(57)【要約】【課題】充電率の推定精度をより向上できる電池充電率推定装置を提供する。【解決手段】電池充電率推定装置１は、電圧変動量信号出力回路２０が、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流が流れることにより生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを出力する。開放電圧値検出回路２７が、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ及び電圧変動量信号Ｓｄｖに基づいて、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを検出する。そして、制御部３０が、開放電圧値ＯＣＶに基づいて二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。【選択図】図１
2015135315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の充電率を推定する電池充電率推定装置であって、
前記電池の両電極間の電圧における当該電池に充放電電流が流れることにより生じる開放電圧値に対する電圧変動量に応じた電圧変動量信号を出力する電圧変動量信号出力手段と、
前記電池の両電極間の電圧及び前記電圧変動量信号に基づいて、前記開放電圧値を検出する開放電圧値検出手段と、
前記開放電圧値検出手段によって検出された前記開放電圧値に基づいて、前記電池の充電率を推定する充電率推定手段と、を備えていることを特徴とする電池充電率推定装置。
【請求項２】
前記電圧変動量信号出力手段が、
前記充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、
前記電流状態信号が入力されるように前記電流状態信号出力回路が一端に接続される電流調整抵抗器と、
前記電流調整抵抗器の他端と前記電池の負極との間に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器と、を有し、
前記電流調整抵抗器の他端から前記電圧変動量信号を出力するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池充電率推定装置。
【請求項３】
前記電圧変動量信号出力手段が、
前記充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、
前記電流状態信号を量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号が一端に入力された電流調整抵抗器、前記電流調整抵抗器の他端と前記電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及び前記コンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して前記電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた信号を出力するコンピュータと、
前記コンピュータによって出力された前記信号に基づいて前記電圧変動量信号を出力するデジタル−アナログ変換器と、を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の電池充電率推定装置。
【請求項４】
前記電圧変動量信号出力手段が、
前記充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、
前記電流状態信号を量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号が一端に入力される電流調整抵抗器、前記電流調整抵抗器の他端と前記電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及び前記コンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して前記電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報を前記電圧変動量信号として算出するコンピュータと、を有し、
前記開放電圧値検出手段が、前記電池の両電極間の電圧を量子化した信号が入力されるとともに、当該前記電池の両電極間の電圧を量子化した信号及び前記電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報に基づいて、前記開放電圧値を検出するコンピュータを有している
ことを特徴とする請求項１に記載の電池充電率推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の充電率を推定する電池充電率推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車（ＥＶ）や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車（ＨＥＶ）などの各種車両には、電動モータの動力源として、リチウムイオン充電池やニッケル水素充電池などの二次電池が搭載されている。このような二次電池の充電率（即ち、電池における蓄電可能な最大容量に対する現在の蓄電量）の推定装置が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたバッテリの充電率推定装置は、バッテリの充放電電流値の積算値及びフィードバック入力されたバッテリの充電率ＳＯＣから電流積算法充電率ＳＯＣｉを求めるとともに、充放電電流値の検出精度に関する情報に基づいて電流積算法分散Ｑｉを求める。これと並行して、上記充放電電流値及びバッテリの端子電圧値をバッテリ等価回路モデルに当てはめて推定した開放電圧値から開放電圧法充電率ＳＯＣｖを求めるとともに、充放電電流値の検出精度及び端子電圧値Ｖの検出精度に関する情報に基づいて開放電圧法分散Ｑｖを求める。そして、電流積算法充電率ＳＯＣｉと開放電圧法充電率ＳＯＣｖとの差、電流積算法分散Ｑｉ及び開放電圧法分散Ｑｖから電流積算法充電率ＳＯＣｉの誤差を推定して、この推定誤差と電流積算法充電率ＳＯＣｉとからバッテリの充電率を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池は、その特性により、例えば、図７に示すように、電流値Ｉｃとなる充電電流Ｉを通電した後に当該通電を停止したとき、二次電池の起電力によって生じる当該二次電池の両電極間の電圧ｖが、当該二次電池の真の出力電圧値である開放電圧値ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）より高い電圧値Ｖｃに変動した後に数分から数時間かけて徐々に降下して開放電圧値ＯＣＶに復帰する。放電電流を通電した場合においても同様である。
【０００６】
