(57)【要約】      （修正有）【課題】複数個の電池によって構成された蓄電装置の残存容量推定装置において、各電池の残存容量のばらつきを抑えることで、蓄電装置の残存容量の算出精度が悪化することを防ぐ。【解決手段】推定手段１１は、相関係数算出手段１０によって算出された各電池３Ａ、３Ｂの相関係数が所定条件を満たす場合に、複数個の電池３Ａ、３Ｂの全てで第１残存容量算出手段６によって算出された第１の残存容量と第２残存容量算出手段９によって算出された第２の残存容量との重み付け合成を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の電池から構成される蓄電装置の残存容量推定装置において、前記複数個の電池の各電池を流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出された前記電流値を積算して第１の残存容量を算出する第１残存容量算出手段と、前記複数個の電池の各電池の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された前記電圧値と前記電流検出手段によって検出された前記電流値との組を所定数記憶する電圧電流記憶手段と、前記電圧電流記憶手段によって記憶された前記電圧値と前記電流値とに基づいて近似した近似直線を設定する近似直線設定手段と、前記近似直線設定手段によって設定された前記近似直線から推定される開放電池電圧値に基づいて各電池の第２の残存容量を算出する第２残存容量算出手段と、前記複数個の電池の各電池の相関係数を算出する相関係数算出手段とを備えるとともに、前記相関係数算出手段によって算出された前記各電池の相関係数が所定条件を満たす場合に、前記複数個の電池の全てで前記第１残存容量算出手段によって算出された前記第１の残存容量と前記第２残存容量算出手段によって算出された前記第２の残存容量との重み付け合成を行う推定手段を備えることを特徴とする蓄電装置の残存容量推定装置。
【請求項２】
前記所定条件は、前記複数個の電池の全ての相関係数が第１所定値以上、かつ前記相関係数算出手段によって算出された前記各電池の相関係数の最大値と最小値との差が第２所定値以下である場合に成立することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の残存容量推定装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記複数個の各電池の温度に基づいて重み付け合成の割合を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置の残存容量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓄電装置の残存容量推定装置に係り、特に複数個の電池（二次電池）から構成される蓄電装置の残存容量を推定する蓄電装置の残存容量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数個の電池（二次電池）から構成される蓄電装置を搭載し、この蓄電装置から供給される電力を利用して走行するハイブリッド車両などの電動車両は、蓄電装置の残存容量が走行可能な容量であるか把握するため、蓄電装置の残存容量を精度良く推定することが必要となる。
このような、蓄電装置の残存容量推定装置としては、例えば、以下のような先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７４１３５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７５４４号公報
【０００４】
特許文献１に係る電池残存容量側定装置は、複数個の電池の各電池の電圧値と複数個の電池の両端から負荷に流れる電流値とを所定回数収集し、その収集した電圧値と電流値とに基づいて算出された残存容量のうち最小の残存容量に基づき、蓄電装置の残存容量を測定するものである。
特許文献２に係る蓄電デバイス（蓄電装置）の残存容量演算装置は、開放電圧に基づいて算出された第１の残存容量と充放電電流の積算値に基づいて算出された第２の残存容量とを重み付け合成して第３の残存容量を算出し、蓄電装置の残存容量を演算するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記の特許文献１では、各電池の残存容量のうち最小値に基づいて蓄電装置の残存容量を算出するため、実際の残存容量よりも小さい値で算出され、過充電状態になる電池が存在していた。また、上記の特許文献２では、複数個の電池で構成された蓄電装置の電池毎に考慮していない。
従って、従来、複数個の電池で構成された蓄電装置においては、電池毎に開放電圧に基づいて算出された残存容量が各電池の温度が違うことによって引き起こされる推定精度のばらつきによって、蓄電装置の残存容量の推定精度が悪化する可能性があり、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明は、複数個の電池によって構成された蓄電装置において、各電池の残存容量のばらつきを抑えることで、蓄電装置の残存容量の算出精度が悪化することを防ぐことができる蓄電装置の残存容量推定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】
【０００７】
