(57)【要約】  本発明は、電池の充電状態を推測した結果を適正に検証することのできる電池制御装置を提供することを目的とする。  本発明に係る電池制御装置は、電池の充電状態を計算する充電状態計算部と、その計算結果を検証する充電状態検証部とを備え、充電状態検証部は、充電状態計算部が使用中でない計算手順を用いて充電状態を計算する（図３参照）。
2014115294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
前記電池の開回路電圧と前記充電状態との間の対応関係を記述する対応関係データを記憶した記憶部と、
を備え、
前記充電状態検証部は、複数の前記第２手順の１つとして、
前記電流と前記両端電圧を複数回取得して前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより、前記電池の開回路電圧を推測し、推測した前記開回路電圧と前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算する、ＩＶ方式を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の電池制御装置。
【請求項３】
前記充電状態計算部は、前記第１手順として、
前記電池の閉回路電圧、前記電池の内部抵抗、前記電池に流れる電流、前記電池の分極電圧、および前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、
前記充電状態の初期状態を初期値として前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果と、
を重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項２記載の電池制御装置。
【請求項４】
前記充電状態検証部は、
前記重みが所定範囲内にある場合は、前記ＩＶ方式による計算結果を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする請求項２記載の電池制御装置。
【請求項５】
前記充電状態計算部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みと前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みの合計が１となるように前記重みを設定し、かつ
前記電池に流れる電流が増加するのにともなって前記ＳＯＣｉ方式に係る重みが大きくなるように前記重みを設定し、
前記充電状態検証部は、
前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みが所定値を超えている場合は、前記ＩＶ方式による計算結果と前記ＳＯＣｖ方式による計算結果をそれぞれ算出し、計算結果が発散していない方を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする請求項３記載の電池制御装置。
【請求項６】
前記充電状態計算部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みと前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みの合計が１となるように前記重みを設定し、かつ
前記電池に流れる電流が増加するのにともなって前記ＳＯＣｉ方式に係る重みが大きくなるように前記重みを設定し、
前記充電状態検証部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みが所定値を超えている場合は、前記ＳＯＣｉ方式による計算結果を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする請求項３記載の電池制御装置。
【請求項７】
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に電流が継続して流れ続ける時間が所定時間以上であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする請求項２記載の電池制御装置。
【請求項８】
前記電池の温度を測定する温度検知部を備え、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池の温度が所定温度以下であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする請求項２記載の電池制御装置。
【請求項９】
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果として得られた範囲が所定範囲以下であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする請求項２記載の電池制御装置。
【請求項１０】
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果として得られた範囲が所定範囲以下で、かつ前記測定した結果の平均値または中間値がおおよそ０アンペアであった場合は、前記両端電圧の平均値または中間値を前記開回路電圧の推測結果として採用する
ことを特徴とする請求項２記載の電池制御装置。
【請求項１１】
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果を積算し、該積算量が所定値以上であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする請求項２記載の電池制御装置。
【請求項１２】
請求項１記載の電池制御装置と、
単電池が複数接続された組電池と、
を有し、
前記電池制御装置は、前記単電池または前記組電池を制御する
ことを特徴とする電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を制御する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気を動力として走行する車両には、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの蓄電池が搭載される。ハイブリッド自動車や電気自動車が走行する際に必要となる電力は、これらの蓄電池によって賄われる。蓄電池の動作を制御するためには、特に電池の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を演算し、その値に応じて充放電電流などを適正に制御する必要がある。【０００３】
