(57)【要約】【課題】簡易な方法で、かつ短時間で二次電池の満充電容量を推定すること。【解決手段】二次電池９１の劣化度合に応じた満電池容量を推定する電池容量推定装置であって、二次電池９１の温度を検出する温度検出部９３Ｃと、二次電池９１の内部抵抗を検出する電池状態検出部９３と、を備え、二次電池９１の温度に対する二次電池９１の内部抵抗のマップを有し、電池状態検出部９３が検出した内部抵抗と、温度検出部９３Ｃが検出した二次電池９１の温度に対応するマップに記憶された二次電池９１の内部抵抗と、を比較することにより二次電池９１の満電池容量を推定する。【選択図】図３
2015059816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の劣化度合に応じた満電池容量を推定する電池容量推定装置であって、
前記二次電池の温度を検出する温度検出部と、
前記二次電池の内部抵抗を検出する電池状態検出部と、を備え、
前記二次電池の温度に対する前記二次電池の内部抵抗のマップを有し、前記電池状態検出部が検出した内部抵抗と、前記温度検出部が検出した前記二次電池の温度に対応する前記マップに記憶された前記二次電池の内部抵抗と、を比較することにより前記二次電池の満電池容量を推定する
ことを特徴とする電池容量推定装置。
【請求項２】
前記電池状態検出部は、前記二次電池の内部抵抗を複数回検出し、
前記電池状態検出部が複数回検出した内部抵抗の平均値と前記温度検出部が検出した前記二次電池の温度に対応する前記マップに記憶された前記二次電池の内部抵抗とを比較することにより前記二次電池の満電池容量を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電池容量推定装置。
【請求項３】
二次電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置であって、
請求項１又は請求項２に記載の電池容量推定装置と、
前記二次電池の電流を検出する電流検出部と、
累積期間内に前記電流検出部により検出される電流の積算量を前記電池容量推定装置が推定した前記二次電池の満電池容量で除算して積算ＳＯＣを求め、当該積算ＳＯＣを前記累積期間開始前の前記二次電池のＳＯＣ初期値に加算して電流積算ＳＯＣを推定するＳＯＣ演算部と、を備える
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項４】
前記二次電池の総充放電時間が所定時間に達したか否かを判定する総充放電時間判定部をさらに備え、
前記電池容量推定部は、前記総充放電時間判定部が前記二次電池の総充放電時間が前記所定時間に達したと判定した場合に、前記二次電池の満電池容量を推定する
ことを特徴とする請求項３に記載のＳＯＣ推定装置。
【請求項５】
前記二次電池を駆動源とする駆動体の駆動が停止した状態であるとともに、前記二次電池が充電された状態であるスタンバイ充電状態か否かを判定するスタンバイ充電判定部をさらに備え、
前記電池容量推定部は、前記スタンバイ充電判定部がスタンバイ充電状態であると判定した場合に、前記二次電池の満電池容量を推定する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のＳＯＣ推定装置。
【請求項６】
二次電池の温度を検出し、
前記二次電池の内部抵抗を検出し、
前記二次電池の温度に対する前記二次電池の内部抵抗のマップを参照して、検出した前記二次電池の温度に対応する前記二次電池の内部抵抗を取得し、
検出した内部抵抗と前記マップから取得した内部抵抗とを比較することにより前記二次電池の満電池容量を推定する
ことを特徴とする電池容量推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の満電池容量を推定する電池容量推定装置及び電池容量推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電池容量推定装置として、充放電開始前及び充放電終了後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）と、充放電電流の積分値と、からバッテリの満充電容量を推定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の電池容量推定装置では、満充電容量を正確に推定するためにはバッテリの充放電を行い、充放電電流の積算を行う必要があるため、制御が複雑になると共に満充電容量の推定に時間を要していた。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で、かつ短時間で二次電池の満充電容量を推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、二次電池の劣化度合に応じた満電池容量を推定する電池容量推定装置であって、前記二次電池の温度を検出する温度検出部と、前記二次電池の内部抵抗を検出する電池状態検出部と、を備え、前記二次電池の温度に対する前記二次電池の内部抵抗のマップを有し、前記電池状態検出部が検出した内部抵抗と、前記温度検出部が検出した前記二次電池の温度に対応する前記マップに記憶された前記二次電池の内部抵抗と、を比較することにより前記二次電池の満電池容量を推定することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、電池容量推定方法であって、二次電池の温度を検出し、前記二次電池の内部抵抗を検出し、前記二次電池の温度に対する前記二次電池の内部抵抗のマップを参照して、検出した前記二次電池の温度に対応する前記二次電池の内部抵抗を取得し、検出した内部抵抗と前記マップから取得した内部抵抗とを比較することにより前記二次電池の満電池容量を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出した内部抵抗と、検出した温度に対応するマップに記憶された内部抵抗と、を比較することにより二次電池の満電池容量が推定されるため、簡易にかつ短時間で二次電池の満充電容量を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムにおける流体圧制御システムの概略構成図である。
【図２】流体圧制御システムに接続されるアシスト回生システムの概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るＳＯＣ推定装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るＳＯＣ推定装置のＳＯＣ演算部にて実行される演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】開放電圧ＳＯＣの演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】電流積算ＳＯＣの演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態に係るＳＯＣ推定装置の電池容量推定部にて実行される演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】開放電圧ＳＯＣマップを示す図である。