この発明は、複数個の電池から構成される蓄電装置の残存容量推定装置において、前記複数個の電池の各電池を流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出された前記電流値を積算して第１の残存容量を算出する第１残存容量算出手段と、前記複数個の電池の各電池の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された前記電圧値と前記電流検出手段によって検出された前記電流値との組を所定数記憶する電圧電流記憶手段と、前記電圧電流記憶手段によって記憶された前記電圧値と前記電流値とに基づいて近似した近似直線を設定する近似直線設定手段と、前記近似直線設定手段によって設定された前記近似直線から推定される開放電池電圧値に基づいて各電池の第２の残存容量を算出する第２残存容量算出手段と、前記複数個の電池の各電池の相関係数を算出する相関係数算出手段とを備えるとともに、前記相関係数算出手段によって算出された前記各電池の相関係数が所定条件を満たす場合に、前記複数個の電池の全てで前記第１残存容量算出手段によって算出された前記第１の残存容量と前記第２残存容量算出手段によって算出された前記第２の残存容量との重み付け合成を行う推定手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、複数個の電池によって構成された蓄電装置において、各電池の残存容量のばらつきを抑えることで、蓄電装置の残存容量の算出精度が悪化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は蓄電装置の残存容量推定装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は残存容量推定制御のフローチャートである。（実施例）
【図３】図３は各第２の残存容量を算出するフローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、複数個の電池によって構成された蓄電装置において、各電池の残存容量のばらつきを抑えることで、蓄電装置の残存容量の算出精度が悪化することを防ぐ目的を、第１の残存容量と第２の残存容量との重み付け合成を行って実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
図１に示すように、ハイブリッド車両などからなる電動車両には、蓄電装置１と、この蓄電装置１の残存容量推定装置２とが搭載される。
蓄電装置１は、複数個の電池（二次電池：セル）３Ａ、３Ｂ…から構成される。
蓄電装置１には、複数個の電池３Ａ、３Ｂ…の各電池を流れる電流値を検出する電流検出手段４と、複数個の電池３Ａ、３Ｂ…の各電池の電圧値を検出する電圧検出手段５とが設けられている。
【００１２】
残存容量推定装置２は、第１残存容量算出手段６と、電圧電流記憶手段（メモリ）７と、近似直線設定手段８と、第２残存容量算出手段９と、相関係数算出手段１０と、推定手段１１とを備える。第１残存容量算出手段６と電圧電流記憶手段７には、電流検出手段４が接続している。また、電圧電流記憶手段７には、電圧検出手段５が接続している。
第１残存容量算出手段６は、電流検出手段４によって検出された電流値を積算して第１の残存容量を算出する。
電圧電流記憶手段７は、電圧検出手段５によって検出された電圧値と電流検出手段４によって検出された電流値との組を所定数記憶する。
近似直線設定手段８は、電圧電流記憶手段７によって記憶された電圧値と電流値とに基づいて近似した近似直線を設定する。
第２残存容量算出手段９は、近似直線設定手段８によって設定された近似直線から推定される開放電池電圧値に基づいて各電池の第２の残存容量を算出する。
相関係数算出手段１０は、複数個の電池の各電池の相関係数（電流値と電圧値との関係を示す指標、通常は、−１〜１の値となる）を算出する。この相関係数は、例えば、第２の残存容量を算出する上で保持していた各電池の電流値と電圧値との関係から算出される。具体的には、一定間隔及び一定数でプロットした各電池の電流値と電圧値との関係を各電池毎に最小二乗法で近似した一次曲線を求め（一次曲線の傾き及び切片を算出：電圧＝内部抵抗×電流＋充放電をしていないときの電圧）、このとき、各電池の相関係数を算出する。
推定手段１１は、相関係数算出手段１０によって算出された各電池の相関係数が所定条件を満たす場合に、複数個の電池の全てで第１残存容量算出手段６によって算出された第１の残存容量と第２残存容量算出手段９によって算出された第２の残存容量との重み付け合成を行う。つまり、相関係数は、各電池の重み付けする条件として用いられる。また、この実施例では、一般的に電流値から算出される第１の残存容量に対して、既定の割合で重み付けをする。
推定手段１１において、前記所定条件は、複数個の電池の全ての相関係数が第１所定値以上、かつ相関係数算出手段１０によって算出された各電池の相関係数の最大値と最小値との差が第２所定値以下である場合に成立する。
また、推定手段１１は、複数個の各電池の温度に基づいて重み付け合成の割合を設定する。このため、推定手段１１には、各電池の温度を検出する電池温度検出手段１２が接続している。
【００１３】
次いで、この実施例に係る蓄電装置１の残存容量推定について、図２のフローチャートに沿って説明する。
図２に示すように、残存容量推定装置２のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、第１残存容量算出手段６において、電流検出手段４によって検出された電流値を積算して各電池の第１の残存容量を算出する（ステップＡ０２）。
