(57)【要約】【課題】変動起因状態量による影響を補正して充電率を高精度に算出する二次電池の状態検知方法及び状態検知装置を提供する。【解決手段】  二次電池の状態検知方法は、電圧検出値及び電流検出値を取得する電圧電流取得ステップＳ１、温度検出値等の変動起因状態量を取得する変動起因状態量取得ステップＳ２、及び電圧検出値が電圧閾値以上かを判定する電圧判定ステップＳ３と電流検出値が電流閾値以下かを判定する電流判定ステップＳ４と電流閾値以下の継続時間が判定時間を経過したかを判定する充電率推定ステップＳ５と充電率に基準状態における充電率を設定する充電率設定ステップＳ６と基準状態における充電率を補正する補正ステップＳ７とからなる充電率算出ステップを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の充電中に、電圧検出値を取得する電圧取得ステップと、
電流検出値を取得する電流取得ステップと、
前記二次電池の充電率に影響を与える変動起因状態量を少なくとも一つ取得する変動起因状態量取得ステップと、
前記電圧検出値及び前記電流検出値を用いて前記二次電池が所定の充電状態に達したことを判定して充電率を算出する充電率算出ステップと、を有し、
前記充電率算出ステップは、前記変動起因状態量を用いて補正を行う補正ステップを含む
ことを特徴とする二次電池の状態検知方法。
【請求項２】
前記充電率算出ステップは、
前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定ステップと、
前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定ステップと、
前記電圧判定ステップで前記電圧検出値の上昇が判定されてから前記電圧閾値以上でかつ前記電流判定ステップで前記電流検出値の低下が判定されてから前記電流閾値以下の状態が所定の判定時間だけ継続したことを判定する充電率推定ステップと、
前記充電率推定ステップで前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定ステップと、を含み、
前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて前記充電率設定ステップで設定された充電率を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の状態検知方法。
【請求項３】
前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて決定される所定の補正パラメータを有する補正式を用いて前記充電率設定ステップで設定された前記充電率を補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池の状態検知方法。
【請求項４】
前記充電率算出ステップは、
前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定ステップと、
前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定ステップと、
前記電圧判定ステップで前記電圧検出値の上昇が判定されてから前記電圧閾値以上でかつ前記電流判定ステップで前記電流検出値の低下が判定されてから前記電流閾値以下の状態が所定の判定時間だけ継続したことで充電状態を判定する充電率推定ステップと、
前記充電率推定ステップで前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定ステップと、を含み、
前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて前記電流閾値を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の状態検知方法。
【請求項５】
前記所定の充電状態が、満充電状態であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次電池の状態検知方法。
【請求項６】
前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて決定される所定の補正パラメータを有する補正式を用いて前記電流閾値を補正する
ことを特徴とする請求項４に記載の二次電池の状態検知方法。
【請求項７】
前記変動起因状態量は、前記二次電池の温度、成層化度合い、内部抵抗、電池容量、電池サイズの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池の状態検知方法。
【請求項８】
二次電池の電圧検出値を取得する電圧取得手段と、
前記二次電池の電流検出値を取得する電流取得手段と、
前記二次電池の充電率に影響を与える変動起因状態量を少なくとも一つ取得する変動起因状態量取得手段と、