【図９】満電池容量の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】満電池容量の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るＳＯＣ推定装置の電池容量推定部にて実行される演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】満電池容量の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム１００について説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム１００のうち流体圧制御システム１０１について説明する。流体圧制御システム１０１は、油圧ショベル等の油圧建設機械の動作を制御する装置である。例えば、流体圧制御システム１０１は、油圧ショベルの掘削アタッチメントを駆動する各アクチュエータの作動を制御する装置である。以下では、流体圧制御システム１０１が油圧ショベルのブーム１（負荷）を駆動するブームシリンダ１０の伸縮作動を制御する場合について説明する。
【００１３】
流体圧制御システム１０１は、アクチュエータとしてのブームシリンダ１０と、ブームシリンダ１０へ作動油（作動流体）を供給する流体圧ポンプとしてのメインポンプ２１と、を備える。流体圧制御システム１０１はさらに、パイロットポンプ２２と、メイン制御弁３０と、メイン通路２３と、第１通路４１と、第２通路４２と、コントローラ５０と、を備える。
【００１４】
ブームシリンダ１０の内部は、ブームシリンダ１０内を摺動自在に移動するピストンロッド１３によって、ロッド側圧力室１１とボトム側圧力室１２とに区画されている。ブームシリンダ１０の外側に位置するピストンロッド１３の先端には、ブーム１が連結されている。
【００１５】
メインポンプ２１及びパイロットポンプ２２は、作動油を吐出する油圧供給源であって、斜板の傾斜角が調整可能な可変容量型ポンプである。メインポンプ２１及びパイロットポンプ２２は、ハイブリッド建設機械に搭載された原動機としてのエンジン８によって駆動される。エンジン８には、エンジン８の回転数を検出する回転数検出器としての回転数センサ９が設けられる。
【００１６】
メインポンプ２１の斜板の傾斜角は、傾斜角制御器２０によって制御される。傾斜角制御器２０は、コントローラ５０により制御される。メインポンプ２１の斜板の傾斜角を制御することでメインポンプ２１の容量が変化し、メインポンプ２１が吐出可能な作動油の流量の最大値が変化する。
【００１７】
メインポンプ２１から吐出された作動油は、メイン通路２３を通じてメイン制御弁３０に供給される。このようにメインポンプ２１とメイン制御弁３０とは、メイン通路２３によって接続されている。メイン通路２３には、メインポンプ２１から吐出された作動油の他に、アシスト回生システム１０２（図２参照）のアシストポンプ６１から吐出された作動油がアシスト通路６２を通じて導かれる。また、メイン通路２３には第１回生通路７５が接続され、メインポンプ２１から吐出された作動油は、第１回生通路７５を通じてアシスト回生システム１０２の回生モータ７１に供給される。
【００１８】
メイン制御弁３０とブームシリンダ１０のロッド側圧力室１１とは第１通路４１によって接続され、メイン制御弁３０とブームシリンダ１０のボトム側圧力室１２とは第２通路４２によって接続される。第２通路４２には、ボトム側圧力室１２から排出された作動油の一部が流れ込む第２回生通路７２が接続される。第２回生通路７２に流入した作動油は、アシスト回生システム１０２（図２参照）の回生モータ７１に供給される。
【００１９】
メイン制御弁３０は、ブームシリンダ１０に対する作動油の給排を切り換えるものである。メイン制御弁３０は、油圧ショベルの乗務員が操作レバーを手動操作することに伴ってパイロットポンプ２２からパイロット弁２４を通じてパイロット室３１，３２に供給される作動油のパイロット圧によって操作される。
【００２０】
パイロット室３１にパイロット圧が供給された場合には、メイン制御弁３０は位置ａに切り換わる。これにより、メインポンプ２１から吐出される作動油が第１通路４１を通じてロッド側圧力室１１に供給され、ボトム側圧力室１２の作動油が第２通路４２を通じてタンクＴへと排出される。その結果、ブームシリンダ１０内のピストンロッド１３が図１中下側に移動し、ブームシリンダ１０が収縮して、ブーム１が下降する。
【００２１】
パイロット室３２にパイロット圧が供給された場合には、メイン制御弁３０は位置ｂに切り換わる。これにより、メインポンプ２１から吐出される作動油が第２通路４２を通じてボトム側圧力室１２に供給され、ロッド側圧力室１１の作動油が第１通路４１を通じてタンクＴへと排出される。その結果、ブームシリンダ１０内のピストンロッド１３が図１中上側に移動し、ブームシリンダ１０が伸長して、ブーム１が上昇する。
【００２２】
一方、パイロット室３１，３２にパイロット圧が供給されない場合には、メイン制御弁３０は位置ｃに切り換わる。これにより、ブームシリンダ１０に対する作動油の給排が遮断される。その結果、ブームシリンダ１０の伸縮が停止し、ブーム１は所定位置に保持される。
【００２３】
このように、メイン制御弁３０は、ブームシリンダ１０を収縮させる収縮位置ａ、ブームシリンダ１０を伸長させる伸長位置ｂ、及びブームシリンダ１０の負荷を保持する遮断位置ｃの３つの切り換え位置を有している。
【００２４】
流体圧制御システム１０１は、図２に示すアシスト回生システム１０２をさらに備える。次に、図２を参照して、アシスト回生システム１０２について説明する。
【００２５】
アシスト回生システム１０２は、メインポンプ２１から吐出される作動油又はブームシリンダ１０収縮作動時にボトム側圧力室１２から排出される作動油の油圧エネルギを電気エネルギとして回収する回生制御と、ブームシリンダ１０伸長作動時に補助力を付与するアシスト制御と、を実行する。
【００２６】
アシスト回生システム１０２は、回生モータ７１と、モータジェネレータ８１と、バッテリ９１と、インバータ９２と、アシストポンプ６１と、第１回生通路７５と、第２回生通路７２と、アシスト通路６２と、を備える。
【００２７】
モータジェネレータ８１は、バッテリ９１の電力を駆動源として回転してアシストポンプ６１を駆動する電動機としての機能と、回生モータ７１の回転によって発電する発電機としての機能と、を有する回転電機である。
【００２８】
モータジェネレータ８１、回生モータ７１、及びアシストポンプ６１は、同軸回転する。モータジェネレータ８１の回転軸が回転すると、回生モータ７１及びアシストポンプ６１の回転軸が連係して回転する。同様に、回生モータ７１の回転軸が回転すると、モータジェネレータ８１及びアシストポンプ６１の回転軸が連係して回転する。
【００２９】
回生モータ７１は、斜板の傾斜角を制御することで、出力トルクの制御が可能な可変容量型モータである。回生モータ７１は、メインポンプ２１から吐出され第１回生通路７５を通じて供給される作動油、又は、ブームシリンダ１０のボトム側圧力室１２から排出され第２回生通路７２を通じて供給される作動油によって駆動される。回生モータ７１の斜板の傾斜角は、傾斜角制御器７３によって制御される。傾斜角制御器７３は、コントローラ５０により制御される。回生モータ７１の斜板の傾斜角を制御することで回生モータ７１の容量が変化し、回生モータ７１が発生可能なトルクの最大値が変化する。
