(57)【要約】【課題】電気自動車に搭載されるバッテリの実際の充電容量（実容量）をより精度良く検知できるようにするとともに、走行可能な距離を精度良く求めることができるようにした電気自動車用バッテリ容量検知方法及びバッテリ容量検知装置並びにこれを用いた電気自動車のメンテナンス方法を提供する。【解決手段】予め充電されたバッテリから供給される電力を主な駆動源として走行する電気自動車において、バッテリの実際の充電容量を検知するバッテリ容量検知方法であって、バッテリに残存する電力を放電させてバッテリの充電率が略０パーセントである満放電状態にし、満放電状態のバッテリに充電用電流を供与し、バッテリの充電率が略１００パーセントである満充電状態にまで充電し、充電時、バッテリに流入した充電用電流の電流量を積算してバッテリの実際の充電容量を算出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め充電されたバッテリから供給される電力を主な駆動源として走行する電気自動車において、該バッテリの実際の充電容量を検知するバッテリ容量検知方法であって、
該バッテリに残存する電力を放電させて該バッテリの充電率が略０パーセントである満放電状態にする放電ステップと、
該満放電状態の該バッテリに充電用電流を供与し、該バッテリの該充電率が略１００パーセントである満充電状態にまで充電する充電ステップと、
該充電ステップにおいて該バッテリに流入した該充電用電流の電流量を積算して該バッテリの実際の充電容量を算出する実容量算出ステップとを有している
ことを特徴とする、電気自動車用バッテリ容量検知方法。
【請求項２】
該充電ステップは、
該放電ステップにおいて放電した電力を用いて該バッテリに該充電用電流を供与する第１充電ステップと、
該第１充電ステップ完了後、電源からの電力のみを用いて該バッテリが該満充電状態に達するまで該充電用電流を供与する第２充電ステップとからなる
ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車用バッテリ容量検知方法。
【請求項３】
予め充電されたバッテリから供給される電力を主な駆動源として走行する電気自動車において、該バッテリの実際の充電容量を検知するバッテリ容量検知装置であって、
該バッテリの充電率が略０パーセントである満放電状態にまで該バッテリに残存する電力を放電させる放電手段と、
該満放電状態の該バッテリに充電用電流を供与し、該バッテリの該充電率が略１００パーセントである満充電状態にまで充電する充電手段と、
該充電手段が該バッテリに流入させた電流量を積算して該バッテリの実際の充電容量を算出する実容量算出手段とを有している
ことを特徴とする、電気自動車用バッテリ容量検知装置。
【請求項４】
該バッテリから放電された電力を一時的に充電する一時蓄電用バッテリを有し、
該充電手段は、該一時蓄電用バッテリの電力を用いて該一時蓄電用バッテリの電力が費消されるまで該充電用電流を該バッテリに供与するとともに、電源からの電力のみを用いて該バッテリが該満充電状態になるまで該充電用電流を該バッテリに供与する
ことを特徴とする、請求項３記載の電気自動車用バッテリ容量検知装置。
【請求項５】
バッテリ充電率に基づいて走行可能距離を表示する機能を有する電気自動車のメンテナンス方法であって、
請求項１又は２記載の電気自動車用バッテリ容量検知方法を実行する実容量検知ステップと、
該実容量検知ステップで検知した該バッテリの実際の充電容量と、該バッテリの定格充電容量とに基づいて、該走行可能距離を補正する補正ステップとを有している
ことを特徴とする、電気自動車のメンテナンス方法。
【請求項６】
該バッテリは、その内部に二次電池である電池セルが複数配置されたものであって、
該実容量検知ステップ実行後の該複数の該電池セルそれぞれの電圧を検出するセル電圧検出ステップと、
該セル電圧検出ステップにおいて検出した該複数の該電池セルそれぞれの該電圧に基づいて、該複数の該電池セルの該バッテリ内における配置位置を組み替える電池セル組み替えステップとを有している
ことを特徴とする、請求項５記載の電気自動車のメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車を駆動するための電力を蓄えるバッテリの劣化度合いを検知する技術に関し、バッテリの実容量を検知する電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びにこれを用いた電気自動車のメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機の駆動力により走行する車両（即ち、電気自動車）には、当然ながら、電動機への電力供給源としてのバッテリが搭載されている。