そのため、例えば、電流値Ｉｃとなる充電電流Ｉの通電停止後に二次電池の両電極間の電圧ｖが開放電圧値ＯＣＶに向けて変動しているときに、二次電池の両電極間の電圧ｖを測定すると開放電圧値ＯＣＶに対して誤差を含む電圧値を測定することになる。そして、上述した充電率推定装置では、二次電池であるバッテリの内部抵抗に充放電電流が流れることにより端子間に生じる電圧値については考慮されているが、バッテリの起電力により端子間に生じる電圧値の上記変動については考慮されておらず、そのため、測定したバッテリの開放電圧値に考慮していない誤差が含まれる可能性がある。また、電流積算法により充電率を検出する方法では、例えば、電流センサのオフセット誤差などについても積算されてしまう。これらのことから、上述した従来の充電率推定装置においては、バッテリの充電率の検出精度について改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、充電率の推定精度をより向上できる電池充電率推定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、電池の充電率を推定する電池充電率推定装置であって、前記電池の両電極間の電圧における当該電池に充放電電流が流れることにより生じる開放電圧値に対する電圧変動量に応じた電圧変動量信号を出力する電圧変動量信号出力手段と、前記電池の両電極間の電圧及び前記電圧変動量信号に基づいて、前記開放電圧値を検出する開放電圧値検出手段と、前記開放電圧値検出手段によって検出された前記開放電圧値に基づいて、前記電池の充電率を推定する充電率推定手段と、を備えていることを特徴とする電池充電率推定装置である。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記電圧変動量信号出力手段が、前記充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、前記電流状態信号が入力されるように前記電流状態信号出力回路が一端に接続される電流調整抵抗器と、前記電流調整抵抗器の他端と前記電池の負極との間に接続されたコンデンサと、前記コンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器と、を有し、前記電流調整抵抗器の他端から前記電圧変動量信号を出力するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記電圧変動量信号出力手段が、前記充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、前記電流状態信号を量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号が一端に入力された電流調整抵抗器、前記電流調整抵抗器の他端と前記電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及び前記コンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して前記電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた信号を出力するコンピュータと、前記コンピュータによって出力された前記信号に基づいて前記電圧変動量信号を出力するデジタル−アナログ変換器と、を有していることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記電圧変動量信号出力手段が、前記充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、前記電流状態信号を量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号が一端に入力される電流調整抵抗器、前記電流調整抵抗器の他端と前記電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及び前記コンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して前記電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報を前記電圧変動量信号として算出するコンピュータと、を有し、前記開放電圧値検出手段が、前記電池の両電極間の電圧を量子化した信号が入力されるとともに、当該前記電池の両電極間の電圧を量子化した信号及び前記電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報に基づいて、前記開放電圧値を検出するコンピュータを有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された発明によれば、電圧変動量信号出力手段が、電池の両電極間の電圧における当該電池に充放電電流が流れることにより生じる開放電圧値に対する電圧変動量に応じた電圧変動量信号を出力する。開放電圧値検出手段が、電池の両電極間の電圧及び電圧変動量信号に基づいて、電池の開放電圧値を検出する。そして、充電率推定手段が、開放電圧値に基づいて電池の充電率を推定する。このようにしたことから、電池の両電極間の電圧は、当該電池に充電電流が流れることにより開放電圧値より高い電圧値に変動し、放電電流が流れることにより開放電圧値より低い電圧値に変動し、そして、これら電流が停止したあとに時間をかけて開放電圧値に復帰するように変動するところ、このような充放電電流により生じる開放電圧値に対する電圧変動量に応じた電圧変動量信号を出力する電圧変動量信号出力手段を設けることにより、これによって出力された電圧変動量信号及び電池の両電極間の電圧に基づいて、上記変動を考慮した精度の高い開放電圧値を検出することができる。そのため、この検出した開放電圧値に基づいて電池の充電率を推定することにより、充電率の推定精度をより向上できる。
【００１３】
請求項２に記載された発明によれば、電圧変動量信号出力手段が、電池を流れる充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、電流状態信号が入力されるように電流状態信号出力回路が一端に接続される電流調整抵抗器と、電流調整抵抗器の他端と電池の負極との間に接続されたコンデンサと、コンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器と、を有し、電流調整抵抗器の他端から電圧変動量信号を出力するように構成されている。このようにしたことから、電流調整抵抗器及び放電調整抵抗器の抵抗値、並びに、コンデンサの静電容量を、充電率を推測する対象となる電池の特性に合わせて調整することにより、簡易な構成で電圧変動量信号出力手段を構成することができる。また、電圧変動量信号出力手段が電気回路で構成されているので、電池を流れる充放電電流の変動に対して遅れることなく電圧変動量信号を出力することができる。
【００１４】
請求項３に記載された発明によれば、電圧変動量信号出力手段が、電池を流れる充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、電流状態信号を量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号が一端に入力された電流調整抵抗器、電流調整抵抗器の他端と電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及びコンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた信号を出力するコンピュータと、コンピュータによって出力された信号に基づいて電圧変動量信号を出力するデジタル−アナログ変換器と、を有している。このようにしたことから、コンピュータにより電流調整抵抗器、コンデンサ及び放電調整抵抗器の動作を比較的容易に模擬することができ、簡易な構成で電圧変動量信号出力手段を構成することができる。また、これら電流調整抵抗器、放電調整抵抗器及びコンデンサの動作がコンピュータによって模擬されているので、これら電子部品の抵抗値や静電容量などのパラメータを容易に調整することができる。
【００１５】