【００３０】
第１回生通路７５には、回生モータ７１に対する作動油の供給と停止を切り換える第１切換弁７６が設けられる。第１切換弁７６は、回生モータ７１に作動油を供給する連通位置ｆと、回生モータ７１への作動油の供給を停止する遮断位置ｇと、を有する電磁弁であり、コントローラ５０によって位置が切り換えられる。
【００３１】
第２回生通路７２には、回生モータ７１に対する作動油の供給と停止を切り換える第２切換弁７４が設けられる。第２切換弁７４は、回生モータ７１に作動油を供給する連通位置ｄと、回生モータ７１への作動油の供給を停止する遮断位置ｅと、を有する電磁弁であり、コントローラ５０によって位置が切り換えられる。
【００３２】
アシストポンプ６１は、斜板の傾斜角が調整可能な可変容量型ポンプである。アシストポンプ６１は、モータジェネレータ８１によって駆動され、アシスト通路６２を通じてメイン通路２３に作動油を供給する。アシストポンプ６１の斜板の傾斜角は、傾斜角制御器６３によって制御される。傾斜角制御器６３は、コントローラ５０により制御される。アシストポンプ６１の斜板の傾斜角を制御することでアシストポンプ６１の容量が変化し、アシストポンプ６１が吐出可能な作動油の流量の最大値が変化する。
【００３３】
アシスト通路６２には、メイン通路２３への作動油の供給と停止を切り換える第３切換弁６４が設けられる。第３切換弁６４は、メイン通路２３に作動油を供給する連通位置ｈと、メイン通路２３への作動油の供給を停止する遮断位置ｉと、を有する電磁弁であり、コントローラ５０によって位置が切り換えられる。
【００３４】
モータジェネレータ８１は、インバータ９２を介してバッテリ９１に接続されている。
インバータ９２は、コントローラ５０によって制御され、直流を交流に又は交流を直流に変換する。モータジェネレータ８１を電動機として機能させる場合には、バッテリ９１から出力される直流電力が任意の周波数の三相交流電力に変換され、モータジェネレータ８１に供給される。一方、モータジェネレータ８１を発電機として機能させる場合には、モータジェネレータ８１から出力される三相交流電力が直流電力に変換され、バッテリ９１に供給される。バッテリ９１については、後に詳しく説明する。
【００３５】
図１及び図２を参照して、ハイブリッド建設機械の流体圧制御システム１０１の作用について説明する。
【００３６】
まず、ブーム１の下降時に、必要に応じて実施されるアシスト回生システム１０２による回生制御について説明する。
【００３７】
油圧ショベルの乗務員によってブームシリンダ１０を収縮させるレバー操作が行われると、メイン制御弁３０は収縮位置ａに切り換わる。これにより、ブームシリンダ１０のロッド側圧力室１１に作動油が供給されるとともに、ボトム側圧力室１２から作動油が排出される。
【００３８】
この時、バッテリ９１を充電する必要がある場合、第２切換弁７４が連通位置ｄに切り換えられ、ボトム側圧力室１２から排出された作動油の一部が、第２回生通路７２を通じて回生モータ７１に供給される。同時に、アシストポンプ６１の容量が最小となるように、アシストポンプ６１の斜板の傾斜角が制御される。
【００３９】
これにより、回生モータ７１に同期してモータジェネレータ８１が回転するため、モータジェネレータ８１にて発電が行われ、バッテリ９１が充電される。つまり、ブームシリンダ１０から排出される作動油の油圧エネルギが電気エネルギに変換される。
【００４０】
一方、バッテリ９１を充電する必要がない場合には、第２切換弁７４が遮断位置ｅに切り換えられ、ブームシリンダ１０のボトム側圧力室１２から排出された作動油は全て第２通路４２を通じてタンクＴへと排出される。
【００４１】
次に、メインポンプ２１から供給される作動油によって実施されるアシスト回生システム１０２による回生制御について説明する。
【００４２】
油圧ショベルの乗務員によるレバー操作がない状態では、メイン制御弁３０は遮断位置ｃとなり、油圧ショベルに搭載されるブームシリンダ１０を含む各アクチュエータは停止した状態となる。この状態でも、メインポンプ２１は、エンジン８の回転によって駆動を維持し、スタンバイ状態となる。
【００４３】
油圧ショベルの乗務員によるレバー操作がない状態、つまり油圧ショベルに搭載されるブームシリンダ１０を含む各アクチュエータが停止した状態が所定時間継続した場合には、第２切換弁７４が遮断位置ｅに切り換えられると共に、第１切換弁７６が連通位置ｆに切り換えられ、スタンバイ状態のメインポンプ２１から吐出された作動油は、第１回生通路７５を通じて回生モータ７１に供給される。同時に、アシストポンプ６１の容量が最小となるように、アシストポンプ６１の斜板の傾斜角が制御される。
【００４４】
これにより、回生モータ７１に同期してモータジェネレータ８１が回転するため、モータジェネレータ８１にて発電が行われ、バッテリ９１が充電される。このように、スタンバイ状態のメインポンプ２１から吐出される作動油は、タンクに戻されるのではなく、回生モータ７１に導かれて有効利用される。つまり、メインポンプ２１から吐出される作動油の油圧エネルギが電気エネルギに変換される。
【００４５】
以上のように、油圧ショベルの乗務員によるレバー操作がない状態が所定時間継続した場合には、メインポンプ２１から吐出される作動油にて回生モータ７１が回転することによってモータジェネレータ８１が発電機として機能してバッテリ９１が充電されるスタンバイ充電が行なわれる。スタンバイ充電の際には、メインポンプ２１の容量がスタンバイ充電に最適となるように制御されると共に、エンジン８の回転数もスタンバイ充電に最適となるように制御されるため、メインポンプ２１から吐出される作動油の流量は変動の少ない安定したものとなる。このように、スタンバイ充電では、メインポンプ２１から安定して吐出される作動油によって回生が行なわれるため、ブーム１の下降時に行われる回生と比較して、充電電流の変動が小さく、安定した連続充電が行なわれる。
【００４６】
次に、ブーム１の上昇時に、必要に応じて実施されるアシスト回生システム１０２によるアシスト制御について説明する。
【００４７】
油圧ショベルの乗務員によってブームシリンダ１０を伸長させるレバー操作が行われると、メイン制御弁３０は伸長位置ｂに切り換わる。これにより、ブームシリンダ１０のボトム側圧力室１２に作動油が供給されるとともに、ロッド側圧力室１１の作動油が第１通路４１を介してタンクＴへと排出される。
【００４８】
メインポンプ２１等を駆動するエンジンは運転効率の良い所定の回転速度及び負荷で運転しているため、ブームシリンダ１０を素早く伸長させたい場合に、メインポンプ２１による吐出流量のみでは、ボトム側圧力室１２に供給する作動油の流量が不足することがある。そのような場合に、アシスト回生システム１０２によるアシスト制御が実行される。
【００４９】