これらの電気自動車に搭載されるバッテリは、起電力が数ボルト程度の２次電池からなる複数の電池セルをそれぞれ直列接続したもの又は直列接続と並列接続とを併用した組電池を用いることにより、車両を走行させるのに必要な電圧（通常、数百ボルト程度）を得るように構成されている。
【０００３】
電気自動車は、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）や燃料電池自動車（ＦＣＶ）のように電力発生源を搭載しているものと、予め充電されたバッテリの電力により走行するもの（ＥＶ）とに区別することができる。
ところで電力発生源を搭載していない電気自動車（以下、単に電気自動車とした場合にはＥＶを指すこととする）では、当然ながら、バッテリの残存容量（バッテリに残存する電力量）に応じて車両の走行可能距離が制限されることになる。
【０００４】
このため、電気自動車では、バッテリの残存容量をできる限り正確に検知して、運転者に、車両の走行可能距離に関する情報を正確に伝達することが特に重要となる。
従来、電気自動車のバッテリの残存容量を検知する技術として、無負荷時のバッテリの電圧（開路電圧）を検知し、検出した開路電圧からバッテリ充電率（ＳＯＣ）を算出するとともにこのＳＯＣから車両の走行可能距離を求めて表示する技術が知られている。
【０００５】
ここで、バッテリ充電率とは、バッテリの満充電時の容量に対する現在の充電容量（残存容量）の比率（パーセント）と定義することができる。
したがって、バッテリ充電率を検知することにより、バッテリの定格充電容量とバッテリ充電率とからバッテリの残存容量や走行可能距離を検知することができる。
ところが、上述の技術では、バッテリが新品に近いうちは、バッテリの残存容量を比較的高精度に検知することができるが、バッテリが充放電を繰り返すことにより、バッテリ内の各電池セルに容量劣化が生じると、この容量劣化の度合いに応じてバッテリの残存容量の検知結果の精度が徐々に低下してしまう。
【０００６】
これは、バッテリ充電率がバッテリの満充電状態での実容量に対する残存容量の比率に過ぎないため、バッテリの定格充電容量と現実の満充電状態での実容量との差が大きくなるにつれて、バッテリ充電率が同じであっても、バッテリの残存容量の検知結果が実際の残存容量よりも大きな値となってしまうためである。
このような、不具合を解消するために、特許文献１には、バッテリの電流値及び電圧値の時間変化に基づいてバッテリの容量劣化（劣化度）を算出し、算出したバッテリの劣化度に応じてバッテリ充電率を補正する技術が開示されている。
【０００７】
そして、特許文献１の技術では、バッテリの容量劣化に応じてバッテリ充電率を補正するので、より精度良くバッテリの残存容量を検知することができる。
【特許文献１】特開平８−１０６９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、バッテリ内の各電池セルの内部抵抗の値（即ち、バッテリ全体としての内部抵抗値）は、電気自動車の走行態様や各電池セル毎の温度等の様々な使用条件によって変動する。
しかしながら、特許文献１の技術では、バッテリの電流値及び電圧値の時間変化に基づいてバッテリの劣化度を算出しているため、各電池セルの内部抵抗値の変動が劣化度の算出結果に影響することになりバッテリの劣化度の算出精度が低下してしまう。
【０００９】
このため、特許文献１の技術では、依然としてバッテリの残存容量の検知結果と実際の残存容量との誤差が少なからず生じ、車両の走行可能距離を正確に表示することができなくなる。
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、電気自動車に搭載されるバッテリの実際の充電容量（実容量）をより精度良く検知できるようにするとともに、走行可能な距離を精度良く求めることができるようにした電気自動車用バッテリ容量検知方法及びバッテリ容量検知装置並びにこれを用いた電気自動車のメンテナンス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】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の電気自動車用バッテリ容量検知方法（請求項１）は、予め充電されたバッテリから供給される電力を主な駆動源として走行する電気自動車において、該バッテリの実際の充電容量を検知するバッテリ容量検知方法であって、該バッテリに残存する電力を放電させて該バッテリの充電率が略０パーセントである満放電状態にする放電ステップと、該満放電状態の該バッテリに充電用電流を供与し、該バッテリの該充電率が略１００パーセントである満充電状態にまで充電する充電ステップと、該充電ステップにおいて該バッテリに流入した該充電用電流の電流量を積算して該バッテリの実際の充電容量を算出する実容量算出ステップとを有していることを特徴としている。