請求項４に記載された発明によれば、電圧変動量信号出力手段が、電池を流れる充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号を出力する電流状態信号出力回路と、電流状態信号を量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号が一端に入力される電流調整抵抗器、電流調整抵抗器の他端と電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及びコンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報を電圧変動量信号として算出するコンピュータと、を有している。そして、開放電圧値検出手段が、電池の両電極間の電圧を量子化した信号が入力されるとともに、当該前記電池の両電極間の電圧を量子化した信号及び電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報に基づいて、開放電圧値を検出するコンピュータを有している。このようにしたことから、コンピュータにより電流調整抵抗器、コンデンサ及び放電調整抵抗器の動作を比較的容易に模擬することができ、簡易な構成で電圧変動量信号出力手段を構成することができる。また、これら電流調整抵抗器、放電調整抵抗器及びコンデンサの動作がコンピュータによって模擬されているので、これら電子部品の抵抗値や静電容量などのパラメータを容易に調整することができる。電圧変動量信号出力手段が有するコンピュータと開放電圧値検出手段が有するコンピュータとが、別々のコンピュータであってもよく又は共通のコンピュータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態の電池充電率推定装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の電池充電率推定装置が備える電圧変動量信号出力回路の構成を示す図である。
【図３】二次電池の開放電圧値と充電率との関係の一例を模式的に示す図である。
【図４】二次電池を流れる充放電電流、二次電池の両電極間の電圧、及び、図１の電池充電率推定装置において生成される電圧変動量信号の一例を模式的に示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態の電池充電率推定装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の電池充電率推定装置の概略構成を示す図である。
【図７】充電電流通電時及び通電停止後の二次電池の両電極間の電圧の波形を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の電池充電率推定装置について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態の電池充電率推定装置の概略構成を示す図である。図２は、図１の電池充電率推定装置が備える電圧変動量信号出力回路の構成を示す図である。図３は、二次電池の開放電圧値と充電率との関係の一例を模式的に示す図である。
【００１９】
本実施形態の電池充電率推定装置は、例えば、電気自動車に搭載され、当該電気自動車が備える二次電池の充電率を推定するものである。勿論、電気自動車以外の二次電池を備えた装置、システムなどに適用してもよい。または、二次電池に代えて、一次電池を備えた装置、システムなどに適用してもよい。充電率には、蓄電可能電流容量に対する現在の蓄電電流量の割合（ＳＯＣｉ）や、蓄電可能電力容量に対する現在の蓄電電力量の割合（ＳＯＣｐ）などがあるが、いずれの充電率を推定するものであってもよく、本実施形態では単に充電率（ＳＯＣ）としている。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の電池充電率推定装置（図中、符号１で示す）は、図示しない電気自動車に搭載された二次電池Ｂに接続され、二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。
【００２１】
この二次電池Ｂは、電圧を生じる起電力部ｅと内部抵抗ｒとを有している。二次電池Ｂは、両電極（正極Ｂｐ及び負極Ｂｎ）間に電圧ｖを生じ、この電圧ｖは、起電力部ｅによる起電力によって生じる電圧値ｖｅと内部抵抗ｒに電流が流れることにより生じる電圧値ｖｒとによって決定される（ｖ＝ｖｅ＋ｖｒ）。二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶは、即ち、起電力部ｅが生じる真の電圧値ｖｅである。二次電池Ｂは、電気自動車に搭載されたモータなどの負荷Ｌに接続されている。この起電力部ｅにより生じる電圧値は、二次電池Ｂに通電された電流によって変動し、通電停止後の時間経過により真の値に復帰する。そして、この電圧変動は再現性がある。この電圧変動量をΔｖとしたとき、電圧ｖは開放電圧値ＯＣＶと電圧変動量Δｖとを足し合わせた関係にある（ｖ＝ＯＣＶ＋Δｖ）。
【００２２】
本実施形態の電池充電率推定装置１は、充電部１５と、電圧変動量信号出力回路２０と、開放電圧値検出回路２７と、アナログ−デジタル変換器２８と、制御部３０と、を備えている。
【００２３】
充電部１５は、例えば、電気自動車に接続された外部電源から電力供給されることにより二次電池Ｂに任意の電流値の充電電流を出力することが可能な電源装置を備えている。充電部１５は、その一対の出力端子が、それぞれ二次電池Ｂの正極Ｂｐ及び負極Ｂｎに接続されている。充電部１５は、後述する制御部３０によって制御されることにより、二次電池Ｂを充電する際に一定の電流値の充電電流Ｉｃを出力する。
【００２４】
電圧変動量信号出力回路２０は、電圧変動量信号出力手段に相当し、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流が流れること（即ち、充電電流又は放電電流が実際に流れているとき及び充電電流と放電電流とのいずれも停止した後）により生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを出力する。この電圧変動量信号出力回路２０は、図２に示すように、電流状態信号出力回路２１と、電流調整抵抗器２４と、コンデンサ２５と、放電調整抵抗器２６と、を有している。
【００２５】
電流状態信号出力回路２１は、二次電池Ｂの正極Ｂｐに接続される端子２０ａと充電部１５及び負荷Ｌに接続される端子２０ｂとの間に接続されたシャント抵抗器２２と、このシャント抵抗器２２の両端の電圧値を所定の増幅率で増幅して出力するオペアンプ２３と、を有している。シャント抵抗器２２の両端には、二次電池Ｂに流れる充放電電流に応じた電圧値が現れる。そのため、この電圧値を増幅するオペアンプ２３は、二次電池Ｂに流れる充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力する。
【００２６】
本実施形態において、電流状態信号出力回路２１は、一例として、二次電池Ｂに充放電電流が流れていないとき基準電位Ｇ（基準電位Ｇ＝二次電池Ｂの負極Ｂｎの電位）の電流状態信号Ｓｉを出力し（Ｓｉ＝Ｇ）、二次電池Ｂに放電電流が流れているとき正電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力し（Ｓｉ＞Ｇ）、二次電池Ｂに充電電流が流れているとき負電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力する（Ｓｉ＜Ｇ）ように構成されている。また、本実施形態においては、電流状態信号出力回路２１が、シャント抵抗器２２とオペアンプ２３とを組み合わせて構成されていたが、これ以外にも、電流センサとオペアンプとを組み合わせたものなど、本発明の目的に反しない限り、二次電池Ｂに流れる充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力するものであれば回路構成は任意である。
【００２７】
電流調整抵抗器２４は、一端が電流状態信号出力回路２１に接続され、他端が端子２０ｃに接続されている。電流調整抵抗器２４には、電流状態信号出力回路２１からの電流状態信号Ｓｉが入力される。コンデンサ２５は、電流調整抵抗器２４の一端と二次電池Ｂの負極Ｂｎとの間に接続されている。放電調整抵抗器２６は、コンデンサ２５と並列に接続されている。