アシスト制御時には、第３切換弁６４を連通位置ｈに切り換えると共に、バッテリ９１によってモータジェネレータ８１を電動機として駆動して、アシストポンプ６１を駆動する。同時に、回生モータ７１のトルクが最小となるように、回生モータ７１の斜板の傾斜角が制御される。これにより、アシストポンプ６１から吐出された作動油はアシスト通路６２を通じてメイン通路２３に合流するため、ブームシリンダ１０伸長作動時にアシストポンプ６１による補助力を付与することができる。したがって、ブームシリンダ１０を素早く伸長させることが可能となる。このように、モータジェネレータ８１が電動機として機能する場合には、バッテリ９１がブームシリンダ１０（駆動体）の駆動源として機能する。
【００５０】
ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、バッテリ９１の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を推定するＳＯＣ推定装置１０３を備える。以下では、図３を参照して、ＳＯＣ推定装置１０３について説明する。
【００５１】
バッテリ９１は、例えば、定格電池容量が５０Ａｈ（アンペアアワー）の二次電池である。バッテリ９１は充電と放電が可能な多数のセルを有し、各セルは直列に接続されている。バッテリ９１としては、例えばリチウムイオン電池が用いられる。
【００５２】
ＳＯＣ推定装置１０３は、バッテリ９１の状態を検出する電池状態検出部９３と、バッテリ９１のＳＯＣを算出するＳＯＣ演算部９４と、バッテリ９１の満電池容量を推定する電池容量推定部９５と、を備える。なお、ＳＯＣ推定装置１０３は、コントローラ５０内に設けるようにしてもよい。
【００５３】
電池状態検出部９３は、バッテリ９１の電圧を検出する電圧検出部９３Ａと、バッテリ９１の電流を検出する電流検出部９３Ｂと、バッテリ９１の温度を検出する温度検出部９３Ｃと、を備える。電圧検出部９３Ａ、電流検出部９３Ｂ、及び温度検出部９３Ｃは、それぞれ数ｍｓの測定周期で、バッテリ９１の電圧、電流、及び温度を検出する。例えば、電圧検出部９３Ａは、バッテリ内部に設けられたセルの電極間の電圧（セル電圧）を検出する。電流検出部９３Ｂは、バッテリ９１の各セルに流れる電流の大きさを検出する。温度検出部９３Ｃは、バッテリ９１のセルのケースの表面温度を検出する。
【００５４】
電圧検出部９３Ａ、電流検出部９３Ｂ、及び温度検出部９３Ｃの検出結果は、ＳＯＣ演算部９４へと出力される。バッテリ９１の電流において、充電時の充電電流は正の値で示し、放電時の放電電流は負の値で示す。
【００５５】
ＳＯＣ演算部９４は、第２ＳＯＣ演算部としての開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａと、第１ＳＯＣ演算部としての電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂと、の２つの演算部を備える。
【００５６】
開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａは、電圧検出部９３Ａにより検出されるバッテリ９１の開放電圧に基づいて開放電圧ＳＯＣを算出するものである。開放電圧とは、バッテリ９１の充電及び放電が停止しているときのセル電圧のことである。
【００５７】
開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａには、バッテリ温度毎に、開放電圧と開放電圧ＳＯＣとを互いに対応付けた開放電圧ＳＯＣマップ（図８参照）が記憶されている。開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａは、温度検出部９３Ｃからバッテリ温度を取得すると共に、電圧検出部９３Ａからバッテリ９１の開放電圧を取得し、開放電圧ＳＯＣマップを参照して、温度と開放電圧とに対応付けられた開放電圧ＳＯＣを算出する。
【００５８】
このように、開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａでバッテリ温度毎の開放電圧ＳＯＣマップを用いることによって、開放電圧ＳＯＣの算出精度を高めることができる。開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａは、算出された開放電圧ＳＯＣを電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂと電池容量推定部９５に出力する。
【００５９】
電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂは、バッテリ９１のＳＯＣの初期値（ＳＯＣ初期値）と、電流検出部９３Ｂにより検出されるバッテリ電流の積算値と、バッテリ９１の満電池容量と、に基づいて電流積算ＳＯＣを算出する。例えば、開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａから出力される開放電圧ＳＯＣをＳＯＣ初期値として設定する。ＳＯＣ初期値は、電流検出部９３Ｂにより電流の積算を開始する前に求められる。バッテリ９１を満充電させてＳＯＣ初期値を１００％としてもよいし、ＳＯＣ初期値はどのように求めてもよい。具体的には、次式（１）により電流積算ＳＯＣを算出する。
【００６０】
【数１】
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【００６１】
本実施形態では、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂは、バッテリ９１が放電又は充電をしている充放電時間（累積期間）（ｈｒ）において、測定周期毎の電流値（Ａ）を積算して電流の積算量を算出する。そして電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂは、電流の積算量をバッテリ９１の満電池容量で除算して積算ＳＯＣを求め、その積算ＳＯＣをＳＯＣ初期値に加算して電流積算ＳＯＣを算出する。なお、電流積算ＳＯＣを算出するときに用いる（１）式中の満電池容量の値は、後述するようにバッテリ９１の劣化に応じて補正される。
【００６２】
ＳＯＣ演算部９４にて算出された開放電圧ＳＯＣと電流積算ＳＯＣは、コントローラ５０に出力される。コントローラ５０は、開放電圧ＳＯＣ又は電流積算ＳＯＣと充放電制限閾値との比較に基づいて、バッテリ９１の充放電に制限をかける。例えば、電流積算ＳＯＣが充放電制限閾値より高い場合には、バッテリ９１の過充電を防止するために、インバータ９２を制御するなどして、バッテリ９１を充電しないようにする。電流積算ＳＯＣが充放電制限閾値より低い場合には、バッテリ９１が放電しないようにする。
【００６３】
一般的に、バッテリ９１の放電電流の大きさが一定である場合には、充放電の繰り返しに伴いバッテリ９１の劣化が大きくなるほど、バッテリ９１の放電時間は短くなり、満充電時の満充電容量が低下する。そこで、電池容量推定部９５は、二次電池の劣化度合に応じてバッテリ９１の満電池容量を推定する。電池容量推定部９５は、バッテリ９１の総充放電時間が所定時間に達したか否かを判定する総充放電時間判定部９５Ａと、バッテリ９１がスタンバイ充電状態か否かを判定するスタンバイ充電判定部９５Ｂと、を備える。
【００６４】
次に、図４〜７を参照して、バッテリ９１のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定方法について説明する。