下記特許文献１には、分極電圧の影響を考慮して、電池の充電状態を演算する技術が記載されている。また下記特許文献２には、ＳＯＣの算出精度が低下するおそれを低減する技術として、前回ＳＯＣと今回ＳＯＣとの間の差が変動制限値ＳＯＣＬの範囲内になるようにする手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６４４９６号公報
【特許文献２】特開２００９−３００３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池のＳＯＣは、演算によって推測するため、推測手法によっては精度が低下するおそれがある。上記特許文献１〜２に記載されている手法では、推測精度をできる限り高めようとはしているものの、ＳＯＣを推測する手法は種々存在し、各文献に記載されている推測手法が必ずしも最善の手法であるとは限らない。【０００６】
そこで、推測手法そのものは必ずしも最善とは限らないことを前提として、推測結果を何らかの手段により検証することが考えられる。しかし、同一の推測手法を複数回実施して推測結果を検証したとしても、推測手法そのものに欠陥があれば、検証結果にも欠陥が含まれる可能性があるので、検証手法としては十分ではない。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電池の充電状態を推測した結果を適正に検証することのできる電池制御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】
【０００８】
本発明に係る電池制御装置は、電池の充電状態を計算する充電状態計算部と、その計算結果を検証する充電状態検証部とを備え、充電状態検証部は、充電状態計算部が使用中でない計算手順を用いて充電状態を計算する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電池制御装置によれば、異なる計算手順を用いて充電状態をそれぞれ計算することにより、計算結果を複数の計算手順間で相互に検証し、計算結果の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る電池システム１００とその周辺の構成を示す図である。
【図２】単電池制御部１２１の回路構成を示す図である。
【図３】組電池制御部１５０の機能ブロック図である。
【図４】記憶部１８０が格納しているＳＯＣテーブル１８１の例を示す図である。
【図５】ＩＶ方式の概略を示す図である。
【図６】実施形態２におけるＳＯＣ計算部１５１の機能ブロック図である。
【図７】実施形態２におけるＳＯＣ検証部１５２の機能ブロック図である。
【図８】プロット幅が不足している場合の電池電流と両端電圧をプロットした図である。
【図９】電池電流値が０（Ａ）付近に集中している場合を示す図である。
【図１０】ＳＯＣを取得している間に電池電流が流れると電池のＳＯＣが変化する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）の電源を構成する電池システムに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１２】
また、以下の実施形態では、リチウムイオン電池を採用した場合を例に挙げて説明するが、他にもニッケル水素電池、鉛電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどを用いることもできる。なお、以下の実施形態では単電池を直列に接続して組電池を構成しているが、単電池を並列接続したものを直列接続して組電池を構成してもよいし、直列接続した単電池を並列接続して組電池を構成してもよい。
【００１３】
＜実施の形態１：システム構成＞
図１は、本発明の実施形態１に係る電池システム１００とその周辺の構成を示す図である。電池システム１００はリレー３００と３１０を介してインバータ４００に接続され、リレー３２０と３３０を介して充電器４２０に接続される。電池システム１００は、組電池１１０、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、組電池制御部１５０、記憶部１８０を備える。
【００１４】
組電池１１０は、複数の単電池１１１から構成される。単電池管理部１２０は、単電池１１１の状態を監視する。電流検知部１３０は、電池システム１００に流れる電流を検知する。電圧検知部１４０は、組電池１１０の総電圧を検知する。組電池制御部１５０は、組電池１１０を制御する。
【００１５】
組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０が送信する単電池１１１の電池電圧や温度、電流検知部１３０が送信する電池システム１００に流れる電流値、電圧検知部１４０が送信する組電池１１０の総電圧値を受け取る。組電池制御部１５０は、受け取った情報をもとに組電池１１０の状態を検知する。組電池制御部１５０による状態検知の結果は、単電池管理部１２０や車両制御部２００に送信される。
【００１６】
組電池１１０は、電気エネルギーの蓄積および放出（直流電力の充放電）が可能な複数の単電池１１１を電気的に直列に接続して構成している。組電池１１０を構成する単電池１１１は、状態の管理・制御を実施する上で、所定の単位数にグループ分けされている。グループ分けされた単電池１１１は、電気的に直列に接続され、単電池群１１２ａ、１１２ｂを構成している。単電池群１１２を構成する単電池１１１の個数は、全ての単電池群１１２において同数でもよいし、単電池群１１２毎に単電池１１１の個数が異なっていてもよい。
【００１７】
単電池管理部１２０は、組電池１１０を構成する単電池１１１の状態を監視する。単電池管理部１２０は、単電池群１１２毎に設けられた単電池制御部１２１を備える。図１では、単電池群１１２ａと１１２ｂに対応して、単電池制御部１２１ａと１２１ｂが設けられている。単電池制御部１２１は、単電池群１１２を構成する単電池１１１の状態を監視および制御する。
【００１８】
本実施形態１では、説明を簡略化するために、４個の単電池１１１を電気的に直列接続して単電池群１１２ａと１１２ｂを構成し、単電池群１１２ａと１１２ｂをさらに電気的に直列接続して合計８個の単電池１１１を備える組電池１１０とした。
【００１９】
組電池制御部１５０と単電池管理部１２０は、フォトカプラに代表される絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して信号を送受信する。
【００２０】