【００２８】
電流調整抵抗器２４の抵抗値Ｒ１を調整することにより、電流状態信号出力回路２１からコンデンサ２５に流れ込む電流値を調整することができる。放電調整抵抗器２６の抵抗値Ｒ２を調整することにより、コンデンサ２５から流れ出す電流値を調整することができる。これにより、主に、電流調整抵抗器２４の抵抗値Ｒ１を適切に調整することで、コンデンサ２５の両端子間の電圧を二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流が流れているときに生じる電圧変動量Δｖと同一又は近似した値とすることができる（実際には、電圧変動量Δｖに二次電池Ｂの内部抵抗ｒによる電圧も含まれているが、当該電圧については必要に応じて別途検出した内部抵抗ｒを利用して制御部３０で除去する）。また、主に、放電調整抵抗器２６の抵抗値Ｒ２を適切に調整することで、コンデンサ２５の両端子間の電圧を二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流が流れたのち停止した後に生じる電圧変動量Δｖと同一又は近似した値とすることができる。これにより、コンデンサ２５の一端が接続された端子２０ｃから、電圧変動量Δｖを示す電圧変動量信号Ｓｄｖが出力される。
【００２９】
開放電圧値検出回路２７は、開放電圧値検出手段に相当し、例えば、図示しないオペアンプなどからなる加算回路で構成されている。開放電圧値検出回路２７は、二次電池Ｂの正極Ｂｐ及び電圧変動量信号出力回路２０の端子２０ｃが接続されて、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ及び電圧変動量信号Ｓｄｖが入力され、当該電圧ｖに電圧変動量信号Ｓｄｖ（即ち、電圧変動量Δｖ）を加算して、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶに応じた開放電圧値信号Ｓｏｃｖを出力する。
【００３０】
アナログ−デジタル変換器２８（以下、「ＡＤＣ２８」という）は、開放電圧値検出回路２７から出力された開放電圧値信号Ｓｏｃｖを量子化して、当該開放電圧値信号Ｓｏｃｖの電圧値に対応するデジタル値を示す信号を出力する。本実施形態において、ＡＤＣ２８は、個別の電子部品として実装されているが、これに限定されるものではなく、例えば、後述する制御部３０に内蔵されたアナログ−デジタル変換部などを用いて各信号を量子化してもよい。
【００３１】
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵したマイクロコンピュータなどで構成されており、電池充電率推定装置１全体の制御を司る。ＲＯＭには、ＣＰＵを充電率推定手段などの各種手段として機能させるための制御プログラムが予め記憶されている。ＣＰＵは、この制御プログラムを実行することにより上記各種手段として機能する。
【００３２】
制御部３０は、充電部１５に接続された出力ポートＰＯを備えている。制御部３０のＣＰＵは、出力ポートＰＯを通じて充電部１５に制御信号を送信して、充電部１５を制御する。
【００３３】
また、制御部３０は、ＡＤＣ２８からの信号が入力される入力ポートＰＩを備えている。制御部３０において、入力ポートＰＩに入力された信号は、ＣＰＵが認識できる形式の情報に変換されて当該ＣＰＵに送られる。ＣＰＵは、当該情報に基づいて、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを取得する。
【００３４】
また、制御部３０は、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶに基づいて、当該二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。本実施形態において、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶについて充電終止電圧Ｖｍａｘを４．０Ｖ、放電終止電圧Ｖｍｉｎを３．０Ｖとしており、これら充電終止電圧Ｖｍａｘと放電終止電圧Ｖｍｉｎとの間で開放電圧値ＯＣＶが充電率ＳＯＣに対してリニアに変化するものとしている。即ち、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶが４．０Ｖであるとき充電率ＳＯＣが１００％となり、開放電圧値ＯＣＶが３．５Ｖであるとき充電率ＳＯＣが５０％となり、開放電圧値ＯＣＶが３．０Ｖであるとき充電率ＳＯＣが０％となる。勿論、これは一例であって、これ以外にも、例えば、図３に示すように、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶと充電率ＳＯＣとがリニアに変化しない場合などにおいては、予備計測やシミュレーションなどにより開放電圧値ＯＣＶと充電率ＳＯＣとの関係に関するテーブルなどの充電率関係情報を予め作成してＲＯＭに記憶しておき、この充電率関係情報に推定した開放電圧値ＯＣＶを当てはめることにより充電率ＳＯＣを推定するようにしてもよい。
【００３５】
また、制御部３０の通信ポートは、図示しない車両内ネットワーク（例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）など）に接続されており、当該車両内ネットワークを通じて車両のコンビネーションメータなどの表示装置に接続される。制御部３０のＣＰＵは、通信ポート及び車両内ネットワークを通じて、推定した二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを表示装置に送信し、この表示装置において当該信号に基づき二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを表示する。
【００３６】
次に、上述した電池充電率推定装置１の動作について、図４を参照して説明する。
【００３７】
図４は、二次電池を流れる充放電電流、二次電池の両電極間の電圧、及び、図１の電池充電率推定装置において生成される電圧変動量信号の一例を模式的に示すグラフである。図４に示す各グラフにおける時間軸（横軸）と交差する点の値は、充放電電流Ｉについて０、電圧変動量信号Ｓｄｖについて０、開放電圧値信号Ｓｏｃｖ及び二次電池の両電極間の電圧ｖについて開放電圧値ＯＣＶ、としている。
【００３８】
図４に示すように、負荷Ｌの状態等に応じて、二次電池Ｂには放電電流（Ｉ＞０）又は充電電流（負荷Ｌによる回生電流を含む、Ｉ＜０）である充放電電流Ｉが流れ、充放電電流Ｉに応じて、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖが変動する。この電圧ｖには、二次電池Ｂに充放電電流Ｉが流れることにより生じた起電力の変動、即ち、開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖが含まれている。
【００３９】
電池充電率推定装置１の電圧変動量信号出力回路２０は、上述した構成により、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流Ｉが流れることにより生じた開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖを示す電圧変動量信号Ｓｄｖを出力する。そして、開放電圧値検出回路２７は、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖに電圧変動量信号Ｓｄｖを加算した値、即ち、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを示す開放電圧値信号Ｓｏｃｖを出力する。この開放電圧値信号Ｓｏｃｖは、充放電電流Ｉによる充電率ＳＯＣの変化のない短い期間において一定となる。そして、制御部３０は、この開放電圧値信号Ｓｏｃｖから開放電圧値ＯＣＶを取得して、この開放電圧値ＯＣＶに基づき二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。