前記電圧取得手段及び前記電流取得手段で取得された電圧検出値及び電流検出値を用いて前記二次電池が所定の充電率に達したことを判定して充電率を算出する充電率算出部と、を備え、
前記充電率算出部は、前記変動起因状態量を用いて補正を行う補正手段を有する
ことを特徴とする二次電池の状態検知装置。
【請求項９】
前記充電率算出部は、
前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定手段と、
前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定手段と、
前記電圧判定ステップで前記電圧検出値の上昇が判定されてから前記電圧閾値以上でかつ前記電流判定手段で前記電流検出値の低下が判定されてから前記電流閾値以下の状態が所定の判定時間だけ継続したことを判定する充電率推定手段と、
前記充電率推定手段で前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定手段と、を有し、
前記補正手段は、前記充電率設定手段で設定された充電率を前記変動起因状態量を用いて補正する
ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池の状態検知装置。
【請求項１０】
前記充電率算出部は、
前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定手段と、
前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定手段と、
前記電圧判定手段及び前記電流判定手段で判定された充電状態が所定の判定時間だけ継続したことを判定する充電率推定手段と、
前記充電率推定手段で前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定手段と、を有し、
前記補正手段は、前記変動起因状態量を用いて前記電流閾値を補正する
ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池の状態検知装置。
【請求項１１】
前記所定の充電状態が、満充電状態であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の二次電池の状態検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の状態を検知する方法及び状態検知装置に関するものであり、特に、二次電池が充電可能な上限に達したことを検知して充電率を推定する二次電池の状態検知方法及び状態検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の充電は、通常、二次電池の端子電圧が所定の電圧値に達するまで定電流充電を行い、所定の電圧値に達したのちは定電圧充電に切り換える方式を用いて行われる。この方式では、所定の電圧値に達したのちの定電圧充電において、充電電流が所定の電流値（電流閾値）以下であることを検出し、その時点から所定時間経過したときに二次電池が満充電と判定している。
【０００３】
上記の満充電の判定方法では、満充電またはそれに近い状態の二次電池を充電する場合、充電開始直後に充電電流が電流閾値以下であることを検出し、その時点から所定時間経過したのちに満充電と判定する。しかし、所定時間を経過する前にすでに満充電状態になっているにもかかわらず、所定時間を経過しないと満充電を判定できない、といった課題があった。そこで、特許文献１では、充電開始後の充電電流値の初回判定結果によって満充電の判定方法を切り換えることで、初回の充電電流が電流閾値以下のときは、所定時間が経過する前に満充電であると判定するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２には、二次電池の充電可能な充電率の上限である充電受入れ限界時の充電率を検知する方法が開示されている。ここでは、温度測定値が所定の温度閾値より高く、電圧測定値が電圧閾値より高く、平均電流が所定の電流閾値範囲内であり、かつ電圧超過率が所定の電圧超過率閾値より大きい、との条件が満たされるかを判定する。そして、この条件が満たされたことを判定すると、その条件成立が継続している条件成立継続時間を算出し、該条件成立継続時間が所定の継続時間閾値より長いと判定されると、そのときの充電率が充電受入れ限界時の充電率とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８４０３８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６３７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、二次電池の満充電時の特性、すなわち満充電に達したときの充電電流等の充電受入れ性は、二次電池の内部状態や環境条件等によって大きく変動する。例えば液式の鉛バッテリでは、水と硫酸との比重差により充電中に濃硫酸が下にたまって硫酸の濃度傾斜が形成される（成層化）が、その成層化度合いによって充電受け入れ性が変化する。また、二次電池の容量、液量、重量、容積等の状態量や、二次電池周辺の環境温度等によっても充電受入れ性が変化する。二次電池の運用中は、これらの要因（以下では変動起因状態量という）が一つあるいは複数組み合わさって充電受入れ性に大きく影響する。
