(57)【要約】【課題】電流センサのオフセット値が取得できない場合でもＳＯＣを高精度に推定することができる、二次電池のＳＯＣ推定装置および推定方法を提供する。【解決手段】ＳＯＣ推定装置１００は、電流センサ３のオフセット値が取得できる場合には、電流センサ３によって測定される二次電池１の放電電流をオフセット補正し、この補正された電流の積算値に基いて二次電池１のＳＯＣを推定し、電流センサ３のオフセット値が取得できない場合には、電流センサ３によって測定される二次電池１の（オフセット補正されていない）放電電流と電圧センサ４によって測定される二次電池１の閉回路電圧（ＣＣＶ）とに基いて、二次電池１のＳＯＣを推定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池のＳＯＣ推定装置であって、
前記二次電池の充放電電流を測定する電流測定手段と、
前記二次電池の閉回路電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電流測定手段のオフセット値を取得するオフセット取得手段と、
前記オフセット測定手段によって前記電流測定手段のオフセット値が取得できる場合に、前記電流測定手段によって測定される前記充放電電流を前記オフセット値によって補正し、該補正された電流の積算値に基いて前記二次電池のＳＯＣを推定する第１推定手段と、
前記オフセット測定手段によって前記電流測定手段のオフセット値が取得できない場合に、前記電流測定手段によって測定される前記充放電電流と前記電圧測定手段によって測定される前記閉回路電圧とに基いて、前記二次電池のＳＯＣを推定する第２推定手段と
を備える、二次電池のＳＯＣ推定装置。
【請求項２】
前記二次電池の充放電経路の途中に設けられるスイッチ手段をさらに備え、
前記オフセット取得手段は、前記スイッチ手段を開状態に保ったまま前記電流測定手段が出力する値を所定回数サンプリングし、サンプリング値のばらつきが所定幅内に収まる場合に、前記電流測定手段のオフセット値を取得できると判断する、請求項１に記載の二次電池のＳＯＣ推定装置。
【請求項３】
前記オフセット取得手段はさらに、前記スイッチ手段を開状態にした際に前記二次電池の充放電電流が遮断されることが確認される場合に、前記電流測定手段のオフセット値を取得できると判断する、請求項２に記載の二次電池のＳＯＣ推定装置。
【請求項４】
二次電池のＳＯＣ推定方法であって、
前記二次電池には、該二次電池の充放電電流を測定する電流測定手段と該二次電池の閉回路電圧を測定する電圧測定手段とが設けられ、
前記電流測定手段のオフセット値が取得できる場合には、前記電流測定手段によって測定される前記充放電電流を前記オフセット値によって補正し、該補正された電流の積算値に基いて前記二次電池のＳＯＣを推定し、
前記電流測定手段のオフセット値が取得できない場合には、前記電流測定手段によって測定される前記充放電電流と前記電圧測定手段によって測定される前記閉回路電圧とに基いて、前記二次電池のＳＯＣを推定する、二次電池のＳＯＣ推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池のＳＯＣ推定装置および推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電流センサによって測定される二次電池の充放電電流の積算値に基いて、二次電池の充電量（ＳＯＣ）を推定する事項が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８２７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常の電流センサにはオフセット値が存在し、電流センサによって測定される値は、実際の電流値にオフセット値が加算されたものになる。そのため、電流センサによって測定される電流値を積算することによってＳＯＣを推定する場合には、電流センサによって測定された電流値からオフセット値を減算する操作（オフセット補正）が必要になる。
【０００５】
しかしながら、電流センサのオフセット値が取得できず、オフセット補正が行えない場合には、オフセット値による誤差が積算されてしまうため、ＳＯＣの推定精度が低下してしまう。
【０００６】
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、電流センサのオフセット値が取得できない場合でもＳＯＣを高精度に推定することができる、二次電池のＳＯＣ推定装置および推定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】