【００１１】
該充電ステップは、該放電ステップにおいて放電した電力を用いて該バッテリに該充電用電流を供与する第１充電ステップと、該第１充電ステップ完了後、電源からの電力のみを用いて該バッテリが該満充電状態に達するまで該充電用電流を供与する第２充電ステップとからなることが好ましい（請求項２）。
また、本発明の電気自動車用バッテリ容量検知装置（請求項３）は、予め充電されたバッテリから供給される電力を主な駆動源として走行する電気自動車において、該バッテリの実際の充電容量を検知するバッテリ容量検知装置であって、該バッテリの充電率が略０パーセントである満放電状態にまで該バッテリに残存する電力を放電させる放電手段と、該満放電状態の該バッテリに充電用電流を供与し、該バッテリの該充電率が略１００パーセントである満充電状態にまで充電する充電手段と、該充電手段が該バッテリに流入させた電流量を積算して該バッテリの実際の充電容量を算出する実容量算出手段とを有していることを特徴としている。
【００１２】
該バッテリから放電された電力を一時的に充電する一時蓄電用バッテリを有し、該充電手段は、該一時蓄電用バッテリの電力を用いて該一時蓄電用バッテリの電力が費消されるまで該充電用電流を該バッテリに供与するとともに、電源からの電力のみを用いて該バッテリが該満充電状態になるまで該充電用電流を該バッテリに供与することが好ましい（請求項４）。
【００１３】
また、本発明の電気自動車のメンテナンス方法（請求項５）は、バッテリ充電率に基づいて走行可能距離を表示する機能を有する電気自動車のメンテナンス方法であって、請求項１又は２記載の電気自動車用バッテリ容量検知方法を実行する実容量検知ステップと、該実容量検知ステップで検知した該バッテリの実際の充電容量と、該バッテリの定格充電容量とに基づいて、該走行可能距離を補正する補正ステップとを有していることを特徴としている。
【００１４】
該バッテリは、その内部に二次電池である電池セルが複数配置されたものであって、該実容量検知ステップ実行後の該複数の該電池セルそれぞれの電圧を検出するセル電圧検出ステップと、該セル電圧検出ステップにおいて検出した該複数の該電池セルそれぞれの該電圧に基づいて、該複数の該電池セルの該バッテリ内における配置位置を組み替える電池セル組み替えステップとを有していることが好ましい（請求項６）。
【００１５】
なお、通常、バッテリの容量劣化は比較的緩やかに進行するものであるため、本発明の電気自動車用バッテリ容量検知あるいは電気自動車のメンテナンスは、電気自動車の定期点検時等に併せて実施するようにすればよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電気自動車用バッテリ容量検知方法（請求項１）及びバッテリ容量検知装置（請求項３）によれば、満放電状態から満充電状態に至るまでに、バッテリに実際に流入した電流量を積算することでバッテリの実際の充電容量を算出するので、電気自動車の走行態様や各電池セル毎の温度等の様々な使用条件によるバッテリ内の各電池セルの内部抵抗値の変動に影響されることなくバッテリの実際の充電容量（実容量）をより精度良く検知することができる。
【００１７】
また、本発明の電気自動車用バッテリ容量検知方法（請求項２）及びバッテリ容量検知装置（請求項４）によれば、バッテリに元々充電されていた電力を無駄なく使用することができる。
また、本発明の電気自動車のメンテナンス方法（請求項５）によれば、実容量検知ステップにおいて、バッテリの実際の充電容量（実容量）を精度良く検知することができ、検知したバッテリの実容量とバッテリの定格充電容量とに基づいて、走行可能距離を補正するので、より精度の良い走行可能距離の表示を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の電気自動車のメンテナンス方法（請求項６）によれば、実容量検知ステップ実行後（即ち、バッテリが満充電状態）において、各電池セルの電圧を検出することにより、各電池セル毎の劣化度合いを検知することができる。