【００６５】
まず、図４〜６を参照して、ＳＯＣの算出方法について説明する。図４はＳＯＣ推定装置１０３のＳＯＣ演算部９４にて実行される演算処理の手順を示すフローチャートであり、図５は開放電圧ＳＯＣの演算処理の手順を示すフローチャートであり、図６は電流積算ＳＯＣの演算処理の手順を示すフローチャートである。
【００６６】
図４に示すように、ステップ１１では、油圧ショベルのイグニッションキーがＯＮに設定され、ＳＯＣ推定装置１０３が起動する。
【００６７】
ステップ１２では、開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａにて、ＳＯＣ初期値として開放電圧ＳＯＣを演算する。このように、油圧ショベルの起動時には、バッテリ９１の充放電が行われる前に、開放電圧ＳＯＣが演算される。以上のステップ１１及び１２は、油圧ショベルの起動時にのみ行われる。
【００６８】
以下に、図５を参照して、開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａにて実行される開放電圧ＳＯＣの演算処理（ステップ１２及びステップ１６の演算処理）について説明する。
【００６９】
ステップ５１では、温度検出部９３Ｃからバッテリ温度を取得し、複数のセルの平均温度Ｔａを算出する。
【００７０】
ステップ５２では、電圧検出部９３Ａからバッテリ９１のセル電圧を開放電圧Ｖｂとして取得する。
【００７１】
ステップ５３では、開放電圧ＳＯＣマップ（図８参照）を参照して、バッテリ９１の平均温度Ｔａと開放電圧Ｖｂとに対応付けられた開放電圧ＳＯＣを算出する。例えば、セルの平均温度Ｔａが３０℃であり、開放電圧Ｖｂが３．９５Ｖであった場合には、図８の開放電圧ＳＯＣマップから、開放電圧ＳＯＣは８０％と算出される。以上にて開放電圧ＳＯＣ演算処理が終了し、図４に示した処理に戻る。セル平均温度Ｔａが３０℃以外にも、例えば、０℃，１０℃，２０℃の場合などの開放電圧Ｖｂに対する開放電圧ＳＯＣのマップを複数備える。算出したセル平均温度Ｔａと近い温度のマップを用いて開放電圧ＳＯＣを算出する。
【００７２】
ステップ１３では、バッテリ９１の充放電が行われているか否かを判定する。具体的には、電流検出部９３Ｂから取得したバッテリの電流Ｉｂが、バッテリ９１の充電又は放電の停止を判定するための放電閾値及び充電閾値を超えているか否かを判定する。例えば、充電閾値は５Ａに設定され、放電閾値は−５Ａに設定される。
【００７３】
ステップ１３にて、バッテリ９１の電流Ｉｂが放電閾値から充電閾値までの範囲を超えている、つまりバッテリ９１の充放電が行われていると判定された場合には、ステップ１４へ進み、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂにて電流積算ＳＯＣを演算する。
【００７４】
以下に、図６を参照して、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂにて実行される電流積算ＳＯＣの演算処理（ステップ１４の演算処理）について説明する。
【００７５】
ステップ６１では、電流検出部９３Ｂから測定周期毎にバッテリ９１の電流Ｉｂを取得する。
【００７６】
ステップ６２では、上式（１）により、バッテリ９１の電流Ｉｂの積算値に基づく積算ＳＯＣを算出する。具体的には、累積期間内において、測定周期に電流Ｉｂを乗算した各電流量を加算して、電流の積算値（バッテリー電流×充放電期間）を算出する。そして、電流の積算値をバッテリ９１の満電池容量で除算して積算ＳＯＣを算出する。バッテリ９１の満電池容量は、初期値はバッテリ９１の定格電池容量を用いる。
【００７７】
累積期間とは、電流Ｉｂが放電閾値から充電閾値までの演算停止範囲を超えてから、演算停止範囲内の電流Ｉｂが所定時間継続するまでの期間である。すなわち、累積期間は、バッテリ９１の充電又は放電が開始してからバッテリ９１の充電又は放電が終了するまでの期間のことである。
【００７８】
ステップ６３では、ステップ１２で算出されたＳＯＣ初期値としての開放電圧ＳＯＣにステップ６２で算出された積算ＳＯＣを加算して電流積算ＳＯＣを算出する。例えば、バッテリ９１の満電池容量が定格電池容量の５０Ａｈ、ステップ１２で算出された開放電圧ＳＯＣが７０％であり、１０Ａの放電電流で１時間放電した場合には、次式（２）のとおり、電流積算ＳＯＣは５０％と算出される。以上にて電流積算ＳＯＣ演算処理が終了し、図４に示した処理に戻る。
【００７９】
【数２】
2015059816.tif 000004
【００８０】
ステップ１４による電流積算ＳＯＣの算出は、ステップ１３にてバッテリ９１の電流Ｉｂが放電閾値から充電閾値までの範囲を超えていない、つまりバッテリ９１の充放電が行われていないと判定されてステップ１５に進み、その状態が３分間継続したと判定されるまで行われる。継続時間は、バッテリ９１の充放電の停止時にバッテリ９１の内部抵抗の変化による電流の低下や上昇特性などに応じて決定される。
【００８１】
ステップ１５にて、バッテリ９１の充放電が行われていない状態が３分間継続したと判定された場合には、ステップ１６へと進み、開放電圧ＳＯＣが新たに算出される。つまり、バッテリ９１の充放電が行なわれていない状態が３分間継続しない限り、バッテリ９１のＳＯＣは電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂにより算出され続けることになる。ステップ１６での開放電圧ＳＯＣの算出方法は、図５を参照して説明した上述の方法と同じである。ステップ１６の後は、ステップ１３へと戻って処理が繰り返される。
【００８２】
ステップ１６にて開放電圧ＳＯＣが算出された後、ステップ１４にて上式（１）を用いて電流積算ＳＯＣを算出する際には、ステップ１２で算出された開放電圧ＳＯＣではなく、ステップ１６にて算出された開放電圧ＳＯＣがＳＯＣ初期値として用いられる。換言すれば、ステップ１４にて電流積算ＳＯＣを算出する際に、ステップ１２で算出された開放電圧ＳＯＣを用いるのは、油圧ショベル起動後に初めて電流積算ＳＯＣを算出するときだけである。
【００８３】
以上のように、ＳＯＣ演算部９４は、バッテリ９１の充放電状態に応じて、電流積算ＳＯＣ又は開放電圧ＳＯＣを算出する。算出された電流積算ＳＯＣ及び開放電圧ＳＯＣは、コントローラ５０（図３参照）に出力される。コントローラ５０は、開放電圧ＳＯＣ又は電流積算ＳＯＣと充放電制限閾値とを比較し、開放電圧ＳＯＣ又は電流積算ＳＯＣが充放電制限値を超えた場合には、バッテリ９１の充放電を強制的に禁止してバッテリ９１の過充電及び過放電を防止する。
【００８４】
次に、図７を参照して、バッテリ９１の満電池容量を推定する方法について説明する。図７はＳＯＣ推定装置１０３の電池容量推定部９５にて実行される演算処理の手順を示すフローチャートである。
【００８５】
以下の処理は油圧ショベルのイグニッションキーがＯＮに設定され、ＳＯＣ推定装置１０３が起動した後に行われる。
【００８６】
ステップ７１では、バッテリ９１の総充放電時間が所定時間に達したか否かを判定する。具体的には、ＳＯＣ推定装置１０３の制御基板の記憶部にバッテリ９１の充放電時間を記憶しておき、その記憶された充放電時間の総計が予め定められた所定時間に達したか否かを判定する。