そして、第２残存容量算出手段９において、各電池の第２の残存容量を算出する（ステップＡ０３）。この各電池の第２の残存容量の算出については、後述の図３のフローチャートに沿って詳細に説明する。
その後、相関係数算出手段１０において、前記複数個の電池の各電池の相関係数の最大値と最小値とを算出する（ステップＡ０４）。
そして、推定手段１１において、全ての電池の相関係数が第１所定値以上か否かを判断する（ステップＡ０５）。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、推定手段１１において、相関係数の最大値と最小値との差が第２所定値以下か否かを判断する（ステップＡ０６）。
このステップＡ０６がＹＥＳの場合には、推定手段１１において、全ての電池の重み付け合成を行う（ステップＡ０７）。
一方、前記ステップＡ０５がＮＯの場合、又は前記ステップＡ０６がＮＯの場合には、推定手段１１において、各電池の残存容量を第１の残存容量とする（ステップＡ０８）。
前記ステップＡ０７の処理後、又は前記ステップＡ０８の処理後は、蓄電装置１の最終的な残存容量（ＳＯＣ）を算出（推定）する（ステップＡ０９）。
その後、このプログラムをエンドとする（ステップＡ１０）。
【００１４】
図２の前記ステップＡ０３の第２残存容量算出手段９における各電池の第２の残存容量の算出について、図３のフローチャートに沿って説明する。
図３に示すように、各電池の第２の残存容量の算出のプログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、電流検出手段４から電流値を検出するとともに（ステップＢ０２）、電圧検出手段５から電圧値を検出し（ステップＢ０３）、さらに、この検出した電流値と電圧値とを電圧電流記憶手段７に記憶する（ステップＢ０４）。
そして、電圧電流記憶手段７に記憶した電流値と電圧値と組の数が所定数以上か否かを、推定手段１１において判断する（ステップＢ０５）。
このステップＢ０５がＮＯの場合には、前記ステップＢ０２に戻す。
一方、このステップＢ０５がＹＥＳの場合には、近似直線設定手段８において、近似直線を設定し（ステップＢ０６）、相関係数算出手段１０において、各電池の相関係数（電流値と電圧値との関係を示す指標）を算出し（ステップＢ０７）、そして、各電池の第２の残存容量を算出する（ステップＢ０８）。
その後、このプログラムをリターンする（ステップＢ０９）。
【００１５】
この結果、この実施例において、推定手段１１は、相関係数算出手段１０によって算出された各電池（３Ａ、３Ｂ…）の相関係数が所定条件を満たす場合に、複数個の電池（３Ａ、３Ｂ…）の全てで第１残存容量算出手段６によって算出された第１の残存容量と第２残存容量算出手段９によって算出された第２の残存容量との重み付け合成を行う。
これにより、複数個の電池で構成される蓄電装置１において、各電池の残存容量（ＳＯＣ）の推定精度のばらつきを抑えて、蓄電装置１の残存容量（ＳＯＣ）を精度良く推定することができる。従って、各電池（３Ａ、３Ｂ…）の過充電及び過放電を防止でき、また、電気車両（ＥＶ車）であれば、使用可能な残存容量（ＳＯＣ）の範囲が増えて航続可能距離が延び、また、ハイブリッド車両（ＨＥＶ車）であれば、適切な充放電可能電力を確保して、燃費向上に寄与することができる。
また、推定手段１１において、前記所定条件は、複数個の電池の全ての相関係数が第１所定値以上、かつ各電池の相関係数の最大値と最小値との差が第２所定値以下である場合に成立する。
これにより、各電池の相関係数のばらつきによる残存容量の推定精度の低下を、防ぐことができる。
さらに、推定手段１１は、複数個の各電池の温度に基づいて重み付け合成の割合を設定する。
これにより、各電池の温度による各電池の残存容量の推定精度低下を、防ぐことができる。一般的に、各電池の温度が低い場合では内部抵抗値が高くなり、充放電時においては各電池の電圧の振れ幅が大きくなり（近似直線を求めやすくなる）、相関係数が高くなる傾向がある。しかし、各電池の温度が低い場合には、分極という現象により本来の各電池の電圧とは異なる電圧を出力する傾向もあるため、一概に相関係数が高いからと言って推定される残存容量（ＳＯＣ）の精度も高いとは判断できない。そのため、各電池の温度が極端に低い場合には、例外的に、重み付け合成の割合を減らすことにより、精度の良い各電池の残存容量（ＳＯＣ）を推定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明に係る残存容量推定装置を、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車等の他の電動車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１  蓄電装置
２  残存容量推定装置
３Ａ、３Ｂ…  電池（二次電池：セル）
４  電流検出手段
５  電圧検出手段
６  第１残存容量算出手段
７  電圧電流記憶手段（メモリ）
８  近似直線設定手段
９  第２残存容量算出手段
１０  相関係数算出手段
１１  推定手段
１２  電池温度検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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