各電池セル毎の劣化度合いのバラツキは、主に温度条件が大きく関わるものと考えられ、電池セル毎の劣化度合いに基づいて電池セルのバッテリ内における配置位置を組み替えることにより、各電池セル毎の劣化度合いのバラツキを平坦化することができ、結果としてバッテリの高寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。図１〜図６は、いずれも本発明の一実施形態に係る電気自動車のメンテナンス方法を説明するためのものであって、図１はバッテリの容量検知及び電気自動車のメンテナンスにかかる手順を示すフローチャート、図２は、電気自動車及びバッテリ充電装置の概略構成を示す模式図、図３はバッテリ及びバッテリ充電装置の構造を模式的に示す図、図４は電池セルの充電率に対する電池セルの電圧（セル電圧）を示すグラフ、図５はバッテリの充電率に対する充電用電流の電流値を示すグラフ、図６はバッテリの充電時間に対する充電用電流の電流値を示すグラフである。
【００２０】
図２に示すように、本発明が適用される車両（電気自動車）１は、バッテリ２及び走行駆動用モータ（電動機）３を有している。車両１は、予め充電されたバッテリ２の電力を主要な駆動源として走行するいわゆるＥＶ（Electric Vehicle）である。
走行駆動用モータ３は、本実施形態においては車両１のリヤアクスル上に設けられ、導線ケーブル４及び図示しないモータコントロールユニットを介してバッテリ２と電気的に接続されている。
【００２１】
そして、車両１の走行時には、バッテリ２から走行要求トルクに応じた電力が供給されることにより、走行駆動用モータ３が駆動されこの駆動力により車両１が走行するようになっている。また、車両１の回生制動時には走行駆動用モータ３により回生電力が発電され、この回生電力をバッテリ２に充電しうるようになっている。
車両１の図示しない運転席には、表示装置としてのインストルメントパネル（以下、インパネと略す）８が配設されている。インパネ８は、コンピュータで構成される電子制御装置（ＥＣＵ）４０からの入力に基づいてバッテリ２の充電率（ＳＯＣ）を表示し、運転者に伝達できるようになっている。また、インパネ８には、このバッテリ２の充電率に基づいて現在の残存容量で走行可能な距離が表示されるようになっている。
【００２２】
また、車両１の外部には、バッテリ充電装置（放電手段，充電手段）６が設置されており、バッテリ充電装置６とバッテリ２の図示しない接続端子とを導線ケーブル７により連結することでバッテリ充電装置６とバッテリ２とが電気的に接続されるようになっている。
次に、図３を参照して、バッテリ２及びバッテリ充電装置６の詳細な構成について説明する。
【００２３】
図３に示すように、バッテリ２は、複数の電池セル２１と複数のセル電圧計２２とバッテリ制御装置２３とにより構成されている。
なお、図３では図面を簡略化するために電池セル２１及びセル電圧計２２の個数を大幅に減らして図示しているが、実際には、電池セル２１及びセル電圧計２２は、バッテリ２の内部に百個程度配設されている。
【００２４】
各電池セル２１を構成する２次電池としては、単位質量当たりのバッテリ容量が優れているという点からリチウムイオン電池が用いられており、本実施形態においては各電池セル２１はそれぞれ直列に接続されている。
即ち、百個程度の電池セル２１をそれぞれ直列に接続することにより、車両１を好適に走行させるのに必要なバッテリ電圧（通常、数百ボルト程度）を得るように構成されている。
【００２５】
また、バッテリ２とバッテリ充電装置６とが導線ケーブル７により接続されることにより充電用の直列回路が形成されるようになっている。なお、図３では、理解容易のために直列回路部分（充電用電流が導通する導線）を太線で図示している。
各セル電圧計２２は、各電池セル２１毎の電圧（正極と負極との間の電位差）を検知するものであり、各電池セル２１毎に電池セル２１に対して並列に接続されている。
【００２６】
バッテリ制御装置２３は、コンピュータ等により構成されており、各セル電圧計２２の検出値Ｖｃが入力されるようになっている。
バッテリ制御装置２３は、セル電圧計２２の検出値Ｖｃに基づきバッテリ２の満充電状態での実容量に対する残存容量の比率である充電率（ＳＯＣ）を算出するようになっている。
【００２７】
バッテリ２の充電率（ＳＯＣ）を算出についてより具体的に説明する。
まず、バッテリ制御装置２３は、複数の電池セル２１のうち最も電圧が低い電池セル（以下、最低セルという）２１の電圧（即ち、入力された検出値Ｖｃのうち、最も値が小さい検出値Ｖｃ）を検知する。