組電池制御部１５０と、単電池管理部１２０を構成する単電池制御部１２１ａおよび１２１ｂとの間の通信手段について説明する。単電池制御部１２１ａおよび１２１ｂは、それぞれが監視する単電池群１１２ａおよび１１２ｂの電位の高い順にしたがって直列に接続されている。組電池制御部１５０が単電池管理部１２０に送信した信号は、絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して単電池制御部１２１ａに入力される。単電池制御部１２１ａの出力は信号通信手段１６０を介して単電池制御部１２１ｂに入力され、最下位の単電池制御部１２１ｂの出力は絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して組電池制御部１５０へと伝送される。本実施形態１では、単電池制御部１２１ａと単電池制御部１２１ｂの間は絶縁素子１７０を介していないが、絶縁素子１７０を介して信号を送受信することもできる。
【００２１】
記憶部１８０は、組電池１１０、単電池１１１、単電池群１１２の内部抵抗特性、満充電時の容量、分極電圧、劣化特性、個体差情報、ＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）の対応関係などの情報を格納する。さらに、単電池管理部１２０、単電池制御部１２１、組電池制御部１５０などの特性情報についてもあらかじめ記憶することができる。記憶部１８０が記憶する情報については、後述の図○で改めて説明する。なお、本実施形態では、記憶部１８０は組電池制御部１５０または単電池管理部１２０の外部に設置されている構成としたが、組電池制御部１５０または単電池管理部１２０が記憶部を備える構成とし、これに上記情報を格納してもよい。
【００２２】
組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、車両制御部２００から受け取った情報、記憶部１８０が格納している情報などを用いて、１つ以上の単電池１１１のＳＯＣ、劣化状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）、充電・放電可能な電流や電力、異常状態、充放電量を制御するための演算などを実行する。そして、各種演算結果を単電池管理部１２０や車両制御部２００に送信する。
【００２３】
車両制御部２００は、組電池制御部１５０が送信する情報を用いて、リレー３００と３１０を介して電池システム１００と接続されるインバータ４００を制御する。また、リレー３２０と３３０を介して電池システム１００に接続される充電器４２０を制御する。車両走行中には、電池システム１００はインバータ４００と接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いて、モータジェネレータ４１０を駆動する。充電の際には、電池システム１００は充電器４２０と接続され、家庭用の電源または電気スタンドからの電力供給によって充電される。
【００２４】
充電器４２０は、家庭または充電ステーションに代表される外部の電源を用いて組電池１１０を充電する際に用いられる。本実施形態１では、充電器４２０は車両制御部２００からの指令に基づき充電電圧や充電電流などを制御する構成としているが、組電池制御部１５０からの指令に基づき制御を実施してもよい。また、充電器４２０は車両の構成、充電器４２０の性能、使用目的、外部の電源の設置条件などに応じて車両内部に設置してもよいし、車両の外部に設置することもできる。
【００２５】
電池システム１００を搭載した車両システムが始動して走行する場合には、車両制御部２００の管理のもと、電池システム１００はインバータ４００に接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いてモータジェネレータ４１０を駆動し、回生時はモータジェネレータ４１０の発電電力により組電池１１０が充電される。電池システム１００を備える車両が家庭用または電気スタンドに代表される外部の電源と接続された際には、車両制御部２００が発信する情報に基づき電池システム１００と充電器４２０とが接続され、組電池１１０が所定の条件になるまで充電される。充電によって組電池１１０に蓄えられたエネルギーは、次回の車両走行時に利用されるか、車両内外の電装品等を動作させるためにも利用される。さらに必要に応じて、家庭用の電源に代表される外部電源へも放出する場合がある。
【００２６】
図２は、単電池制御部１２１の回路構成を示す図である。単電池制御部１２１は、電圧検出回路１２２、制御回路１２３、信号入出力回路１２４、温度検知部１２５を備える。電圧検出回路１２２は、各単電池１１１の端子間電圧を測定する。制御回路１２３は、電圧検出回路１２２および温度検知部１２５から測定結果を受け取り、信号入出力回路１２４を介して組電池制御部１５０に送信する。なお、単電池制御部１２１に一般的に実装される、自己放電や消費電流ばらつき等に伴い発生する単電池１１１間の電圧やＳＯＣばらつきを均等化する回路構成は、周知のものであると判断して記載を省略した。
【００２７】
図２における単電池制御部１２１が備える温度検知部１２５は、単電池群１１２の温度を測定する機能を有する。温度検知部１２５は、単電池群１１２全体として１つの温度を測定し、単電池群１１２を構成する単電池１１１の温度代表値としてその温度を取り扱う。温度検知部１２５が測定した温度は、単電池１１１、単電池群１１２、または組電池１１０の状態を検知するための各種演算に用いられる。図２はこれを前提とするため、単電池制御部１２１に１つの温度検知部１２５を設けた。単電池１１１毎に温度検知部１２５を設けて単電池１１１毎に温度を測定し、単電池１１１毎の温度に基づいて各種演算を実行することもできるが、この場合は温度検知部１２５の数が多くなる分、単電池制御部１２１の構成が複雑となる。
【００２８】
図２では、簡易的に温度検知部１２５を示した。実際は温度測定対象に温度センサが設置され、設置した温度センサが温度情報を電圧として出力し、これを測定した結果が制御回路１２３を介して信号入出力回路１２４に送信され、信号入出力回路１２４が単電池制御部１２１の外に測定結果を出力する。この一連の流れを実現する機能が単電池制御部１２１に温度検知部１２５として実装され、温度情報（電圧）の測定には電圧検出回路１２２を用いることもできる。
【００２９】
以上、電池システム１００の構成について説明した。次に、電池システム１００が単電池１１１、単電池群１１２、または組電池１１０のＳＯＣを演算した結果を検証する手法について説明する。
【００３０】
＜実施の形態１：ＳＯＣを検証する手法の概略＞
