７３で書き換えた充電率に対して、新たに検出された電流値分を積算して、充電状態値記憶部７４に記憶された充電率を書き換えていくので、誤差を最小限とすることができる。また、第二の充電状態値演算部７３による充電率の書き換えは、駆動時間監視部７８で監視する補正開始時間毎となるので、定期的なものとなり、当該時間を、第一の充電状態値演算部７２での電流値積算による充電率の演算で生じうる誤差が許容できる範囲内に補償し得える範囲で、かつ、主電源部２を電力源とする負荷１０１を有するＡＧＶ１００の稼動を制限しない範囲で設定することで、ＡＧＶ１００を好適に稼動させつつ、二次電池が過充電状態となってしまったり、放電しきってしまったりしてしまうことを確実に防止することができる。
【００５８】
また、高充電状態判定部１０５ａで現在の充電率が高充電範囲に含まれていると判定された場合に、検査電流値設定部１０６ａが検査電流値として放電検査電流値に設定して主電源部２から放電した状態で第二の充電状態値演算部７３で充電率を演算している。このため、充電率が高充電範囲に含まれている状態で、万一、実際の充電率が充電状態値記憶部７４に記憶されている充電率に対して高かったとしても、放電しながら充電率の演算を行うことで過充電状態となってしまうことを確実に防止することができる。
【００５９】
さらに、電流値設定部１０６ａによって要求電流値に対して放電検査電流値が大きいと判定された場合に、スイッチ制御部１０７が、第三スイッチ５３及び第四スイッチ５４により主電源部２と副電源部３とを接続させる。このため、要求電流値に対して過剰に放電して負荷１０１で消費されない電力を、副電源部３に充電することができ、エネルギー効率を向上させることができる。
【００６０】
一方、高充電状態判定部１０５ａで充電率が高充電範囲に含まれないと判定された場合には、主電源部２からの放電を行わない、すなわち主電源部２から負荷１０１への電力の供給を行わない状態で第二の充電状態値演算部７３で充電状態値の演算を行っている。また、スイッチ制御部１０７が、第六スイッチ５６により負荷１０１と副電源部３とを接続させる。このため、第二の充電状態値演算部７３で主電源部２の充電率の演算を行いつつ、副電源部３を電力源として負荷１０１に電力を供給することができ、ＡＧＶ１００の稼動を停止させることがない。
【００６１】
そして、低充電状態判定部１０５ｂで現在の充電率が低充電範囲に含まれていると判定された場合に、電流値設定部１０６ａが検査電流値として充電検査電流値に設定して主電源部２に充電した状態で第二の充電状態値演算部７３で充電率を演算している。このため、充電率が低充電範囲に含まれている状態で、万一、実際の充電率が充電状態値記憶部７４に記憶されている充電率に対して低かったとしても、充電しながら充電率の演算を行うことで放電しきってしまうことを確実に防止することができる。
【００６２】
さらに、現在の充電率が低充電範囲にも含まれていない、すなわち高充電範囲と低充電範囲との間の中充電範囲に含まれていると判定された場合に、電流値設定部１０６ａが検査電流値を０Ａに設定して第二の充電状態値演算部７３で充電率を演算している。このため、充電率が中充電範囲に含まれている状態で、万一、実際の充電率が充電状態値記憶部７４に記憶されている充電率に対して大幅に高いまたは低かったとしても過充電状態となってしまったり放電しきってしまうことを確実に防止することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、第二の充電状態値演算部７３で充電率を演算する際には、テーブル記憶部７５の電圧・充電状態値テーブルＴ１を参照して、取得した端子間電圧を当て嵌めることで、正確に充電率を求めることができる。特に、本実施形態では、電圧・充電状態値テーブルＴ１には、充電電流値、放電電流値、ゼロ電流値と、電流値設定部１０６ａで設定され得る検査電流値毎に電圧と充電率との関係線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が規定され、設定される検査電流値に応じて異なる関係線を選択して充電率を求めることで、二次電池の内部インピーダンスの影響を受けることなくより正確に充電率を求めて、誤差を補正することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、高充電状態判定部１０５ａ及び低充電状態判定部１０５ｂで、現在の充電率が高充電範囲、低充電範囲及び中充電範囲のいずれかに属するかを判定するものとしたが、これに限るものではない。例えば、高充電範囲に含まれるかどうかのみを判定し、例えば充電率を一つの閾値で、高充電範囲と低充電範囲と二つの範囲に分けて、高充電範囲に属する場合には放電状態で第二の充電状態値演算部７３で充電率を演算し、低充電範囲に属する場合には充電状態で第二の充電状態値演算部７３で充電率を演算するようにしても良い。また、さらには充電率を４つ以上の範囲に区分しても良い。この場合には、充電率の高い複数の複数の範囲では充電状態で充電率を演算するものとし、さらにこれら範囲の中で充電率の相対的に高い範囲では低い範囲に対して放電電流値を高い値に設定しても良い。また、充電率の低い複数の範囲でも同様に放電電流値を異なるものとしても良い。