そして、最低セルの電圧とバッテリ２の充電率との関係から充電率を算出するようになっている。
【００２８】
なお、バッテリ２の充電率と各最低セル２１の電圧（セル電圧）との関係は図４に示すようになっており、セル電圧が判明すれば、バッテリ制御装置２３は図４のマップにもとづいてバッテリ２の充電率（ＳＯＣ）は、一意的に求めることができる。
したがって、バッテリ２の充電率が０％（ゼロパーセント）である満放電状態にあるか否かの判定を行う際には、バッテリ制御装置２３は、各電池セル２１のうち、最低セルに対応するセル電圧計２２の検出値Ｖｃが図４のマップから充電率０％に相当するＶminに達した場合に、バッテリ２の充電率が０％の満放電状態になったと判定するように設定されている。
【００２９】
なお、Ｖminの値は、電池セル２１の適正電圧の下限値及び下限値に予め規定された安全率を乗じた値となるように予め設定されており、Ｖminの値は電池セルとして使用する２次電池の種類等に応じて、電池セル２１の適正な電圧の範囲の下限値として設定されるようになっている。
これは、最低セルの検出値ＶｃがＶminにまで下降したときにバッテリ２が満放電状態であると判定して、バッテリ２からのこれ以上の放電を禁止することで、最低セルが過放電されることを防止するためである。例えば、最低セルが満放電状態に達した状態であるにも関わらずバッテリ２からの放電を継続すると最低セルの電圧が過度に低下してしまい、電池セル２１が破損する虞がある。
【００３０】
また、各電池セル２１毎の検出値Ｖｃと充電率とのマップを用いて各電池セル２１毎の充電率を求めることも可能である。
また、バッテリ制御装置２３は、各電池セル２１のうち、最も電圧が高い電池セル（以下、最高セルという）２１の電圧（即ち、入力された検出値Ｖｃのうち、最も値が大きい検出値Ｖｃ）が、Ｖmaxに達した場合には、最高セル２１に対応するセル電圧計２２の検出値Ｖｃを充電装置制御装置３４に送信するようになっている。
【００３１】
なお、Ｖmaxの値は、電池セル２１の適正電圧の上限値及び上限値に予め規定された安全率を乗じた値となるように予め設定されており、Ｖmaxの値は、Ｖminの値と同様に電池セルとして使用する２次電池の種類等に応じて、電池セル２１の電圧が適正な電圧の範囲の上限値として設定されるようになっている。
バッテリ充電装置６は、電力供給装置（電源）３１，電流センサ３３及び充電装置制御装置３４を有して構成されている。電力供給装置３１の内部には一時バッテリ（一時蓄電用バッテリ）３２が収納されている。
【００３２】
なお、バッテリ制御装置２３と充電装置制御装置３４と電子制御装置４０とは互いに信号を交換しうるように電気的に接続されている。
電流センサ３３は、導線ケーブル７を導通する電流値を検出するように構成されており、電流センサ３３が検出した電流値Ｉｒ（これは、電力供給装置３１から出力される充電用電流の電流値に等しいため、以下充電用電流値Ｉｒという）は充電装置制御装置３４に入力されるようになっている。
【００３３】
電力供給装置３１は、バッテリ２の充電時に、一旦、バッテリ２を満放電状態にまで放電した後にバッテリ２に電力を供給する電源装置であり、図示しない外部電源及び一時バッテリ３２からバッテリ２を充電するための充電用電流を出力できるように構成されている。また、電力供給装置３１は充電装置制御装置３４によって作動制御されるようになっている。
【００３４】
電力供給装置３１は、図５に示すように、充電初期には、定電流（初期電流値Ｉｍ）にてバッテリ２に充電用電流を供与して充電を行う（定電流充電）。
そして、最高セル２１の電圧がＶmaxに達し、バッテリ制御装置２３から充電装置制御装置３４に最高セル２１の電圧の検出値Ｖｃが入力されると、最高セル２１の電圧の検出値ＶｃがＶmaxの近傍を維持するようにバッテリ２に充電用電流を漸減するように設定されている（定電圧充電）。
【００３５】
以下、充電開始から最高セル２１の電圧の検出値Ｖｃが入力されるまでの時間を所定時間Ｔという。
ここで、定電圧充電についてより詳細に説明する。充電装置制御装置３４は、充電開始から所定時間Ｔが経過した後は、図５に示すように、充電用電流値Ｉｒを徐々に低下（漸減）させるようになっている。
【００３６】
この理由について説明する。電池セル２１に充電用電流が導通している場合には、電池セル２１の内部抵抗と充電用電流との関係からオームの法則により、各電池セル２１の端子間に電位差が生じる。