図３は、組電池制御部１５０の機能ブロック図である。組電池制御部１５０は、単電池１１１、単電池群１１２、または組電池１１０のＳＯＣを演算した結果に基づき、各電池を制御する。以下では説明の便宜上、単電池１１１のＳＯＣを算出し、必要に応じてこれを単電池群１１２または組電池１１０のＳＯＣに換算することとするが、これに限られるものではない。
【００３１】
組電池制御部１５０は、ＳＯＣ計算部１５１、ＳＯＣ検証部１５２、計算結果比較部１５３を備える。
【００３２】
ＳＯＣ計算部１５１は、電流検知部１３０が検出した電池電流、電圧検出回路１２２が検出した電池の両端電圧、および必要に応じて温度検知部１２５が検出した電池温度を用いて、単電池１１１のＳＯＣを計算する。計算手順については後述する。ＳＯＣ検証部１５２は、ＳＯＣ計算部１５１と同じ検出結果を受け取り、ＳＯＣ計算部１５１とは異なる計算手順を用いて、単電池１１１のＳＯＣを計算する。計算結果比較部１５３は、ＳＯＣ計算部１５１の計算結果とＳＯＣ検証部１５２の計算結果を比較し、両者の間の差分が所定閾値以下であればＳＯＣ計算部１５１の計算結果が妥当であると判断し、そうでなければ例えばエラーを上位装置に報告する。閾値は例えば記憶部１８０にあらかじめ格納しておけばよい。また計算結果の判断は１回でなくともよく、例えば所定回数以上連続または合計してエラーとなったとき、としてもよい。
【００３３】
ＳＯＣ計算部１５１の計算結果とＳＯＣ検証部１５２の計算結果を相互に比較することにより、ＳＯＣの計算結果の妥当性を検証することができる。これにより、ＳＯＣ計算部１５１が採用している計算手順が必ずしも万全ではない場合でも、別の計算手順による検証を併用することにより、計算結果の精度を確保することができる。
【００３４】
以上、ＳＯＣを検証する手法の概略について説明した。以下では、ＳＯＣ計算部１５１とＳＯＣ検証部１５２がＳＯＣを計算する方法について説明する。
【００３５】
＜実施の形態１：ＳＯＣを計算する手法＞
ＳＯＣを計算する手法として、本実施形態１では、ＳＯＣｉ方式、ＳＯＣｖ方式、ＩＶ方式の３つについて説明する。ＳＯＣ計算部１５１は、これらの計算手法のうちいずれかを使用し、または２つ以上を併用して、ＳＯＣを計算する。ＳＯＣ検証部１５２は、ＳＯＣ計算部１５１は使用中でない計算手法を用いてＳＯＣを計算する。以下では初めに各方式に共通するＳＯＣテーブルについて説明し、その後に各方式について説明する。
【００３６】
（ＳＯＣテーブルの例）
図４は、記憶部１８０が格納しているＳＯＣテーブル１８１の例を示す図である。ＳＯＣテーブル１８１は、単電池１１１のＯＣＶと、単電池１１１のＳＯＣとの対応関係を記述したデータテーブルである。データ形式は任意でよいが、ここでは説明の便宜上、グラフ形式でデータ例を示す。なお、本実施形態１ではデータテーブルを用いているが、数式などを用いることでＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を表現することもできる。ＯＣＶとＳＯＣの対応関係を示す特性情報であり、ＯＣＶからＳＯＣ、またはＳＯＣからＯＣＶへと変換できる手段であれば何でもよい。
【００３７】
ＯＣＶは、単電池１１１の無負荷時の電圧である。リレー３００、３１０、３２０、３３０が閉じる前、またはリレー３００、３１０、３２０、３３０が閉じられているが組電池１１０の充放電が開始されていない状態、などのタイミングにおいて測定した単電池１１１の端子間電圧がＯＣＶと判断できる。さらに、組電池１１０の充電または放電を実施しているがその電流値が微弱な場合にＯＣＶと見なすこともできる。
【００３８】
（ＳＯＣの計算手法：ＳＯＣｉ方式）
ＳＯＣを計算する方法の一つとして、電池システム１００が備える単電池１１１の初期のＯＣＶを測定してＳＯＣテーブル１８１を参照することによりＳＯＣに変換し（ＳＯＣ０）、単電池１１１に出入りする電流を積分（∫Ｉ（ｔ）ｄｔ）して単電池１１１の満充電容量（Ｑｍａｘ）で除算することにより初期ＳＯＣ（ＳＯＣ０）からのＳＯＣ変化を求め（ΔＳＯＣ（ｔ））、ＳＯＣ０とＳＯＣ変化（ΔＳＯＣ（ｔ））とに基づいてＳＯＣを得る方法が知られている。この方法を本明細書ではＳＯＣｉ方式と呼ぶ。ＳＯＣｉ方式の計算手順は、下記式１で表される。
ＳＯＣｉ（ｔ）＝ＳＯＣ０＋ΔＳＯＣ（ｔ）            ・・・  式１
ＳＯＣ０＝Ｍａｐ（ＯＣＶ）
ΔＳＯＣ（ｔ）＝１００×∫Ｉ（ｔ）ｄｔ／Ｑｍａｘ
単電池１１１毎に演算を行えば単電池１１１毎のＳＯＣを得ることができ、組電池１１０全体を一括して演算を行えば単電池１１１の平均的なＳＯＣを得ることができる。Ｑｍａｘの値については、単電池１１１の劣化状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）を用いて逐次補正した値を用いることもできる。
【００３９】
（ＳＯＣの計算手法：ＳＯＣｖ方式）
単電池１１１に出入りする電流値が大きい場合は、単電池１１１に含まれる内部抵抗が無視できない電圧降下や電圧上昇を生じさせる。この時の電池電圧は閉回路電圧（ＣＣＶ：Ｃｌｏｓｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）であり、この条件下では単電池制御部１２１が直接、単電池１１１のＯＣＶを把握することが困難である。この場合にＯＣＶを得るためには、単電池制御部１２１が測定した単電池１１１のＣＣＶと、電流検知部１３０が測定した単電池１１１に出入りする電流Ｉと、あらかじめ記憶部１８０に記憶した単電池１１１の内部抵抗Ｒと、分極電圧Ｖｐに関する情報とを用いて、組電池制御部１５０が下記式２によりＯＣＶを計算する必要がある。
【００４０】
下記式２の計算は、単電池１１１を充放電しているか否かに関わらず組電池制御部１５０に実行させることができる。組電池１１０を構成する単電池１１１それぞれのＯＣＶを用いるなどして単電池１１１毎にＳＯＣを計算する。
ＯＣＶ＝ＣＣＶ−Ｉ×Ｒ−Ｖｐ  ・・・（式２）
【００４１】
組電池制御部１５０は、単電池制御部１２１が検出した単電池１１１のＣＣＶとＳＯＣテーブル１８１を用いることにより、単電池１１１のＳＯＣを得ることができる。また、単電池１１１のＯＣＶを合計して組電池１１０のＯＣＶを求めることもできる。単電池１１１毎にＳＯＣ特性が異なる場合は、各単電池１１１についてＳＯＣテーブル１８１を設けてもよい。
【００４２】
なお、上記計算手法においては、満充電容量などの計算用パラメータは、単電池１１１毎に記憶部１８０内にあらかじめ記憶させておく必要がある。
【００４３】
（ＳＯＣの計算手法：ＩＶ方式）