【００６５】
また、上記実施形態では、電圧・充電状態値テーブルには、放電電流値、充電電流値、ゼロ電流値のそれぞれと対応する関係線Ｓ１〜Ｓ３を備えるものとしたが、ゼロ電流値と対応する関係線Ｓ１のみを備えるものとしても良い。この場合には、放電電流値、充電電流値のそれぞれで充放電させた場合における補正を可能とする補正値テーブルがテーブル記憶部７５に記憶されていることが好ましい。また、上記実施形態では、二次電池から検出されるパラメータ値のうち、電流と端子間電圧を利用しているが、さらに缶温度も利用しても良い。
【００６６】
図１４及び図１５は、この実施形態の変形例として、補正テーブルを利用するとともに、缶温度も利用した例を示している。
本変形例において、テーブル記憶部７５には、図１４に示す電圧・充電状態値テーブルＴ２と、図１５に示す補正値テーブルＴ３とが記憶されている。図１４に示すように、電圧・充電率ケーブルＴ２は、ゼロ電流値における端子間電圧と充電率との関係線Ｓ１のみが記憶されている。また、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、補正値テーブルは、放電検査電流値で主電源部２から放電させた場合の補正値を示す第一補正値テーブルＴ３と、充電検査電流値で主電源部２へ充電した場合の補正値を示す第二補正値テーブルＴ４とで構成されている。第一補正値テーブルＴ３及び第二補正値テーブルＴ４は、ともに、充電率（ＳＯＣ）（％）欄と、缶温度（℃）欄とで構成され、各充電率及び缶温度と対応する欄のそれぞれに充電率補正値が記録されている。
【００６７】
このような変形例でも、ステップＳ１４、Ｓ２５（図９、図１０参照）において、放電検査電流値または充電検査電流値で、主電源部２で充放電させたときの端子間電圧に基づいて、第二の充電状態値判定部において、上記実施形態と同様に充電率を求めることができる。すなわち、第二の充電状態値判定部は、取得した端子間電圧を図１４に示す電圧・充電状態値テーブルの関係線Ｓ１に当て嵌めて充電率を求める。次に、ステップＳ１４の場合には、第一補正値テーブルＴ３を参照して、求めた充電率と、取得した缶温度を当て嵌めて、対応する欄の充電率補正値を抽出する。そして抽出した充電率補正値分だけ、電圧・充電状態値テーブルの関係式Ｓ１に当て嵌めて求めた充電率を補正して、当該補正後の充電率を真の充電率として、充電状態値記憶部７４の充電率の書き換えを行う。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００６９】
なお、上記実施形態及び変形例では、充電率の監視を行う充電状態監視部１Ａは、一部の構成を電池側制御部となるＢＭＳ４においてＢＭＵ４０に含み、他を上位となる制御装置１０３に含むものとしたが、これに限ることはない。全ての構成をＢＭＳ４側に含むものとしても良いし、制御装置１０３側に含むものとしても良い。また、上記実施形態及び変形例では、充電状態値として充電率を取り扱ったが、充電率に代えて、充電量（電流量と時間の積）を充電状態値として取り扱っても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１  電池システム
１Ａ  充電状態監視部
２  主電源部
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ  二次電池
３  副電源部
２１  電流計（主電源電流検出部）
２２  電圧計（主電源電圧検出部）
５３  第三スイッチ（電源間スイッチ）
５４  第四スイッチ（電源間スイッチ）
５５  第五スイッチ（電源間スイッチ）
５６  第六スイッチ（電源切替スイッチ）
７２  第一の充電状態値演算部
７３  第二の充電状態値演算部
７４  充電状態値記憶部
７５  テーブル記憶部
７７  駆動時間計測部
７８  駆動時間監視部
１０１  負荷
１０５ａ  高充電状態判定部
１０５ｂ  低充電状態判定部
１０６ａ  電流値設定部（検査電流値設定部）
１０７  スイッチ制御部
Ｔ１、Ｔ２  電圧・充電状態値テーブル
Ｔ３、Ｔ４  補正値テーブル
【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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【図９】
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【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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