【０００７】
これに対し特許文献１、２に記載の満充電時の充電率の検出方法では、満充電の判定過程において上記の要因による影響が全く考慮されていない。そのため、特許文献１、２に記載の満充電判定方法で満充電と判定されたときには、すでに過充電の状態であったり、満充電に達していない状態であったりするおそれがある、といった課題があった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、変動起因状態量による影響を補正して充電率を高精度に算出するものであり、特に、二次電池が充電可能な上限に達したことを検知して、満充電時の充電率を推定する二次電池の状態検知方法及び状態検知装置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】
【０００９】
本発明の二次電池の状態検知方法の第１の態様は、二次電池の充電中に、電圧検出値を取得する電圧取得ステップと、電流検出値を取得する電流取得ステップと、前記二次電池の充電率の推定、あるいは検知条件に影響を与える変動起因状態量を少なくとも一つ取得する変動起因状態量取得ステップと、前記電圧検出値及び前記電流検出値を用いて前記二次電池が所定の充電状態に達したことを判定して充電率を算出する充電率算出ステップと、を有し、前記充電率算出ステップは、前記変動起因状態量を用いて補正を行う補正ステップを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の二次電池の状態検知方法の他の態様は、前記充電率算出ステップでは、前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定ステップと、前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定ステップと、前記電圧判定ステップで前記電圧検出値の上昇が判定されてから前記電圧閾値以上でかつ前記電流判定ステップで前記電流検出値の低下が判定されてから前記電流閾値以下の状態が所定の判定時間だけ継続したことを判定する充電率推定ステップと、前記充電率推定ステップで前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定ステップと、を含み、前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて前記充電率設定ステップで設定された充電率を補正することを特徴とする。
【００１１】
本発明の二次電池の状態検知方法の他の態様は、前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて決定される所定の補正パラメータを有する補正式を用いて前記充電率設定ステップで設定された前記所定の充電率を補正することを特徴とする。
【００１２】
本発明の二次電池の状態検知方法の他の態様は、前記充電率算出ステップでは、前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定ステップと、前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定ステップと、前記電圧判定ステップで前記電圧検出値の上昇が判定されてから前記電圧閾値以上でかつ前記電流判定ステップで前記電流検出値の低下が判定されてから前記電流閾値以下の状態が所定の判定時間だけ継続したことを判定する充電率推定ステップと、前記充電率推定ステップで前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定ステップと、を含み、前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて前記電流閾値を補正することを特徴とする。
【００１３】
本発明の二次電池の状態検知方法の他の態様は、前記所定の充電状態が、満充電状態であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の二次電池の状態検知方法の他の態様は、前記補正ステップでは、前記変動起因状態量を用いて決定される所定の補正パラメータを有する補正式を用いて、電流判定ステップで用いる前記電流閾値を補正することを特徴とする。