図５は、ＩＶ方式の概略を示す図である。単電池１１１に流れる電池電流と単電池１１１の両端電圧を複数回測定すると、図５の示すような測定結果を２次元平面上にプロットすることができる。組電池制御部１５０は、この測定結果を用いて電池電流と両端電圧の相関関係を表す近似直線を求め、電池電流が０のときの両端電圧（すなわち開回路電圧）を計算することにより、ＯＣＶを得ることができる。ＯＣＶを得た後は、ＳＯＣテーブル１８１を用いてその時点におけるＳＯＣを得ることができる。
【００４４】
＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る電池システム１００は、ＳＯＣ計算部１５１が使用中でない計算手法を用いてＳＯＣを計算することにより、複数の計算手法を用いたＳＯＣの計算結果を相互に検証することができる。
【００４５】
＜実施の形態２＞
実施形態１では、ＳＯＣ計算部１５１が３つの計算手法のうちいずれかを用いることを説明した。本発明の実施形態２では、具体例として、ＳＯＣ計算部１５１がＳＯＣｉ方式とＳＯＣｖ方式を重み付けして併用し、ＳＯＣ検証部１５２はＩＶ方式またはＳＯＣｉ方式とＳＯＣｖ方式のうちＳＯＣ計算部１５１が使用している比重が小さい方を用いてＳＯＣを検証する動作例を説明する。電池システム１００のその他の構成は実施形態１と同様である。
【００４６】
図６は、本実施形態２におけるＳＯＣ計算部１５１の機能ブロック図である。本実施形態２において、ＳＯＣ計算部１５１は、ＳＯＣｉ方式による計算結果とＳＯＣｖ方式による計算結果を重み付け加算することにより、最終的なＳＯＣの計算結果であるＳＯＣｃを出力する。
【００４７】
ＳＯＣ計算部１５１は、ＳＯＣｉ計算部１５１１、ＳＯＣｖ計算部１５１２、重み計算部１５１３、ＳＯＣｃ計算部１５１４を備える。ＳＯＣｉ計算部１５１１とＳＯＣｖ計算部１５１２は、それぞれ実施形態１で説明したＳＯＣｉ方式とＳＯＣｖ方式を用いてＳＯＣを計算し、その結果をＳＯＣｃ計算部１５１４に出力する。
【００４８】
重み計算部１５１３は、下記式３を用いて重みＷを計算する。すなわち、単電池１１１に流れる電池電流Ｉが大きくなると重みＷは小さくなり、Ｉが小さくなると重みＷは大きくなる。Ｒは単電池１１１の内部抵抗である。
Ｗ＝１／（１＋Ｉ×Ｒ）  ・・・（式３）
【００４９】
ＳＯＣｃ計算部１５１４は、ＳＯＣｉ計算部１５１１の計算結果ＳＯＣｉとＳＯＣｖ計算部１５１２の計算結果ＳＯＣｖを、下記式４を用いて重み付け加算することにより、ＳＯＣｃを計算する。すなわち、電池電流Ｉが大きくなると重みＷは小さくなるのでＳＯＣｉの比重が大きくなり、Ｉが小さくなると重みＷは大きくなるのでＳＯＣｖの比重が大きくなる。
ＳＯＣｃ＝Ｗ×ＳＯＣｖ＋（１−Ｗ）×ＳＯＣｉ  ・・・（式４）
【００５０】
図７は、本実施形態２におけるＳＯＣ検証部１５２の機能ブロック図である。ＳＯＣ検証部１５２は、ＳＯＣｉ計算部１５２１、ＳＯＣｖ計算部１５２２、ＩＶ計算部１５２３、ＳＯＣｖａｌｉｄ計算部１５２４を備える。本実施形態２において、ＳＯＣ検証部１５２は、ＳＯＣ計算部１５１が使用中でない計算手法を用いて、検証用のＳＯＣであるＳＯＣｖａｌｉｄを計算する。具体的には、以下の手順を用いる。
【００５１】
（ＳＯＣｉとＳＯＣｖを併用している期間）
ＳＯＣ計算部１５１がＳＯＣｉ方式とＳＯＣｖ方式を併用している期間においては、ＩＶ計算部１５２３が実施形態１で説明したＩＶ方式によってＳＯＣを計算する。具体的には、重みＷの値が以下に説明する２つの閾値の間にある期間においては、ＳＯＣ計算部１５１はＳＯＣｉ方式とＳＯＣｖ方式を併用しているとみなすことができる。ＳＯＣｖａｌｉｄ計算部１５２４は、ＩＶ方式によって計算したＳＯＣをＳＯＣｖａｌｉｄとして採用する。
【００５２】
（ＳＯＣｖの比重が大きい期間）
電池電流Ｉが小さくなると重みＷは大きくなるので、式４におけるＳＯＣｖの比重が大きくなる。重みＷがある程度以上になると、式４において実質的にはＳＯＣｖ方式のみを用いてＳＯＣｃを計算しているものと同視することができる。そこでＳＯＣｖａｌｉｄ計算部１５２４は、重みＷが所定閾値以上である期間は、ＳＯＣｉ計算部１５２１によるＳＯＣｉ方式の計算結果をＳＯＣｖａｌｉｄとして採用する。
【００５３】
（ＳＯＣｉの比重が大きい期間）
電池電流Ｉが大きくなると重みＷは小さくなるので、式４におけるＳＯＣｉの比重が大きくなる。重みＷがある程度以下になると、実質的にはＳＯＣｉ方式のみを用いてＳＯＣｃを計算しているものと同視することができる。そこでＳＯＣｖａｌｉｄ計算部１５２４は、重みＷが所定閾値以下である期間は、ＳＯＣｖ計算部１５２２によるＳＯＣｖ方式の計算結果をＳＯＣｖａｌｉｄとして採用する。この閾値は、ＳＯＣｉ方式を検証用に採用するための閾値とは異なる。
【００５４】
（ＳＯＣｉの比重が大きい期間：補足）
ＳＯＣｖ方式を用いる際に使用する式２は、単電池１１１の内部抵抗Ｒや分極電圧Ｖｐを含んでいる。これらの値は温度などの要因によって変動するため、ＳＯＣｖ方式を用いた計算結果はＳＯＣｉ方式を用いた場合よりも精度が低くなる可能性がある。そこで、ＳＯＣｖ方式を検証のために用いる場合は、ＩＶ方式を併用してもよい。例えば、本期間においてはＳＯＣｖ計算部１５２２とＩＶ計算部１５２３がそれぞれＳＯＣを計算し、前回のＳＯＣｖａｌｉｄの値から所定範囲内に収まっている方の値を採用することが考えられる。計算結果の精度が悪いと、今回のＳＯＣｖａｌｉｄの計算結果が発散して前回の計算結果から大きく逸脱する可能性があるからである。
【００５５】
＜実施の形態２：まとめ＞
以上のように、本実施形態２に係る電池システム１００は、ＳＯＣｉ方式による計算結果とＳＯＣｖ方式による計算結果を重み付け加算することによりＳＯＣを計算し、重みの値に応じて、ＳＯＣ計算部１５１とは異なる計算手順によりＳＯＣを検証する。これにより、できる限り精度の高い計算手順を用いてＳＯＣを検証することができるので、検証精度を向上させることができる。
【００５６】
＜実施の形態３＞
実施形態１で説明したＩＶ方式は、条件によっては検証用として適していない場合がある。そこで本発明の実施形態３では、ＳＯＣ検証部１５２がＩＶ方式を用いた検証を実施しない条件について説明する。当該期間においては、実施形態２で説明した各期間に該当するか否かによらずＩＶ方式以外の方式によって検証を実施してもよいし、検証そのものを一時中断してもよい。
【００５７】
（ＩＶ方式を使用しない条件その１：通電継続時間）
単電池１１１に通電している時間がある程度以上継続すると、単電池１１１の内部抵抗Ｒが変化し、図５で説明した近似直線の精度が低下する。そこでＳＯＣ検証部１５２は、ＳＯＣの検証をしようとする時点で単電池１１１の通電継続時間が所定閾値以上であるときは、ＩＶ方式を用いた検証を実施しないこととする。
【００５８】
（ＩＶ方式を使用しない条件その２：電池温度）