【００８７】
ステップ７１の条件が成立した場合、つまりステップ７１にてバッテリ９１の総充放電時間が所定時間に達したと判定された場合には、バッテリ９１の満電池容量を推定する電池容量推定状態へと移行する。所定時間は、充放電の繰り返しに伴うバッテリ９１の劣化度合に応じて決められ、例えば数ヶ月に相当する時間が設定される。所定時間としては、充放電時間の総計を算出するのではなく、単なる時間経過に基づいて所定時間を判定するようにしてもよい。
【００８８】
ステップ７２では、バッテリ９１がスタンバイ充電状態か否かを判定する。スタンバイ充電状態とは、上述したように、油圧ショベルの各アクチュエータが停止した状態で、メインポンプ２１から吐出される作動油にて回生モータ７１が回転することによってモータジェネレータ８１が発電機として機能してバッテリ９１が充電されている状態のことである。バッテリ９１がスタンバイ充電状態か否かは、第２切換弁７４と第１切換弁７６（図２参照）のポジションにて判定される。具体的には、コントローラ５０からの指令信号によって第２切換弁７４が遮断位置ｅに切り換えられると共に、第１切換弁７６が連通位置ｆに切り換えられた場合には、バッテリ９１がスタンバイ充電状態であると判定される。つまり、バッテリ９１がスタンバイ充電状態か否かは、コントローラ５０から第２切換弁７４と第１切換弁７６に出力される信号に基づいて判定される。
【００８９】
ステップ７２にて、バッテリ９１がスタンバイ充電状態でないと判定された場合には、演算処理を終了してステップ７１へ戻る。一方、ステップ７２にて、バッテリ９１がスタンバイ充電状態であると判定された場合には、ステップ７３へ進み、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂから取得した電流積算ＳＯＣと開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａから取得した開放電圧ＳＯＣとに基づいて満電池容量を推定する。スタンバイ充電状態では、メインポンプ２１から安定して吐出される作動油によって回生が行なわれるため、充電電流の変動が小さく、安定した連続充電が行なわれる。したがって、満電池容量の推定をスタンバイ充電状態で行うことによって、バッテリ９１に流れる電流を積算するときの測定誤差を抑えることができるため、満電池容量の推定の精度を高めることができる。
【００９０】
図９を参照して、ステップ７３での満電池容量の推定方法について説明する。図９は満電池容量の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、ステップ９１では、スタンバイ充電状態において、ＳＯＣ演算部９４からＳＯＣ初期値として現状のＳＯＣを取得する。例えば、ＳＯＣ初期値が５０％であるとする。ＳＯＣ初期値は、開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａと電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂのどちらの演算部で算出したＳＯＣを用いてもよい。
【００９２】
ステップ９２では、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂからスタンバイ充電が終了した時点での電流積算ＳＯＣを取得する。ここで、電流積算ＳＯＣを算出する際には、上式（１）中のＳＯＣ初期値はステップ９１にて取得した値を用いる。例えば、バッテリ９１の満電池容量が定格電池容量の５０Ａｈであり、１０Ａの充電電流で１時間充電した場合には、次式（３）のとおり、電流積算ＳＯＣは７０％と算出される。
【００９３】
【数３】
2015059816.tif 000005
【００９４】
ステップ９３では、ステップ９１で取得したＳＯＣ初期値とステップ９２で取得した電流積算ＳＯＣとの差分をとり、スタンバイ充電によるバッテリ９１の充電量ＣＩを算出する。このように、ステップ９３では、電流積算ＳＯＣを用いてスタンバイ充電中の所定期間内のバッテリ９１の充電量ＣＩを算出する。ここでは、充電量ＣＩは２０％と算出される。
【００９５】
ステップ９４では、開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａからスタンバイ充電が終了した時点での開放電圧ＳＯＣを取得する。例えば、セルの平均温度Ｔａが３０℃、開放電圧Ｖｂが３．９Ｖであり、開放電圧ＳＯＣマップから、開放電圧ＳＯＣが７５％と算出されたとする。
【００９６】
ステップ９５では、ステップ９１で取得したＳＯＣ初期値とステップ９２で取得した開放電圧ＳＯＣとの差分をとり、スタンバイ充電によるバッテリ９１の充電量ＣＶを算出する。このように、ステップ９４では、開放電圧ＳＯＣを用いてスタンバイ充電中の所定期間内のバッテリ９１の充電量ＣＶを算出する。ここでは、充電量ＣＶは２５％と算出される。
【００９７】
ステップ９６では、電流積算ＳＯＣから算出されるバッテリ９１の充電量ＣＩと開放電圧ＳＯＣから算出されるバッテリ９１の充電量ＣＶとの比を算出する。ここでは、比は０．８と算出される。
【００９８】
ここで、電流積算ＳＯＣの算出式（１）では、後述する記憶部に記憶されているバッテリ９１の満電池容量が用いられる。そのため、バッテリ９１が劣化して満電池容量が低下すると、電流積算ＳＯＣを算出するときの実際の満電池容量は、算出式（１）で用いる満電池容量より小さくなる。したがって、ステップ９２で算出された電流積算ＳＯＣは、記憶部にバッテリ９１の満電池容量を記憶した以降のバッテリ９１の劣化が反映されていない値となる。
【００９９】
これに対し、開放電圧ＳＯＣの算出手法では、バッテリ９１が劣化して満充電容量が低下すると、同じ放電レートで一定時間放電しても、セル電圧はバッテリ９１の劣化度合いに応じて低下する。したがって、開放電圧ＳＯＣは、バッテリ９１の劣化度合が反映された値となる。
【０１００】
このため、電流積算ＳＯＣから算出されるバッテリ９１の充電量と開放電圧ＳＯＣから算出されるバッテリ９１の充電量との比は、バッテリ９１の劣化度合を表すことになる。
【０１０１】
ステップ９７では、現在のバッテリ９１の満電池容量にステップ９６にて算出された比を乗算して、現在のバッテリ９１の満電池容量を推定する。ここでは、現在のバッテリ９１の満電池容量は４０Ａｈと推定される。このようにして、電流積算ＳＯＣから算出される所定期間内のバッテリ９１の充電量と開放電圧ＳＯＣから算出される所定期間内のバッテリ９１の充電量との比に基づいて、バッテリ９１の劣化度合に応じた満充電容量が推定される。つまり、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂが推定する所定期間内の電流積算ＳＯＣと所定期間経過後に開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａが推定する開放電圧ＳＯＣとを比較することによって、バッテリ９１の満充電容量が推定される。
【０１０２】