【００４０】
以上より、本実施形態によれば、電圧変動量信号出力回路２０が、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流が流れることにより生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを出力する。開放電圧値検出回路２７が、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ及び電圧変動量信号Ｓｄｖに基づいて、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを検出する。そして、制御部３０が、開放電圧値ＯＣＶに基づいて二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。このようにしたことから、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖは、当該二次電池Ｂに充電電流が流れることにより開放電圧値ＯＣＶより高い電圧値に変動し、放電電流が流れることにより開放電圧値ＯＣＶより低い電圧値に変動し、そして、これら電流が停止したあとに時間をかけて開放電圧値ＯＣＶに復帰するように変動するところ、このような充放電電流により生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを出力する電圧変動量信号出力回路２０を設けることにより、これによって出力された電圧変動量信号Ｓｄｖ及び二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖに基づいて、上記変動を考慮した精度の高い開放電圧値ＯＣＶを検出することができる。そのため、この検出した開放電圧値ＯＣＶに基づいて二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定することにより、充電率ＳＯＣの推定精度をより向上できる。
【００４１】
また、電圧変動量信号出力回路２０が、二次電池Ｂを流れる充放電電流の電流値に応じた電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力する電流状態信号出力回路２１と、電流状態信号Ｓｉが入力されるように電流状態信号出力回路２１が一端に接続される電流調整抵抗器２４と、電流調整抵抗器２４の他端と二次電池Ｂの負極Ｂｎとの間に接続されたコンデンサ２５と、コンデンサ２５に並列に接続された放電調整抵抗器２６と、を有し、電流調整抵抗器２４の他端から電圧変動量信号Ｓｄｖを出力するように構成されている。このようにしたことから、電流調整抵抗器２４の抵抗値Ｒ１及び放電調整抵抗器２６の抵抗値Ｒ２、並びに、コンデンサ２５の静電容量Ｃを、充電率ＳＯＣを推測する対象となる二次電池Ｂの特性に合わせて調整することにより、簡易な構成で電圧変動量信号出力回路２０を構成することができる。また、電圧変動量信号出力回路２０が電気回路で構成されているので、二次電池Ｂを流れる充放電電流の変動に対して遅れることなく電圧変動量信号Ｓｄｖを出力することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態の電池充電率推定装置について、図５を参照して説明する。
【００４３】
図５は、本発明の第２の実施形態の電池充電率推定装置の概略構成を示す図である。図５において、上述した第１の実施形態の同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の電池充電率推定装置は、上述した第１の実施形態の電池充電率推定装置の電圧変動量信号出力回路２０が有する電流調整抵抗器２４、コンデンサ２５及び放電調整抵抗器２６を、コンピュータとデジタル−アナログ変換器とで模擬（シミュレート）する構成を有している。
【００４５】
本実施形態の電池充電率推定装置２は、充電部１５と、電流状態信号出力回路２１と、開放電圧値検出回路２７と、アナログ−デジタル変換器２８と、他のアナログ−デジタル変換器３８と、デジタル−アナログ変換器３９と、制御部３０Ａと、を備えている。
【００４６】
他のアナログ−デジタル変換器３８（以下、「ＡＤＣ３８」という）は、電流状態信号出力回路２１から出力された電流状態信号Ｓｉを量子化して、当該電流状態信号Ｓｉの電圧値に対応するデジタル値を示す信号を出力する。本実施形態において、ＡＤＣ３８は、個別の電子部品として実装されているが、これに限定されるものではなく、例えば、後述する制御部３０Ａに内蔵されたアナログ−デジタル変換部などを用いて各信号を量子化してもよい。
【００４７】
デジタル−アナログ変換器３９（以下、「ＤＡＣ３９」という）は、後述する制御部３０Ａから出力された二次電池Ｂの電圧変動量Δｖを示す電圧変動量信号Ｓｄｖをデジタル値で示す信号が入力されて、当該信号に基づいてアナログ信号である電圧変動量信号Ｓｄｖを出力する。ＤＡＣ３９が出力した電圧変動量信号Ｓｄｖは、開放電圧値検出回路２７に入力される。本実施形態において、ＤＡＣ３９は、個別の電子部品として実装されているが、これに限定されるものではなく、例えば、後述する制御部３０Ａに内蔵されたデジタル−アナログ変換部などを用いてデジタル信号をアナログ信号に変換してもよい。
【００４８】
制御部３０Ａは、上述した第１の実施形態の制御部３０と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵したマイクロコンピュータなどで構成されており、電池充電率推定装置２全体の制御を司る。ＲＯＭには、ＣＰＵを電圧変動量信号出力手段の一部、及び充電率推定手段などの各種手段として機能させるための制御プログラムが予め記憶されている。ＣＰＵは、この制御プログラムを実行することにより上記各種手段として機能する。
【００４９】
制御部３０Ａは、充電部１５に接続された出力ポートＰＯを備えている。制御部３０ＡのＣＰＵは、出力ポートＰＯを通じて充電部１５に制御信号を送信して、充電部１５を制御する。
【００５０】
また、制御部３０Ａは、ＡＤＣ２８からの信号が入力される入力ポートＰＩを備えている。制御部３０Ａにおいて、入力ポートＰＩに入力された信号は、ＣＰＵが認識できる形式の情報に変換されて当該ＣＰＵに送られる。ＣＰＵは、当該情報に基づいて、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを取得する。
【００５１】
また、制御部３０Ａは、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶに基づいて、当該二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。本実施形態において、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶについて充電終止電圧Ｖｍａｘを４．０Ｖ、放電終止電圧Ｖｍｉｎを３．０Ｖとしており、これら充電終止電圧Ｖｍａｘと放電終止電圧Ｖｍｉｎとの間で開放電圧値ＯＣＶが充電率ＳＯＣに対してリニアに変化するものとしている。即ち、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶが４．０Ｖであるとき充電率ＳＯＣが１００％となり、開放電圧値ＯＣＶが３．５Ｖであるとき充電率ＳＯＣが５０％となり、開放電圧値ＯＣＶが３．０Ｖであるとき充電率ＳＯＣが０％となる。勿論、これは一例であって、これ以外にも、例えば、図３に示すように、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶと充電率ＳＯＣとがリニアに変化しない場合などにおいては、予備計測やシミュレーションなどにより開放電圧値ＯＣＶと充電率ＳＯＣとの関係に関するテーブルなどの充電率関係情報を予め作成してＲＯＭに記憶しておき、この充電率関係情報に推定した開放電圧値ＯＣＶを当てはめることにより充電率ＳＯＣを推定するようにしてもよい。