単電池１１１の温度がある程度以下になると、単電池１１１の内部抵抗Ｒが大きく変化し、図５で説明した近似直線の精度が低下する。そこでＳＯＣ検証部１５２は、ＳＯＣの検証をしようとする時点で単電池１１１の温度が所定閾値以下であるときは、ＩＶ方式を用いた検証を実施しないこととする。
【００５９】
（ＩＶ方式を使用しない条件その３：プロット幅）
図５で説明したように、電池電流と両端電圧を複数回取得した際に、電池電流の値が近接した範囲内に集中している場合、近似直線を正確に求めることができない場合がある。そこでＳＯＣ検証部１５２は、ＳＯＣの検証をしようとする時点で電池電流の値範囲が所定閾値以下であるときは、ＩＶ方式を用いた検証を実施しないこととする。
【００６０】
（ＩＶ方式を使用しない条件その３：プロット幅：補足）
図８は、本条件に該当する場合の電池電流と両端電圧をプロットした図である。電池電流の値が狭い範囲内に集中しているので、近似直線を正確に求めることが困難である。この場合、ＳＯＣ検証部１５２はＩＶ方式を用いた検証を実施しない。しかし図９のように電池電流値が０（Ａ）付近に集中している場合は、各プロット結果における両端電圧の平均値または中間値を、近似的にＯＣＶとして採用することもできる。
【００６１】
（ＩＶ方式を使用しない条件その４：ＳＯＣ変化量）
ＩＶ方式で求めるＳＯＣは近似直線から得られる切片値すなわちＯＣＶであるため、１点となる。このＳＯＣは電池電流と両端電圧を取得している間の電池のＳＯＣの代表値と考えることができる。ここで、取得している間に電池電流が流れると電池のＳＯＣが変化する。この変化後のＳＯＣと前記ＩＶ方式で求めたＳＯＣとの差は、ＩＶ方式のＳＯＣの誤差となる。図１０はこの状態を示している。ＳＯＣの変化量が大きいほど前記誤差は大きくなる。ここでＳＯＣの変化量は、取得している間に流れた電池電流の積算量に比例する。そこで、ＳＯＣの検証をしようとする時点で、電池の電流積算量が所定閾値以上であるときは、ＩＶ方式を用いた検証を実施しないこととする。
【００６２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００６３】
また、上記各構成、機能、処理部などは、それらの全部または一部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアとして実現することもできるし、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを実行することによりソフトウェアとして実現することもできる。各機能を実現するプログラム、テーブルなどの情報は、メモリやハードディスクなどの記憶装置、ＩＣカード、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００：電池システム、１１０：組電池、１１１：単電池、１１２：単電池群、１２０：単電池管理部、１２１：単電池制御部、１２２：電圧検出回路、１２３：制御回路、１２４：信号入出力回路、１２５：温度検知部、１３０：電流検知部、１４０：電圧検知部、１５０：組電池制御部、１６０：信号通信手段、１７０：絶縁素子、１８０：記憶部、１８１：ＳＯＣテーブル、２００：車両制御部、３００〜３３０：リレー、４００：インバータ、４１０：モータジェネレータ、４２０：充電器。
【図１】
2014115294.tif 000003
【図２】
2014115294.tif 000004
【図３】
2014115294.tif 000005
【図４】
2014115294.tif 000006
【図５】
2014115294.tif 000007
【図６】
2014115294.tif 000008
【図７】
2014115294.tif 000009
【図８】
2014115294.tif 000010
【図９】
2014115294.tif 000011
【図１０】
2014115294.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月29日(2016.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として、前記電池の閉回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果とを重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記重みが所定範囲内にある場合は、前記ＩＶ方式による計算結果を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として、前記電池の閉回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果とを重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態計算部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みと前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みの合計が１となるように前記重みを設定し、かつ
前記電池に流れる電流が増加するのにともなって前記ＳＯＣｉ方式に係る重みが大きくなるように前記重みを設定し、
前記充電状態検証部は、
前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みが所定値を超えている場合は、前記ＩＶ方式による計算結果と前記ＳＯＣｖ方式による計算結果をそれぞれ算出し、計算結果が発散していない方を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項３】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として、前記電池の閉回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果とを重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態計算部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みと前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みの合計が１となるように前記重みを設定し、かつ
前記電池に流れる電流が増加するのにともなって前記ＳＯＣｉ方式に係る重みが大きくなるように前記重みを設定し、