上記の課題を解決するために、この発明に係る二次電池のＳＯＣ推定装置は、二次電池の充放電電流を測定する電流測定手段と、二次電池の閉回路電圧を測定する電圧測定手段と、電流測定手段のオフセット値を取得するオフセット取得手段と、オフセット測定手段によって電流測定手段のオフセット値が取得できる場合に、電流測定手段によって測定される充放電電流をオフセット値によって補正し、当該補正された電流の積算値に基いて二次電池のＳＯＣを推定する第１推定手段と、オフセット測定手段によって電流測定手段のオフセット値が取得できない場合に、電流測定手段によって測定される充放電電流と電圧測定手段によって測定される閉回路電圧とに基いて、二次電池のＳＯＣを推定する第２推定手段とを備える。
【０００８】
二次電池の充放電経路の途中に設けられるスイッチ手段をさらに備え、オフセット取得手段は、スイッチ手段を開状態に保ったまま電流測定手段が出力する値を所定回数サンプリングし、サンプリング値のばらつきが所定幅内に収まる場合に、電流測定手段のオフセット値を取得できると判断してもよい。
【０００９】
オフセット取得手段はさらに、スイッチ手段を開状態にした際に二次電池の充放電電流が遮断されることが確認される場合に、電流測定手段のオフセット値を取得できると判断してもよい。
【００１０】
また、この発明に係る二次電池のＳＯＣ推定方法では、二次電池には、当該二次電池の充放電電流を測定する電流測定手段と当該二次電池の閉回路電圧を測定する電圧測定手段とが設けられ、電流測定手段のオフセット値が取得できる場合には、電流測定手段によって測定される充放電電流をオフセット値によって補正し、当該補正された電流の積算値に基いて二次電池のＳＯＣを推定し、電流測定手段のオフセット値が取得できない場合には、電流測定手段によって測定される充放電電流と電圧測定手段によって測定される閉回路電圧とに基いて、二次電池のＳＯＣを推定する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る二次電池のＳＯＣ推定装置および推定方法によれば、電流センサのオフセット値が取得できない場合でもＳＯＣを高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態に係る二次電池のＳＯＣ推定装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る二次電池のＳＯＣ推定装置によって行われる、ＳＯＣ推定処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態に係る二次電池のＳＯＣ推定装置における、二次電池の放電電流の遮断時に電流センサが出力する値を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る二次電池のＳＯＣ推定装置における、ＳＯＣ推定マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態．
この発明の実施の形態に係る二次電池のＳＯＣ推定装置１００の構成を図１に示す。ＳＯＣ推定装置１００は、二次電池１から負荷２に流れる放電電流を測定する電流センサ３と、二次電池１の閉回路電圧（ＣＣＶ）を測定する電圧センサ４と、二次電池１の放電経路の途中に設けられるスイッチ５と、二次電池１のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定ユニット６とから構成されている。
【００１４】
ＳＯＣ推定ユニット６は、マイクロコンピュータによって構成されており、オフセット取得部６１と、第１推定部６２と、第２推定部６３とを備えている。
【００１５】
オフセット取得部６１は、電流センサ３のオフセット値を取得する。
【００１６】
第１推定部６２は、電流センサ３によって測定される二次電池１の放電電流をオフセット取得部６１で取得されるオフセット値によってオフセット補正し、補正された電流の積算値に基いて二次電池１のＳＯＣを推定する。
【００１７】
第２推定部６３は、電流センサ３によって測定される二次電池１の放電電流と、電圧センサ４によって測定される二次電池１のＣＣＶとに基いて、二次電池１のＳＯＣを推定する。
【００１８】
以下、この実施の形態に係るＳＯＣ推定装置１００によって行われる二次電池１のＳＯＣ推定処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００１９】
はじめに、ＳＯＣ推定ユニット６のオフセット取得部６１は、スイッチ５を開状態にした際に二次電池１の放電電流が遮断されることを確認する（ステップＳ１）。詳細には、図３に示されるように、スイッチ５を開状態にした際に電流センサ３が出力する値がゼロ付近まで減少することを確認することによって、二次電池１の放電電流が遮断されることを確認する。
【００２０】
ステップＳ１で二次電池１の放電電流が遮断されることが確認された場合、この際に電流センサ３が出力する値は、この電流センサ３のオフセット値である。オフセット取得部６１は、スイッチ５を開状態に保ったまま電流センサ３が出力する値を０．３秒ごとに３回サンプリングし、これら３つのサンプリング値のばらつきが所定幅Δ内に収まるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００２１】