【００５２】
また、制御部３０Ａは、ＡＤＣ３８からの信号が入力される他の入力ポートＰＩ２を備えている。制御部３０Ａにおいて、他の入力ポートＰＩ２に入力された信号は、ＣＰＵが認識できる形式の情報に変換されて当該ＣＰＵに送られる。ＣＰＵは、当該情報に基づいて、電流状態信号Ｓｉを取得する。
【００５３】
また、制御部３０Ａは、電流状態信号Ｓｉに基づいて電圧変動量信号Ｓｄｖを取得する。具体的には、上述した第１の実施形態の電圧変動量信号出力回路２０が有する電流調整抵抗器２４、コンデンサ２５及び放電調整抵抗器２６の動作を模擬する。即ち、制御部３０Ａは、電流状態信号Ｓｉが一端に入力される電流調整抵抗器２４、電流調整抵抗器２４の他端と電池Ｂの負極Ｂｎとの間に接続されたコンデンサ２５、及びコンデンサ２５に並列に接続された放電調整抵抗器２６のそれぞれの動作を模擬して電流調整抵抗器２４の他端の電圧値に応じた情報を電圧変動量信号Ｓｄｖとして算出する。そして、制御部３０Ａは、ＤＡＣ３９に接続された他の出力ポートＰＯ２を備えており、制御部３０ＡのＣＰＵは、他の出力ポートＰＯ２を通じてＤＡＣ３９に電圧変動量信号Ｓｄｖをデジタル値で示す信号を送信する。
【００５４】
また、制御部３０Ａの通信ポートは、図示しない車両内ネットワーク（例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）など）に接続されており、当該車両内ネットワークを通じて車両のコンビネーションメータなどの表示装置に接続される。制御部３０ＡのＣＰＵは、通信ポート及び車両内ネットワークを通じて、推定した二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを表示装置に送信し、この表示装置において当該信号に基づき二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを表示する。
【００５５】
次に、上述した電池充電率推定装置２の動作について説明する。
【００５６】
電池充電率推定装置２の電流状態信号出力回路２１は、上述した構成により、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流Ｉが流れることにより、当該充放電電流Ｉの電流値に応じた電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力する。制御部３０Ａは、ＡＤＣ３８を通じて電流状態信号Ｓｉが入力され、この電流状態信号Ｓｉに基づいて、二次電池Ｂに上記充放電電流Ｉが流れることにより生じた開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖを示す電圧変動量信号Ｓｄｖを算出してＤＡＣ３９を通じて出力する。そして、開放電圧値検出回路２７は、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖに電圧変動量信号Ｓｄｖを加算した値、即ち、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを示す開放電圧値信号Ｓｏｃｖを出力する。この開放電圧値信号Ｓｏｃｖは、充放電電流Ｉによる充電率ＳＯＣの変化のない短い期間において一定となる。そして、制御部３０Ａは、この開放電圧値信号Ｓｏｃｖから開放電圧値ＯＣＶを取得して、この開放電圧値ＯＣＶに基づき二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。本実施形態において、電流状態信号出力回路２１、制御部３０Ａ及びＤＡＣ３９が、電圧変動量信号出力手段を構成し、制御部３０Ａが、充電率推定手段を構成する。
【００５７】
以上より、本実施形態によれば、電流状態信号出力回路２１、制御部３０Ａ及びＤＡＣ３９が、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流が流れることにより生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを出力する。開放電圧値検出回路２７が、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ及び電圧変動量信号Ｓｄｖに基づいて、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを検出する。そして、制御部３０Ａが、開放電圧値ＯＣＶに基づいて二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。このようにしたことから、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖは、当該二次電池Ｂに充電電流が流れることにより開放電圧値ＯＣＶより高い電圧値に変動し、放電電流が流れることにより開放電圧値ＯＣＶより低い電圧値に変動し、そして、これら電流が停止したあとに時間をかけて開放電圧値ＯＣＶに復帰するように変動するところ、このような充放電電流により生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを電流状態信号出力回路２１、制御部３０Ａ及びＤＡＣ３９により出力することにより、この出力された電圧変動量信号Ｓｄｖ及び二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖに基づいて、上記変動を考慮した精度の高い開放電圧値ＯＣＶを検出することができる。そのため、この検出した開放電圧値ＯＣＶに基づいて二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定することにより、充電率ＳＯＣの推定精度をより向上できる。
【００５８】
また、電圧変動量信号出力手段として、二次電池Ｂを流れる充放電電流Ｉの電流値に応じた電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力する電流状態信号出力回路２１と、電流状態信号Ｓｉを量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号Ｓｉが一端に入力された電流調整抵抗器、電流調整抵抗器の他端と電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及びコンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた信号を出力する制御部３０Ａと、制御部３０Ａによって出力された信号に基づいて電圧変動量信号Ｓｄｖを出力するＤＡＣ３９と、を有している。このようにしたことから、電流調整抵抗器及び放電調整抵抗器の抵抗値、並びに、コンデンサの静電容量（即ちパラメータ）を、充電率を推測する対象となる電池の特性に合わせて調整することにより、簡易な構成で電圧変動量信号Ｓｄｖを取得することができるとともに、これら電流調整抵抗器、放電調整抵抗器及びコンデンサの動作がコンピュータである制御部３０Ａによって模擬されているので、これら電子部品のパラメータを容易に調整することができる。
【００５９】
上述した実施形態では、電池充電率推定装置２全体の制御を司る制御部３０Ａが、電流調整抵抗器２４、コンデンサ２５及び放電調整抵抗器２６の動作を模擬する構成であったが、これに限定されるものではなく、これら電子部品を模擬するコンピュータを、制御部３０Ａとは別に備えていてもよい。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態の電池充電率推定装置について、図６を参照して説明する。