前記充電状態検証部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みが所定値を超えている場合は、前記ＳＯＣｉ方式による計算結果を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項４】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に電流が継続して流れ続ける時間が所定時間以上であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項５】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
前記電池の温度を測定する温度検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池の温度が所定温度以下であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項６】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果として得られた範囲が所定範囲以下であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項７】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果として得られた範囲が所定範囲以下で、かつ前記測定した結果の平均値または中間値がおおよそ０アンペアであった場合は、前記両端電圧の平均値または中間値を前記開回路電圧の推測結果として採用する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項８】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果を積算し、該積算量が所定値以上であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項９】
前記電池制御装置は、前記電池の開回路電圧と前記充電状態との間の対応関係を記述する対応関係データを記憶した記憶部を備え、
前記充電状態検証部は、前記ＩＶ方式において、
前記電流と前記両端電圧を複数回取得して前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより、前記電池の開回路電圧を推測し、推測した前記開回路電圧と前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の電池制御装置。
【請求項１０】
前記電池制御装置は、前記電池の開回路電圧と前記充電状態との間の対応関係を記述する対応関係データを記憶した記憶部を備え、
前記充電状態計算部は、前記ＳＯＣｖ方式において、
前記電池の閉回路電圧、前記電池の内部抵抗、前記電池に流れる電流、前記電池の分極電圧、および前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態計算部は、前記ＳＯＣｉ方式において、
前記充電状態の初期状態を初期値として前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電池制御装置。
【請求項１１】
前記電池制御装置は、前記電池の開回路電圧と前記充電状態との間の対応関係を記述する対応関係データを記憶した記憶部を備え、
前記充電状態計算部は、前記第１手順として、
前記電池の閉回路電圧、前記電池の内部抵抗、前記電池に流れる電流、前記電池の分極電圧、および前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、
前記充電状態の初期状態を初期値として前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果と、
を重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項４から８のいずれか１項記載の電池制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項記載の電池制御装置と、
単電池が複数接続された組電池と、
を有し、
前記電池制御装置は、前記単電池または前記組電池を制御する
ことを特徴とする電池システム。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月6日(2016.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として、前記電池の閉回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果とを重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記重みが所定範囲内にある場合は、前記ＩＶ方式による計算結果を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として、前記電池の閉回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果とを重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態計算部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みと前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みの合計が１となるように前記重みを設定し、かつ
前記電池に流れる電流が増加するのにともなって前記ＳＯＣｉ方式に係る重みが大きくなるように前記重みを設定し、
前記充電状態検証部は、
前記充電状態計算部が使用中でない手順または前記重みが所定閾値以下である手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証するように構成されており、
前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みが所定値を超えている場合は、前記ＩＶ方式による計算結果と前記ＳＯＣｖ方式による計算結果をそれぞれ算出し、計算結果が発散していない方を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項３】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として、前記電池の閉回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果とを重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態計算部は、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みと前記ＳＯＣｉ方式に係る前記重みの合計が１となるように前記重みを設定し、かつ