【００１５】
本発明の二次電池の状態検知方法の他の態様は、前記変動起因状態量では、前記二次電池の温度、成層化度合い、内部抵抗、電池容量、電池サイズの少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の二次電池の状態検知装置の第１の態様は、二次電池の電圧検出値を取得する電圧取得手段と、前記二次電池の電流検出値を取得する電流取得手段と、前記二次電池の充電率の推定、あるいは充電状態の検知に影響を与える変動起因状態量を少なくとも一つ取得する変動起因状態量取得手段と、前記電圧取得手段及び前記電流取得手段で取得された電圧検出値及び電流検出値を用いて前記二次電池が所定の充電率に達したことを判定して充電率を算出する充電率算出部と、を備え、前記充電率算出部は、前記変動起因状態量を用いて補正を行う補正手段を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の二次電池の状態検知装置の他の態様は、前記充電率算出部では、前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定手段と、前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定手段と、前記電圧判定ステップで前記電圧検出値の上昇が判定されてから前記電圧閾値以上でかつ前記電流判定手段で前記電流検出値の低下が判定されてから前記電流閾値以下の状態が所定の判定時間だけ継続したことを判定する充電率推定手段と、前記充電率推定手段で前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定手段と、を有し、前記補正手段では、前記変動起因状態量を用いて前記充電率設定手段で設定された充電率を補正することを特徴とする。
【００１８】
本発明の二次電池の状態検知装置の他の態様は、前記充電率算出部では、前記電圧検出値が所定の電圧閾値以上に到達したことを判定する電圧判定手段と、前記電流検出値が所定の電流閾値以下に低下したことを判定する電流判定手段と、前記電圧判定で前記電圧検出値の上昇が判定されてから前記電圧閾値以上でかつ前記電流判定手段で前記電流検出値の低下が判定されてから前記電流閾値以下の状態が所定の判定時間だけ継続したことを判定する充電率推定手段と、前記充電率推定手段で前記判定時間が継続したと判定されたときに前記充電率に所定の充電率を設定する充電率設定手段と、を有し、前記補正手段では、前記変動起因状態量を用いて前記電流閾値を補正することを特徴とする。
【００１９】
本発明の二次電池の状態検知装置の他の態様は、前記所定の充電状態が、満充電状態であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、変動起因状態量による影響を補正して充電率を高精度に算出する二次電池の状態検知方法及び状態検知装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の状態検知方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図２】本発明の第１実施形態の状態検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】二次電池の通常の充電方式における電圧及び電流の変化の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態の状態検知方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態の状態検知装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態の状態検知方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態の状態検知装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態における二次電池の状態検知方法及び状態検知装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２３】
（第１実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る二次電池の状態検知方法及び状態検知装置を、図１、２を用いて説明する。図１は、本実施形態の二次電池の状態検知方法の処理の流れを説明するフローチャートである。また図２は、本実施形態の二次電池の状態検知装置１００の構成を示すブロック図である。
【００２４】