【００６１】
図６は、本発明の第３の実施形態の電池充電率推定装置の概略構成を示す図である。図６において、上述した第１の実施形態の同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の電池充電率推定装置は、上述した第１の実施形態の電池充電率推定装置の電圧変動量信号出力回路２０が有する電流調整抵抗器２４、コンデンサ２５及び放電調整抵抗器２６、並びに、開放電圧値検出回路２７を、コンピュータで模擬（シミュレート）する構成を有している。
【００６３】
本実施形態の電池充電率推定装置３は、充電部１５と、電流状態信号出力回路２１と、第１アナログ−デジタル変換器４１と、第２アナログ−デジタル変換器４２と、制御部３０Ｂと、を備えている。
【００６４】
第１アナログ−デジタル変換器４１（以下、「ＡＤＣ４１」という）は、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖを量子化して、当該電圧ｖの電圧値に対応するデジタル値を示す信号を出力する。
【００６５】
第２アナログ−デジタル変換器４２（以下、「ＡＤＣ４２」という）は、電流状態信号出力回路２１から出力された電流状態信号Ｓｉを量子化して、当該電流状態信号Ｓｉの電圧値に対応するデジタル値を示す信号を出力する。本実施形態において、ＡＤＣ４１、ＡＤＣ４２は、個別の電子部品として実装されているが、これに限定されるものではなく、例えば、後述する制御部３０Ｂに内蔵されたアナログ−デジタル変換部などを用いて各信号を量子化してもよい。
【００６６】
制御部３０Ｂは、上述した第１の実施形態の制御部３０と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵したマイクロコンピュータなどで構成されており、電池充電率推定装置３全体の制御を司る。ＲＯＭには、ＣＰＵを電圧変動量信号出力手段の一部、開放電圧値検出手段及び充電率推定手段などの各種手段として機能させるための制御プログラムが予め記憶されている。ＣＰＵは、この制御プログラムを実行することにより上記各種手段として機能する。
【００６７】
制御部３０Ｂは、充電部１５に接続された出力ポートＰＯを備えている。制御部３０ＢのＣＰＵは、出力ポートＰＯを通じて充電部１５に制御信号を送信して、充電部１５を制御する。
【００６８】
また、制御部３０Ｂは、ＡＤＣ４１からの信号が入力される第１入力ポートＰＩ１を備えている。制御部３０Ｂにおいて、第１入力ポートＰＩ１に入力された信号は、ＣＰＵが認識できる形式の情報に変換されて当該ＣＰＵに送られる。ＣＰＵは、当該情報に基づいて、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖを取得する。
【００６９】
また、制御部３０Ｂは、ＡＤＣ４２からの信号が入力される第２入力ポートＰＩ２を備えている。制御部３０Ｂにおいて、第２入力ポートＰＩ２に入力された信号は、ＣＰＵが認識できる形式の情報に変換されて当該ＣＰＵに送られる。ＣＰＵは、当該情報に基づいて、電流状態信号Ｓｉを取得する。
【００７０】
また、制御部３０Ｂは、電流状態信号Ｓｉに基づいて電圧変動量信号Ｓｄｖを取得する。具体的には、上述した第１の実施形態の電圧変動量信号出力回路２０が有する電流調整抵抗器２４、コンデンサ２５及び放電調整抵抗器２６の動作を模擬する。即ち、制御部３０Ｂは、電流状態信号Ｓｉが一端に入力される電流調整抵抗器２４、電流調整抵抗器２４の他端と電池Ｂの負極Ｂｎとの間に接続されたコンデンサ２５、及びコンデンサ２５に並列に接続された放電調整抵抗器２６のそれぞれの動作を模擬して電流調整抵抗器２４の他端の電圧値に応じた情報を電圧変動量信号Ｓｄｖとして算出する。即ち、電圧変動量信号Ｓｄｖとして算出する処理を１つの論理的な処理ブロックで行ない、算出した電圧変動量信号Ｓｄｖを他の論理的な処理ブロックで用いるものとすると、本処理ブロックは他の処理ブロックに対して電圧変動量信号Ｓｄｖを出力するものとみなすことができる。
【００７１】
また、制御部３０Ｂは、ＡＤＣ４１及びＡＤＣ４２に入力された信号から取得した二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ及び電圧変動量信号Ｓｄｖに基づいて、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを検出する。具体的には、制御部３０Ｂは、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖに電圧変動量信号Ｓｄｖ（即ち、電圧変動量Δｖ）を加算して、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを算出する。
【００７２】
また、制御部３０Ｂは、算出した二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶに基づいて、当該二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。本実施形態において、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶについて充電終止電圧Ｖｍａｘを４．０Ｖ、放電終止電圧Ｖｍｉｎを３．０Ｖとしており、これら充電終止電圧Ｖｍａｘと放電終止電圧Ｖｍｉｎとの間で開放電圧値ＯＣＶが充電率ＳＯＣに対してリニアに変化するものとしている。即ち、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶが４．０Ｖであるとき充電率ＳＯＣが１００％となり、開放電圧値ＯＣＶが３．５Ｖであるとき充電率ＳＯＣが５０％となり、開放電圧値ＯＣＶが３．０Ｖであるとき充電率ＳＯＣが０％となる。勿論、これは一例であって、これ以外にも、例えば、図３に示すように、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶと充電率ＳＯＣとがリニアに変化しない場合などにおいては、予備計測やシミュレーションなどにより開放電圧値ＯＣＶと充電率ＳＯＣとの関係に関するテーブルなどの充電率関係情報を予め作成してＲＯＭに記憶しておき、この充電率関係情報に推定した開放電圧値ＯＣＶを当てはめることにより充電率ＳＯＣを推定するようにしてもよい。
【００７３】
また、制御部３０Ｂの通信ポートは、図示しない車両内ネットワーク（例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）など）に接続されており、当該車両内ネットワークを通じて車両のコンビネーションメータなどの表示装置に接続される。制御部３０ＢのＣＰＵは、通信ポート及び車両内ネットワークを通じて、推定した二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを表示装置に送信し、この表示装置において当該信号に基づき二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを表示する。
【００７４】
次に、上述した電池充電率推定装置３の動作について説明する。
【００７５】