前記電池に流れる電流が増加するのにともなって前記ＳＯＣｉ方式に係る重みが大きくなるように前記重みを設定し、
前記充電状態検証部は、
前記充電状態計算部が使用中でない手順または前記重みが所定閾値以下である手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証するように構成されており、
前記ＳＯＣｖ方式に係る前記重みが所定値を超えている場合は、前記ＳＯＣｉ方式による計算結果を用いて前記検証を実施する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項４】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に電流が継続して流れ続ける時間が所定時間以上であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項５】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
前記電池の温度を測定する温度検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池の温度が所定温度以下であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項６】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果として得られた範囲が所定範囲以下であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項７】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果として得られた範囲が所定範囲以下で、かつ前記測定した結果の平均値または中間値がおおよそ０アンペアであった場合は、前記両端電圧の平均値または中間値を前記開回路電圧の推測結果として採用する
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項８】
電池の充電状態を計算する第１手順を実装した充電状態計算部と、
前記充電状態計算部の計算結果に基づき前記電池を制御する制御部と、
前記第１手順とは異なる第２手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより前記充電状態計算部の計算結果を検証する充電状態検証部と、
前記電池に流れる電流を測定する電流検知部と、
前記電池の両端電圧を測定する電圧検知部と、
を備え、
前記充電状態計算部は、
前記第１手順として複数の手順を併用して前記充電状態を計算し、
前記充電状態検証部は、
前記第２手順として複数の手順を実装しており、
前記充電状態計算部が使用中でない手順を用いて前記電池の充電状態を計算することにより、前記充電状態計算部の計算結果を検証し、
前記充電状態検証部は、
複数の前記第２手順の１つとして、前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより前記電池の開回路電圧を推測するとともに前記推測した電池の開回路電圧を用いて前記電池の充電状態を計算するＩＶ方式を用い、
前記充電状態検証部は、
前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測する際に、前記電池に流れる電流値を測定した結果を積算し、該積算量が所定値以上であった場合は、前記ＩＶ方式を用いた前記検証を実施しない
ことを特徴とする電池制御装置。
【請求項９】
前記電池制御装置は、前記電池の開回路電圧と前記充電状態との間の対応関係を記述する対応関係データを記憶した記憶部を備え、
前記充電状態検証部は、前記ＩＶ方式において、
前記電流と前記両端電圧を複数回取得して前記電流と前記両端電圧との間の相関関係を推測することにより、前記電池の開回路電圧を推測し、推測した前記開回路電圧と前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の電池制御装置。
【請求項１０】
前記電池制御装置は、前記電池の開回路電圧と前記充電状態との間の対応関係を記述する対応関係データを記憶した記憶部を備え、
前記充電状態計算部は、前記ＳＯＣｖ方式において、
前記電池の閉回路電圧、前記電池の内部抵抗、前記電池に流れる電流、前記電池の分極電圧、および前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算し、
前記充電状態計算部は、前記ＳＯＣｉ方式において、
前記充電状態の初期状態を初期値として前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電池制御装置。
【請求項１１】
前記電池制御装置は、前記電池の開回路電圧と前記充電状態との間の対応関係を記述する対応関係データを記憶した記憶部を備え、
前記充電状態計算部は、前記第１手順として、
前記電池の閉回路電圧、前記電池の内部抵抗、前記電池に流れる電流、前記電池の分極電圧、および前記対応関係データを用いて前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｖ方式を用いた計算結果と、
前記充電状態の初期状態を初期値として前記電池に流れる電流を積分することにより前記電池の充電状態を計算するＳＯＣｉ方式を用いた計算結果と、
を重み付けして合算することにより、前記電池の充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項４から８のいずれか１項記載の電池制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項記載の電池制御装置と、
単電池が複数接続された組電池と、
を有し、
前記電池制御装置は、前記単電池または前記組電池を制御する
ことを特徴とする電池システム。
【国際調査報告】
2014115294.tif 000013
2014115294.tif 000014
2014115294.tif 000015
2014115294.tif 000016