本実施形態の二次電池の状態検知方法及び状態検知装置は、二次電池を充電する過程において、二次電池が所定の充電状態、特に満充電に達したか否かを判定し、判定時の充電状態における充電率を高精度に算出する、あるいは二次電池が所定の充電状態、特に満充電に達したか否かを高精度に検知するものである。本実施形態では、二次電池の充電を通常の充電方式で行うものとしている。
【００２５】
二次電池の通常の充電方式は、図３（ａ）に示すように、充電を開始してから端子電圧が所定の電圧値に達するまで（図３（ａ）のＴ１の時点まで）は、充電電流を略一定とする定電流充電を行う。端子電圧が所定電圧値に達したＴ１の時点以降は、端子電圧を略一定にして充電を行う定電圧充電に切り替える。定電圧充電に切り替えたのちは、通常、満充電に近づくにつれて充電電流が低下していく。そして、充電電流が所定の電流値（電流閾値とする）まで低下すると、充電電流が電流閾値以下となっている継続時間を求め、この継続時間が所定時間（判定時間とする）に達したときに二次電池が所定の状態に達したと判定する。
【００２６】
二次電池が所定の基準状態にあるときは、上記の満充電と判定されたときの充電率は１００％となっている。しかしながら、二次電池が基準状態にないときには、上記の方法で満充電と判定されても、充電率は必ずしも１００％になっているとは限らない。例えば、低温域においては、二次電池の端子電圧及び充電電流は図３（ａ）の低温時のような挙動を示し、基準状態と同じ電流閾値で判定すると、判定時の充電率は基準状態よりも低い値となる。二次電池が基準状態にあるか否かを決定する要因を、以下では変動起因状態量と称する。この変動起因状態量が基準状態における値から変動すると、二次電池の充電受け入れ性に影響を与える。
【００２７】
液式の鉛バッテリでは、水と硫酸との比重差により充電中に濃硫酸がバッテリ内部の下にたまって硫酸の層が形成される（成層化）が、その成層化度合いによって充電受け入れ性が変化する。また、二次電池の容量、液量、重量、容積等によっても充電受入れ性が変化する。さらに、二次電池またはその周辺の温度も、充電受入れ性に大きな影響を与える。したがって、二次電池の運用中は、これらの要因の一つあるいは複数が組み合わさって、所定の充電状態、特に満充電を判定した場合の充電率に影響を与える。
【００２８】
上記のように、二次電池の充電受入れ性を変化させて充電率に影響を与える変動起因状態量として、温度、成層化度合い、内部抵抗、電池容量、及び液量、重量、容積等の電池サイズを含むことができる。
【００２９】
本実施形態の二次電池の状態検知方法及び状態検知装置では、電池電圧が電圧閾値まで達し、且つ充電電流が電流閾値まで低下した時点から所定の判定時間だけ経過したときに二次電池が所望の充電率、例えば満充電に達したと判定する。このとき、二次電池が基準状態にあり、満充電判定を実行したときは、満充電時の充電率は１００％となっていることが推定される。これに対し、二次電池が基準状態にないときは、上記の満充電と判定されたときの充電率が１００％でない可能性がある。そこで、本実施形態では所定の充電状態と判定されたときの充電率を、変動起因状態量を用いて補正する。満充電を判定する場合、二次電池が基準状態にないときには、例えば変動起因状態量として温度が基準温度（あるいは基準温度範囲）から変化しており、基準温度からの変化量に基づいて充電率１００％を補正する。
【００３０】
本実施形態の二次電池の状態検知装置１００の構成を、図２を用いて説明する。ここでは、車両に搭載された二次電池に本実施形態の状態検知装置１００を適用した場合を例に説明するが、これに限定されず、本実施形態の状態検知装置１００は、車両用以外の二次電池にも適用可能なことは言うまでもない。図２（ａ）は、本実施形態の状態検知装置１００が二次電池の状態検知を行うための構成を示しており、図２（ｂ）は、本実施形態の状態検知装置１００の詳細な構成を示している。
【００３１】
図２において、車両に搭載された二次電池１０には、エンジンを起動するためのセルモーター２１や、ライト等のその他の負荷２２が接続されている。また、二次電池１０を充電するためのオルタネーター２３も接続されている。さらに二次電池１０には、電圧を検出するための電圧検出部３１、電流を検出するための電流検出部３２、及び温度を検出するための温度検出部３３が設けられている。温度検出部３３は、二次電池１０の温度として、その表面温度あるいは周辺温度等を検出する。
【００３２】
本実施形態の状態検知装置１００は、二次電池１０の状態量を入力する手段として、少なくとも電圧取得手段１０９、電流取得手段１１０と変動起因状態量取得手段１２０を備えている。電圧取得手段１０９は、電圧検出部３１から電圧検出値を入力する。電流取得手段１１０は、電流検出部３２から電流検出値を入力する。また、変動起因状態量取得手段１２０は、二次電池１０の変動起因状態量を取得する手段であり、例えば、温度検出部３３から二次電池１０の温度検出値を取得する。
【００３３】