電池充電率推定装置３の電流状態信号出力回路２１は、上述した構成により、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流Ｉが流れることにより、当該充放電電流Ｉの電流値に応じた電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力する。制御部３０Ｂは、ＡＤＣ４２を通じて電流状態信号Ｓｉが入力され、この電流状態信号Ｓｉに基づいて、二次電池Ｂに上記充放電電流Ｉが流れることにより生じた開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖを示す電圧変動量信号Ｓｄｖを算出する。また、制御部３０Ｂは、ＡＤＣ４１を通じて二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖが入力される。そして、制御部３０Ｂは、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ及び電圧変動量信号Ｓｄｖに基づいて二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを算出し、この開放電圧値ＯＣＶに基づき二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。本実施形態において、電流状態信号出力回路２１及び制御部３０Ｂが、電圧変動量信号出力手段を構成し、制御部３０Ｂが、開放電圧値検出手段及び充電率推定手段を構成する。
【００７６】
以上より、本実施形態によれば、電流状態信号出力回路２１及び制御部３０Ｂが、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖにおける当該二次電池Ｂに充放電電流が流れることにより生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを算出する。制御部３０Ｂが、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖ及び電圧変動量信号Ｓｄｖに基づいて、二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶを検出する。そして、制御部３０Ｂが、開放電圧値ＯＣＶに基づいて二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定する。このようにしたことから、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖは、当該二次電池Ｂに充電電流が流れることにより開放電圧値ＯＣＶより高い電圧値に変動し、放電電流が流れることにより開放電圧値ＯＣＶより低い電圧値に変動し、そして、これら電流が停止したあとに時間をかけて開放電圧値ＯＣＶに復帰するように変動するところ、このような充放電電流により生じる開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖに応じた電圧変動量信号Ｓｄｖを制御部３０Ｂで算出することにより、この電圧変動量信号Ｓｄｖ及び二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖに基づいて、上記変動を考慮した精度の高い開放電圧値ＯＣＶを検出することができる。そのため、この検出した開放電圧値ＯＣＶに基づいて二次電池Ｂの充電率ＳＯＣを推定することにより、充電率ＳＯＣの推定精度をより向上できる。
【００７７】
また、電圧変動量信号出力手段として、二次電池Ｂを流れる充放電電流Ｉの電流値に応じた電圧となる電流状態信号Ｓｉを出力する電流状態信号出力回路２１と、電流状態信号Ｓｉを量子化した信号が入力されるとともに、当該電流状態信号Ｓｉが一端に入力される電流調整抵抗器、電流調整抵抗器の他端と電池の負極との間に接続されたコンデンサ、及びコンデンサに並列に接続された放電調整抵抗器のそれぞれの動作を模擬して電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報を電圧変動量信号Ｓｄｖとして算出する制御部３０Ｂと、を有している。そして、開放電圧値検出手段として、二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖを量子化した信号が入力されるとともに、当該二次電池Ｂの両電極間の電圧ｖを量子化した信号及び電流調整抵抗器の他端の電圧値に応じた情報である電圧変動量信号Ｓｄｖに基づいて、開放電圧値ＯＣＶを検出する制御部３０Ｂを有している。このようにしたことから、電流調整抵抗器及び放電調整抵抗器の抵抗値、並びに、コンデンサの静電容量（即ちパラメータ）を、充電率を推測する対象となる電池の特性に合わせて調整することにより、簡易な構成で電圧変動量信号Ｓｄｖを取得することができるとともに、これら電流調整抵抗器、放電調整抵抗器及びコンデンサの動作が制御部３０Ｂによって模擬されているので、これら電子部品のパラメータを容易に調整することができる。
【００７８】
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の電池充電率推定装置はこれらの実施形態の構成に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、上述した第１の実施形態では、電子部品で構成された回路からなる電圧変動量信号出力回路２０及び開放電圧値検出回路２７を備えた構成であったが、これに限定されるものではない。このような構成以外にも、例えば、二次電池Ｂを流れる電流値を測定する電流測定部、二次電池Ｂの両電極間の電圧値を測定する電圧測定部、及び、これら測定部によって測定された電流値及び電圧値がアナログ−デジタル変換器を介して入力される制御部を備えた構成としてもよい。この構成において、制御部には、入力された電流値と二次電池Ｂの開放電圧値ＯＣＶに対する電圧変動量Δｖとの関係に関するテーブルや計算式などの開放電圧値関係情報が予め記憶されている。そして、制御部は、入力された電流値を開放電圧値関係情報に当てはめて開放電圧値ＯＣＶを取得し、この開放電圧値ＯＣＶに基づいて上記実施形態と同様に充電率ＳＯＣを推定する。
【００８０】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の電池充電率推定装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８１】
（第１の実施形態）
１        電池充電率推定装置
２０      電圧変動量信号出力回路（電圧変動量信号出力手段）
２１      電流状態信号出力回路
２４      電流調整抵抗器
２５      コンデンサ
２６      放電調整抵抗器
２７      開放電圧値検出回路（開放電圧値検出手段）
２８      アナログ−デジタル変換器
３０      制御部（充電率推定手段）
Ｂ        二次電池（電池）
Ｂｐ      二次電池の正極
Ｂｎ      二次電池の負極
（第２の実施形態）
２        電池充電率推定装置
２１      電流状態信号出力回路（電圧変動量信号出力手段）
２７      開放電圧値検出回路（開放電圧値検出手段）
２８      アナログ−デジタル変換器
３０Ａ    制御部（コンピュータ、電圧変動量信号出力手段、充電率推定手段）
３８      アナログ−デジタル変換器
３９      デジタル−アナログ変換器（電圧変動量信号出力手段）
（第３の実施形態）
３        電池充電率推定装置
２１      電流状態信号出力回路（電圧変動量信号出力手段）
３０Ｂ    制御部（コンピュータ、電圧変動量信号出力手段、開放電圧値検出手段、充電率推定手段）
４１      第１アナログ−デジタル変換器
４２      第２アナログ−デジタル変換器
【図１】
2015135315.tif 000003
【図２】
2015135315.tif 000004
【図３】
2015135315.tif 000005
【図４】
2015135315.tif 000006
【図５】
2015135315.tif 000007
【図６】
2015135315.tif 000008
【図７】
2015135315.tif 000009