ステップＳ２でサンプリング値のばらつきが所定幅Δ内に収まる場合には、オフセット取得部６１は、電流センサ３のオフセット値を取得可能であると判断し、３つのサンプリング値の算術平均を電流センサ３のオフセット値とする（ステップＳ３）。この際、ＳＯＣ推定ユニット６の第１推定部６２は、スイッチ５を閉状態にした後、電流センサ３によって測定される二次電池１の放電電流をステップＳ３で取得されたオフセット値によってオフセット補正し、この補正された電流の積算値に基いて二次電池１のＳＯＣを以下の式に従って推定する（ステップＳ４）。
【００２２】
ＳＯＣ＝初期ＳＯＣ−（補正された電流の積算値／満充電容量×１００）
【００２３】
一方、スイッチ５が故障している等の原因によってステップＳ１で放電電流が遮断されることが確認できない場合や、ステップＳ２でサンプリング値のばらつきが所定幅Δ内に収まらない場合には、オフセット取得部６１は、電流センサ３のオフセット値を取得不能であると判断する（ステップＳ５）。この場合には、ＳＯＣ推定ユニット６の第２推定部６３が、スイッチ５を閉状態にした後、電流センサ３によって測定される（オフセット補正されていない）放電電流と、電圧センサ４によって測定されるＣＣＶとに基いて、二次電池１のＳＯＣを推定する（ステップＳ６）。
【００２４】
詳細には、ＳＯＣ推定ユニット６の内部メモリには、図４に示されるような予め実験的に作成されたＳＯＣ推定マップが記憶されており、ＳＯＣ推定ユニット６の第２推定部６２は、このＳＯＣ推定マップを参照して二次電池１のＳＯＣを推定する。例えば、電流センサ３によって測定される放電電流が４０Ａ、電圧センサ４によって測定されるＣＣＶが４．１Ｖである場合には、二次電池１のＳＯＣは６０％と推定される。
【００２５】
なお、ステップＳ６でＳＯＣを推定する際に参照される電流は、オフセット補正を行っていないため当然のことながらオフセット値による誤差を含んでいるが、図４のＳＯＣ推定マップに基いてＳＯＣを推定する際にはこの誤差の影響は比較的小さい。これに対して、ステップＳ４で電流の積算値に基づいてＳＯＣを推定する際にオフセット補正を行わないと、オフセットによる誤差が積算されてしまうため、ＳＯＣの推定精度が大きく低下してしまう。
【００２６】
すなわち、電流センサ３のオフセット値が取得できる場合には、オフセット補正した電流の積算値に基いてＳＯＣを推定するのが最も高精度であるが、オフセット値が取得できない場合には、オフセット補正しない電流とＣＣＶとから図４のＳＯＣ推定マップに基いてＳＯＣを推定したほうが、オフセット補正しない電流の積算値に基いてＳＯＣを推定するよりも高精度である。
【００２７】
この実施の形態に係る二次電池のＳＯＣ推定装置１００では、電流センサ３のオフセット値が取得できる場合には、電流センサ３によって測定される二次電池１の放電電流をオフセット補正し、この補正された電流の積算値に基いて二次電池１のＳＯＣを推定し、電流センサ３のオフセット値が取得できない場合には、電流センサ３によって測定される二次電池１の（オフセット補正されていない）放電電流と電圧センサ４によって測定される二次電池１の閉回路電圧（ＣＣＶ）とに基いて、二次電池１のＳＯＣを推定する。これにより、電流センサ３のオフセット値が取得できない場合でも、二次電池１のＳＯＣを高精度に推定することができる。
【００２８】
その他の実施の形態．
上記の実施の形態では、二次電池１から負荷２に放電電流が流れる場合に二次電池１のＳＯＣを推定する例を説明したが、負荷２の代わりに充電用の電源を接続し、電源から二次電池１に充電電流が流れる場合にも、本願発明を適用することができる。なお、上記の実施形態は充電または放電の場合にも適用できるが、充電電流または放電電流が一定である場合がより好ましい。一定電流で充電または放電する場合は、ステップＳ６において、電流とＣＣＶとＳＯＣに相関関係があるからである。
【００２９】
また、図４のＳＯＣ推定マップは、二次電池１の放電電流とＣＣＶとに基いてＳＯＣを推定するものであったが、例えばＳＯＣの温度依存性を考慮し、放電電流とＣＣＶと温度とに基いてＳＯＣを推定するマップを作成してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  二次電池、３  電流センサ（電流測定手段）、４  電圧センサ（電圧測定手段）、５  スイッチ（スイッチ手段）、６１  オフセット取得部（オフセット取得手段）、６２  第１推定部（第１推定手段）、６３  第２推定部（第２推定手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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