変動起因状態量として、温度以外に二次電池１０の成層化度合い、容量、液量、重量、容積等のデータを用いることができる。温度以外の変動起因状態量は、センサ等を用いて直接測定するのが困難なことから、これらの状態量を推定する変動起因状態量推定部１３０を設けるのがよい。変動起因状態量推定部１３０は、例えばテーブルあるいは評価式等をあらかじめ作成して設定しておき、これを用いて変動起因状態量を推定するように構成することができる。
【００３４】
例えば、バッテリの容量、重量、容積等のデータは、実車から入手することもできる。また、バッテリ液量の変動であれば、テーブルあるいは評価式等を基に蒸発量等に起因した変動量を計算することができる。成層化度合いでは、温度、充電容量、放電容量等から、計算することができる。
【００３５】
本実施形態の状態検知装置１００は、二次電池１０の充電を開始すると同時に運用を開始することができる。あるいは、定電流充電が終了して定電圧充電が開始されてから運用を開始してもよい。状態検知装置１００における状態検知の処理は、運用を開始したのち満充電あるいは所定の充電率と判定されるまで、所定の検知周期で行われる。検知周期毎に、電圧取得手段１０９で取得された電圧検出値、電流取得手段１１０で取得された電流検出値及び変動起因状態量取得手段１２０で取得された変動起因状態量は、充電率算出部１４０に入力される。
【００３６】
充電率算出部１４０は、電圧判定手段１４１、電流判定手段１４２、充電率推定手段１４３、充電率設定手段１４４、及び補正手段１４５を備えている。電流判定手段１４２は、電流取得手段１１０から電流検出値を入力し、これをあらかじめ設定されている所定の電流閾値と比較する。そして、電流検出値が電流閾値以下か否かを判定した結果を充電率推定手段１４３に出力する。
【００３７】
充電率推定手段１４３は、電圧判定手段１４１から電圧検出値が電圧閾値以上に達したか否かの判定結果と、電流判定手段１４２から電流検出値が電流閾値以下か否かの判定結果を入力し、電流検出値が電流閾値以下のときは、電流閾値以下となっている継続時間を算出する。そして、算出された継続時間をあらかじめ設定されている所定の判定時間と比較し、算出された継続時間が判定時間以上のときは、二次電池１０が所定の充電率に達したと判定して充電率設定手段１４４を実行させる。
【００３８】
充電率設定手段１４４は、満充電を判定する場合、二次電池１０の満充電時の充電率に、基準状態にあるときの満充電時充電率を設定する。基準状態では、二次電池１０の満充電時の充電率が１００％となることが推定されることから、充電率設定手段１４４は満充電時の充電率に、例えば、１００％を設定し、これを補正手段１４５に出力する。
【００３９】
補正手段１４５は、充電率設定手段１４４から基準状態における所定の充電率を入力するとともに、変動起因状態量取得手段１２０から温度等の変動起因状態量を入力する。そして、変動起因状態量の基準状態におけるそれぞれの値からの変動量を算出し、該変動量に基づいて充電率設定手段１４４から入力した基準状態における上記の充電率を補正する。これにより、温度等の変動起因状態量の変動を反映した充電率が得られる。補正手段１４５で得られた充電率は、例えば所定の表示装置等に表示して運転者等に通知するようにすることができる。
【００４０】
変動起因状態量の変動量に基づいて充電率を補正する方法として、補正パラメータを有する補正式を用いる方法がある。この補正方法では、補正パラメータの値が変動起因状態量を用いて決定される。あるいは、充電率を補正する別の方法として、変動起因状態量の基準状態からの変動量と充電率補正値との対応表等をあらかじめ作成しておき、これから求めた充電率補正値を用いて充電率を補正するようにすることも可能である。
【００４１】
本実施形態の状態検知装置１００は、二次電池１０の充電を開始すると同時に用いることができる。あるいは、定電流充電が終了して定電圧充電に切り替えられると同時、または切り替えた後に使用を開始することができる。状態検知装置１００が電圧検出部３１から二次電池１０の電圧検出値を入力するように構成されているときは、定電流充電から定電圧充電への切り替えを、電圧検出値を用いて正確に判定することができる。これにより、定電圧充電への切り替えを判定したときに充電率算出部１４０の処理を開始させるように構成することも可能である。
【００４２】
本実施形態の二次電池の状態検知方法を、図１を用いてさらに詳細に説明する。二次電池１０の充電を開始して本実施形態の状態検知装置１００による状態検知を開始すると、図１に示す各ステップの処理が所定の検知周期で行われる。まず、ステップＳ１において、電圧取得手段１０９により電圧検出部３１から電圧検出値を取得し（電圧取得ステップ）、電流取得手段１１０により電流検出部３１から電流検出値を取得する（電流取得ステップ）。
【００４３】