ここで、スタンバイ充電が終了してから所定時間が経過するまでは、セル電圧が安定しないため、正確な開放電圧が検出できないおそれがある。そのため、ステップ９４による開放電圧ＳＯＣの取得は、スタンバイ充電が終了してから所定時間経過後、例えば数分後に行うことが望ましい。これにより、バッテリ９１の満充電容量の推定精度を向上させることができる。ただ、スタンバイ充電が終了してから所定時間が経過するまでにバッテリ９１の充放電が行われた場合には、スタンバイ充電中の充電量を正確に把握することが困難となる。したがって、スタンバイ充電が終了してから所定時間が経過して開放電圧ＳＯＣを算出するまでは、バッテリ９１の充放電を行わないのが望ましい。もしくは、スタンバイ充電が終了してから所定時間が経過するまでにバッテリ９１の充放電が行われた場合には、満充電容量の推定を行わないのが望ましい。
【０１０３】
ステップ９８では、ステップ９７で推定されたバッテリ９１の推定満充電容量（４０Ａｈ）を電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂに出力し、上式（１）中の満充電容量を推定満充電容量に更新する。つまり、電池容量推定部９５（図３参照）は、推定したバッテリ９１の推定満充電容量を電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂに出力し、上式（１）中の満充電容量を推定満充電容量に更新する。ここでは、上式（１）中の満充電容量を定格電池容量の５０Ａｈから推定満充電容量の４０Ａに更新する。電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂは、上式（１）を用いて電流積算ＳＯＣを算出する際には、ステップ９７で推定されたバッテリ９１の推定満充電容量を用いる。つまり、電池容量推定部９５にてバッテリ９１の満充電容量が推定された後は、図４のステップ１４にて電流積算ＳＯＣを演算する際には、電池容量推定部９５にて推定されたバッテリ９１の推定満充電容量が用いられる。したがって、満充電容量が更新された後は、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂにて演算される電流積算ＳＯＣ（図４のステップ１４にて演算される電流積算ＳＯＣ）は、バッテリ９１の劣化度合が加味された値となる。
【０１０４】
ＳＯＣ推定装置１０３は、バッテリ９１の満充電容量を記憶する記憶部を有している。記憶部は一例としてＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリからなり、記憶部は電池容量推定部９５により推定された満充電容量を記憶する。電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂは、記憶部に記憶された満充電容量を用いて、上式（１）より電流積算ＳＯＣを算出する。満充電容量を記憶部に記憶しておくことにより、ＳＯＣ推定装置１０３を再起動した場合においてもバッテリ劣化を反映させた電流積算ＳＯＣを算出することが可能となる。
【０１０５】
電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂにて演算される電流積算ＳＯＣはバッテリ９１の劣化度合が加味された値となる。そのため、バッテリ９１のＳＯＣが精度良く推定されるため、コントローラ５０はバッテリ９１の劣化度合に応じてバッテリ９１の充放電を制限することができる。したがって、バッテリ９１の過充電及び過放電を精度良く防止することができるため、バッテリ９１の長寿命化が可能となる。従来は、劣化度合を加味したＳＯＣを算出するにはバッテリ９１を開放させる必要があった。しかし、本実施形態では、バッテリ９１の充放電中（図４のステップ１３及び１５）にも、バッテリ９１を開放させずに精度良くバッテリ９１のＳＯＣを推定できる。
【０１０６】
ステップ９８にて上式（１）中の満充電容量がステップ９７にて推定された推定満充電容量に更新された後に、バッテリ９１の総充放電時間が所定時間に達しかつバッテリ９１がスタンバイ充電状態となった場合について説明する。この場合には、図９に示すフローチャートに従って再びバッテリ９１の満電池容量が推定される。その際、ステップ９２にて電流積算ＳＯＣを算出する際には、上式（１）中の満電池容量として更新された推定満充電容量が用いられる。ここでは、上記具体例で示したように４０Ａｈ（図９ステップ９７参照）が用いられる。そして、ステップ９６にてＣＩとＣＶの比が例えば０．９と算出されたとすると、ステップ９７では更新された推定満充電容量４０Ａｈと０．９を乗算することによって、バッテリ９１の満充電容量が３６Ａｈと推定される。ステップ９８では、上式（１）中の満充電容量を４０Ａｈからステップ９７で推定された３６Ａｈに再更新する。このように、バッテリ９１の総充放電時間が所定時間に達しかつバッテリ９１がスタンバイ充電状態となった毎に、バッテリ９１の満電池容量が推定される。
【０１０７】
ここで、図９のステップ９２にて電流積算ＳＯＣを算出する際において、上式（１）中の満電池容量として更新された推定満充電容量を用いる代わりに、バッテリ９１の定格電池容量を用いるようにしてもよい。この場合には、ステップ９７にてバッテリ９１の満充電容量の推定値を算出する際には、ステップ９６にて算出されたＣＩとＣＶの比とバッテリ９１の定格電池容量とを乗算する必要がある。
【０１０８】
このように、図９のステップ９２にて電流積算ＳＯＣを算出する際において、上式（１）中の満電池容量の値は、更新された推定満充電容量を用いてもよいし、定格電池容量を用いてもよい。
【０１０９】
図７において、ステップ７３による満電池容量の推定後、ステップ７４にてバッテリ９１の総充放電時間のカウントをリセットする。その後、図７に示す演算処理を終了してステップ７１へ戻る。
【０１１０】
次に、図１０を参照して、上記第１実施形態の変形例について説明する。図１０は図７のステップ７３における満電池容量の推定方法の変形例の手順を示すフローチャートである。
【０１１１】
本変形例では、図７におけるステップ７３での満電池容量の推定方法が上記方法と異なる。上記第１実施形態では、図９に示すように、電流積算ＳＯＣから算出されるバッテリ９１の充電量と開放電圧ＳＯＣから算出されるバッテリ９１の充電量との比に基づいて、満充電容量を推定するものであった。これに代えて、図１０に示す方法にて満電池容量を推定するようにしてもよい。
【０１１２】
図１０のステップ９１，９２，９４は、図９に示す手順と同じである。
【０１１３】
続くステップ９６´では、ステップ９２で算出された電流積算ＳＯＣとステップ９４で算出された開放電圧ＳＯＣとの差分を算出する。ここでは、差分は５％と算出される。
【０１１４】
ステップ９７´では、電流積算ＳＯＣと開放電圧ＳＯＣの差分と満充電容量との関係が規定されたマップを参照して、満電池容量を推定する。マップは実験等によって予め決定され、電池容量推定部９５に記憶されている。ここでは、満電池容量はマップから４０Ａｈと推定される。このように、本変形例では、所定期間経過後の電流積算ＳＯＣと開放電圧ＳＯＣの差分に基づいて、バッテリ９１の劣化度合に応じた満充電容量が推定される。
【０１１５】
ステップ９８では、ステップ９７´で推定されたバッテリ９１の推定満充電容量（４０Ａｈ）を電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂに出力し、上式（１）中の満充電容量を推定満充電容量に更新する。