また、ステップＳ２において、変動起因状態量取得手段１２０により温度検出部２３から温度検出値を取得するとともに、変動起因状態量推定部１３０から温度検出値以外の変動起因状態量を取得する（変動起因状態量取得ステップ）。なお、ステップ２の処理は、後述するステップＳ６において、変動起因状態量の基準状態からの変動量を算出して充電率を補正するときに行うようにしてもよい。
【００４４】
つぎのステップＳ３以降は、二次電池１０の充電率を算出するための充電率算出ステップの処理を行う。ステップＳ３では、電圧判定手段１４１により、電圧検出値があらかじめ設定されている電圧閾値と比較され、電圧検出値が電圧閾値以上か否かの判定が行われる（電圧判定ステップ）。判定の結果、電圧検出値が電圧閾値以上のときはステップＳ４に進む一方、電圧検出値が電圧閾値より低いときは当該検知周期の処理を終了する。ステップＳ４では、電流判定手段１４２により、電流検出値があらかじめ設定されている電流閾値と比較され、電流検出値が電流閾値以下か否かの判定が行われる（電流判定ステップ）。判定の結果、電流検出値が電流閾値以下のときはステップＳ５に進む一方、電流検出値が電流閾値より高いときは当該検知周期の処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ５では、充電率推定手段１４３により、電圧検出値が電圧閾値以上、かつ電流検出値が電流閾値以下となっている継続時間が算出される。継続時間は、例えばステップＳ３で電圧検出値が電圧閾値以上となり、ステップＳ４で電流検出値が電流閾値以下であると最初に判定されたときの検知周期から、検知周期の時間幅を周期毎に加算していくことで算出できる。あるいは、ステップＳ３で電圧検出値が電圧閾値以上となり、ステップＳ４で電流検出値が電流閾値以下であると最初に判定されたときの時刻を記憶させ、これと周期毎の時刻から継続時間を算出してもよい。
【００４６】
ステップＳ５では、継続時間を算出したのち、さらに該継続時間を所定の判定時間と比較することで、電流検出値が最初に電流閾値以下となってから判定時間が経過したか否かの判定が行われる（充電率推定ステップ）。そして、所定の判定時間を経過したと判定されたときはステップＳ６に進む一方、判定時間を経過していないと判定されたときは当該検知周期の処理を終了する。
【００４７】
ステップＳ６では、充電率設定手段１４４により、二次電池１０の充電率として、基準状態のときの所定の充電率が設定される（充電率設定ステップ）。
【００４８】
ステップＳ７では、補正手段１４５により、ステップＳ６で設定された基準状態における充電率を入力するとともに、変動起因状態量推定部１３０から温度等の変動起因状態量を入力する。そして、変動起因状態量の基準状態からの変動量を算出し、該変動量に基づいて基準状態における充電率を補正する（補正ステップ）。これにより、温度等の変動起因状態量の変動を反映した充電率が得られる。
【００４９】
本実施形態の二次電池の状態検知方法及び状態検知装置によれば、変動起因状態量の変動量に基づいて充電率を補正することにより、二次電池の充電率を高精度に算出することが可能となる。
【００５０】
（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る二次電池の状態検知方法及び状態検知装置を、図４、５を用いて説明する。図４は、本実施形態の二次電池の状態検知方法の処理の流れを説明するフローチャートである。また図５は、本実施形態の二次電池の状態検知装置２００の構成を示すブロック図である。
【００５１】
第１の実施形態の状態検知方法及び状態検知装置２００では、所定の充電率と判定されたときの充電率に対し、変動起因状態量の変動量に基づいて補正を行う構成としていた。これに対し、本実施形態の状態検知方法及び状態検知装置では、充電状態の判定に用いられる電流閾値に対して、変動起因状態量の変動量に基づく補正を行う構成としている。
【００５２】
図５に示す本実施形態の状態検知装置２００では、補正手段２４５において、電流閾値が変動起因状態量の変動量に基づいて補正され、補正された電流閾値が電流判定手段２４２に出力される。電流判定手段２４２は、電流取得手段１１０から入力した電流検出値を、補正手段２４５から入力した補正後の電流閾値と比較する。そして、電流検出値が補正後の電流閾値以下か否かを判定した結果を充電率推定手段２４３に出力する。
【００５３】
充電率推定手段２４３は、第１実施形態と同様に、電圧検出値が電圧閾値以上となり、電流検出値が補正後の電流閾値以下となっている継続時間を算出する。そして、算出された継続時間が判定時間以上のときは、二次電池１０が所定の充電状態に達したと判定して充電率設定手段２４４を実行させる。充電率設定手段２４４は、充電率として、あらかじめ設定されている基準状態時の所定の充電率を設定する。
【００５４】
充電率設定手段２４３で設定される充電率は、基準状態における充電率としてあらかじめ設定されたものであるが、本実施形態では、この充電率に対する補正は行わない。それに代えて、本実施形態では、充電状態の判定に用いる電流閾値を好適に補正することで、基準状態における充電率が達成されるようにしている。
【００５５】
補正手段２４５において変動起因状態量の変動量に基づいて電流閾値を補正する方法として、補正パラメータを有する補正式を用いる方法がある。この補正方法では、補正パラメータの値が変動起因状態量を用いて決定される。あるいは、電流閾値を補正する別の方法として、変動起因状態量の基準状態からの変動量と電流閾値との対応表等をあらかじめ作成しておき、これから求めた補正値を用いて電流閾値を補正することも可能である。
【００５６】
本実施形態の二次電池の状態検知方法を、図４を用いて以下に説明する。本実施形態では、第１実施形態と同じステップＳ３の次にステップＳ２１を追加しており、ステップＳ２１において電流閾値を補正している（補正ステップ）。つぎのステップＳ４では、第１実施形態と同様に電流検出値が電流閾値以下か否かの判定を行うが、ここで用いられる電流閾値は、ステップＳ２１で補正された電流閾値である。以下、第１実施形態と同様に、ステップＳ５において、電圧検出値が電圧閾値以上となり（ステップＳ３）電流検出値が電流閾値以下（ステップＳ４）となってからの継続時間が判定時間を経過したと判定されると、ステップＳ６で充電率に基準状態における充電率が設定される。
【００５７】
（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る二次電池の状態検知方法及び状態検知装置を、図６、７を用いて説明する。図６は、本実施形態の二次電池の状態検知方法の処理の流れを説明するフローチャートである。また図７は、本実施形態の二次電池の状態検知装置３００の構成を示すブロック図である。
【００５８】
図７に示す本実施形態の状態検知装置３００は、第１実施形態と同様に基準状態における充電率を補正する補正手段（第１補正手段とする）３４５ａに加えて、第２実施形態と同様に電流閾値を補正する補正手段（第２補正手段とする）３４５ｂを備えている。これにより、電圧判定手段３４１、電流判定手段３４２、充電率推定手段３４３、及び充電率設定手段３４４において第２補正手段３４５ｂで補正された電流閾値を用いて所定の充電状態と判定されたときの充電率を、第１補正手段３４５ａを用いてさらに補正することができ、充電率をさらに高精度に求めることができる。
【００５９】
また、図６に示す本実施形態の状態検知方法では、第２実施形態と同様に、ステップＳ３とステップＳ４との間に電流閾値を補正するステップＳ２１を設けるとともに、第１実施形態と同様に、ステップＳ６に続いてステップＳ７で充電率の補正を行っている。これにより、充電率を高精度に求めることが可能となる。
本実施形態は、変動因子状態量に応じて、適宜検知条件を補正することができる。例えば、図３（ｂ）に示すように、低温時に満充電あるいはこれに近い状態を得るためには、同図中の電流閾値（低温時）で判定することとなり、低電流で長時間の充電が必要となる。しかしながら、実際の使用環境を考えると、このような充電環境を得ることは時間的な制約から容易ではない。そのため、比較的短時間で充電率を判定することが要求される。低温時に短い充電時間で充電率を判定するためには、例えば、図３（ａ）の電流閾値のように、判定基準となる電流閾値をあえて充電率の低い状態での電流値とすることが考えられる。つまり、変動起因状態量と電流値及び充電率との対応表等から、充電時における任意の充電率を得ることが可能となる。
【００６０】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る二次電池の状態検知方法及び状態検知装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における二次電池の状態検知方法及び状態検知装置の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０      二次電池
２１      セルモーター
２２      負荷
２３      オルタネーター
３１      電圧検出部
３２      電流検出部
３３      温度検出部
１００、２００、３００    状態検知装置
１１０    電流取得手段
１２０    変動起因状態量取得手段
１３０    変動起因状態量推定部
１４０、２４０、３４０    充電率算出部
１４１、２４１、３４１    電圧判定手段
１４２、２４２、３４２    電流判定手段
１４３、２４３、３４３    充電率推定手段
１４４、２４４、３４４    充電率設定手段
１４５、２４５、３４５ａ、３４５ｂ    補正手段
【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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