【０１１６】
以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【０１１７】
電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂは二次電池の劣化度合に応じて推定される満電池容量を用いて電流積算ＳＯＣを算出するため、バッテリ９１のＳＯＣを精度良く推定することができる。したがって、バッテリ９１の過充電及び過放電を精度良く防止することができ、バッテリ９１の長寿命化が可能となる。
【０１１８】
また、満電池容量の推定は、充電電流の変動が小さく安定した連続充電が行なわれるスタンバイ充電状態にて行われる。したがって、バッテリ９１の満電池容量を精度良く推定することができる。
【０１１９】
＜第２実施形態＞
以下、図１１及び１２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１２０】
図１１はＳＯＣ推定装置１０３の電池容量推定部９５にて実行される演算処理の手順を示すフローチャートである。図７のフローチャートと同じステップには同じ符号を付し、説明は省略する。
【０１２１】
上記第１実施形態では、電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂから取得した電流積算ＳＯＣと開放電圧ＳＯＣ演算部９４Ａから取得した開放電圧ＳＯＣとに基づいて満電池容量を推定するものであった（図７のステップ７３）。これに対して、本第２実施形態では、図１１のステップ７３´に示すように、バッテリ９１の内部抵抗と温度に基づいて満電池容量を推定するものである。以下に満電池容量の推定方法について詳しく説明する。
【０１２２】
図１２を参照して、図１１のステップ７３´での満電池容量の推定方法について説明する。図１２は図１１のステップ７３´における満電池容量の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【０１２３】
ステップ１２１では、電池状態検出部９３からバッテリ９１の内部抵抗を取得する。
具体的には、電圧検出部９３Ａにて検出した電圧と電流検出部９３Ｂにて検出した電流とから内部抵抗が検出され、電圧検出部９３Ａ及び電流検出部９３Ｂの測定周期毎に電池状態検出部９３から内部抵抗を取得する。内部抵抗は、電圧検出部９３Ａ及び電流検出部９３Ｂの測定周期毎に取得せずに、所定測定周期毎、例えば１０回分の測定周期の移動平均値を取得するようにしてもよい。ここでは、バッテリ９１の検出内部抵抗Ｒｄが４．６２ｍΩであるとする。
【０１２４】
バッテリ９１の開放時の電圧をＥ０、バッテリ９１から負荷Ｒに電流を供給したときのバッテリ９１の端子電圧をＥ、バッテリ電流をＩとすると、検出内部抵抗ＲｄはＲｄ＝（Ｅ０−Ｅ）／Ｉで求めることができる。また、負荷Ｒの値が分かっている場合には、バッテリ電流Ｉを用いずに、検出内部抵抗ＲｄはＲｄ＝Ｒ×（Ｅ／Ｅ０−１）で求めることもできる。
【０１２５】
ステップ１２２では、温度検出部９３Ｃからセルの平均温度Ｔａを取得する。ここでは、セルの平均温度Ｔａが０℃であるとする。そして、セルの平均温度Ｔａと理想内部抵抗Ｒｉとの関係が規定されたマップを参照して、理想内部抵抗Ｒｉを算出する。ここで、理想内部抵抗Ｒｉとは、バッテリ９１が劣化していない状態での内部抵抗である。マップは実験等によって予め決定され、電池容量推定部９５に記憶されている。ここでは、理想内部抵抗Ｒｉは、マップから４．２ｍΩと算出される。
【０１２６】
ステップ１２３では、検出内部抵抗Ｒｄと理想内部抵抗Ｒｉの比を算出する。ここでは、比は１．１と算出される。
【０１２７】
一般的に、充放電の繰り返しに伴いバッテリ９１の劣化が大きくなるほど、バッテリ９１の内部抵抗は上昇する。したがって、検出内部抵抗Ｒｄと理想内部抵抗Ｒｉの比は、バッテリ９１の劣化度合を表すことになる。
【０１２８】
ステップ１２４では、検出内部抵抗Ｒｄと理想内部抵抗Ｒｉの比と推定満充電容量割合との関係が規定されたマップを参照して、バッテリ９１の推定満充電容量割合を算出する。ここで、推定満充電容量割合とは、バッテリ９１が劣化していない状態でのバッテリ９１の満充電容量を１００％とした値である。マップは実験等によって予め決定され、電池容量推定部９５に記憶されている。ここでは、推定満充電容量割合は、マップから９５％と算出される。
【０１２９】
ステップ１２５では、現在のバッテリ９１の満電池容量とステップ１２４にて算出された推定満充電容量割合とから、現在のバッテリ９１の満電池容量を推定する。ここでは、現在のバッテリ９１の満電池容量は４７．５Ａｈと推定される。このようにして、バッテリ９１の内部抵抗と温度に基づいて、バッテリ９１の劣化度合に応じた満充電容量が推定される。
【０１３０】
ステップ１２６では、ステップ１２５で推定されたバッテリ９１の推定満充電容量（４７．５Ａｈ）を電流積算ＳＯＣ演算部９４Ｂに出力し、上式（１）中の満充電容量を推定満充電容量に更新する。
【０１３１】
以上の第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０１３２】
また、電池状態検出部９３で検出されたバッテリ９１の内部抵抗と、温度検出部９３Ｃで検出したバッテリ９１の温度に対応するマップに記憶されたバッテリ９１の内部抵抗と、を比較することによりバッテリ９１の満電池容量が推定されるため、簡易にかつ短時間でバッテリ９１の満充電容量を推定することができる。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１３４】
例えば、上記実施形態では、スタンバイ充電として、油圧ショベルの各アクチュエータが停止した状態で、モータジェネレータ８１が発電機として機能してバッテリ９１が充電される場合について説明した。これに代わり、スタンバイ充電は、二次電池を駆動源とする電動車（駆動体）が停止した状態で、二次電池を例えば家庭に設置された電気コンセントを用いて定置充電する場合であってもよい。定置充電では、充電電流の変動が小さく、安定した連続充電が行なわれる。このように、本発明の実施形態に係るＳＯＣ推定装置は、電動車やハイブリッド車に搭載される二次電池に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００  ハイブリッド建設機械の制御システム
１０１  流体圧制御システム
１０２  アシスト回生システム
１０３  ＳＯＣ推定装置
１０    ブームシリンダ（アクチュエータ，駆動体）
２１    メインポンプ（流体圧ポンプ）
５０    コントローラ
７１    回生モータ
８１    モータジェネレータ（回転電機）
９１    バッテリ（二次電池）
９３Ａ  電圧検出部
９３Ｂ  電流検出部
９３Ｃ  温度検出部
９４Ａ  開放電圧ＳＯＣ演算部
９４Ｂ  電流積算ＳＯＣ演算部（ＳＯＣ演算部）
９５    電池容量推定部
９５Ａ  総充放電時間判定部
９５Ｂ  スタンバイ充電判定部
【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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