つまり、充電時におけるセル電圧センサ２２が検出する検出値Ｖｃは、無負荷時のセル電圧に充電用電流の導通に起因する見かけの電圧が付加されたものといえ、充電時に最高セル２１の電圧の検出値ＶｃがＶmaxに達したとしても、充電を停止するとセル電圧はＶmaxよりも低下する。つまり、最高セル２１は未だ容量に余裕がある状態である。
【００３７】
ただし、上述したように電池セル２１の電圧が過度に上昇すると電池セル２１の破損等の原因となりうるため、充電装置制御装置３４は、最高セル２１の電圧の検出値ＶｃがＶmax近傍で略一定となるように、充電用電流値Ｉｒを徐々に低下（漸減）させるような充電制御（即ち、定電圧充電）を行うように設定されている。
電力供給装置３１内の一時バッテリ３２は、上述したバッテリ２の充電に先立つ放電において、バッテリ２の充電時には蓄電した電力をバッテリ２に供給する機能を有している。
【００３８】
また、充電装置制御装置３４は、電流センサ３３から入力される充電用電流値Ｉｒが予め設定された充電完了電流値Ｉｅ（当然Ｉｅ＜Ｉｍ）よりも小さくなると、電力供給装置３１からの充電用電力の供給を停止させるように設定されている。
つまり、充電完了電流値Ｉｅはバッテリ２が満充電状態（即ち、充電率１００％）に達したか否かを判定するための閾値となる電流値であり、バッテリ２の過充電を防止しうる値として設定されている。
【００３９】
さらに、充電装置制御装置３４は、充電開始から充電完了までの充電時間ＴTを計測するタイマを内蔵しており、充電開始から充電終了までの充電時間ＴTを計測できるようになっている。
そして、充電装置制御装置３４は、充電時間ＴTにバッテリ２に供与した充電用電流値Ｉｒの積分値（図６のハッチングで示す領域）である総充電電流量（単位：Ａ・ｈ，アンペア時）、即ち、満充電状態における実際の充電容量を算出するようになっている。
【００４０】
ところで、背景技術の欄においても説明したように、バッテリ２は充放電を繰り返すうちに劣化していき、新品時の満充電状態での充電容量（定格充電容量）に対して、満充電状態における実際の充電容量が低下していく。
一方、電気自動車１では定格充電容量に対する現在の残存容量の割合、即ち、ＳＯＣに基づき走行可能距離を求め、表示するように構成されている。
【００４１】
具体的には、ＥＣＵ４０には、バッテリ２の定格充電容量で走行可能な所定距離Ｄが予め記憶されており、この所定距離Ｄに検知したバッテリ２の充電率ＳＯＣ（％）を乗じることにより、バッテリ２の現在の残存容量で走行可能な距離ｄを算出するようになっているのである。
しかしながら、上述のようにバッテリ２が容量劣化すると、新品時と同じ充電率の値であっても実際の残存容量は新品時と比較して低下しているため、正確な走行可能距離を算出することができなくなる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、バッテリ２の充電時に、当該充電に先だってバッテリ２内に残っている残存電力を一旦全て放電し（満放電状態）、その後満充電状態となるまでバッテリ２に電力を供給するとともに、満充電状態に達するまでの充電用電流の供給量を積算して満充電状態での実際の充電容量（実容量）を算出するようになっている。
そして、バッテリ２の実容量を算出すると、この実容量とバッテリ２の定格充電容量とを比較して、バッテリの劣化度合い（補正係数）ｋを算出するようになっている。なお、この劣化度合いｋは、下式にて算出される。
【００４３】
ｋ＝満充電時の充電容量（実容量）／定格充電容量
また、補正係数ｋとしてバッテリ２の劣化度合いが算出されると、この補正係数ｋを用いて走行可能距離ｄが補正され、この補正された走行可能距離ｄがインパネ８に表示されるようになっている。
なお、この走行可能距離ｄの補正は以下のようにして実行される。
ｄ＝ｋ・Ｄ・ＳＯＣ
一方、バッテリ制御装置２３では満充電状態における各電池セル２１の電圧（即ち、検出値Ｖｃ）のばらつきをモニタしており、電圧のばらつきに応じて電池セルの配置の変更（セルの組み換え）が行われる。
【００４４】
即ち、バッテリ２が満充電状態であってもバッテリ２内の各電池セル２１の容量劣化の度合いにはばらつきがあるため、各電池セル２１単位での充電率が全て１００％に達している状態ではない。
したがって、バッテリ２が満充電状態のとき、セル電圧センサ２２の検出値Ｖｃが大きい（即ち、セル電圧が高い）電池セル２１は、セル電圧センサ２２の検出値Ｖｃがより小さい電池セル２１と比較して、電池セル２１としての充電率が高い（即ち充電率に余裕がない）といえ、このような電池セル２１は容量劣化がより進行していると考えることができる。
【００４５】
また、リチウムイオン電池の場合、使用時の温度が高い程、容量劣化が進行しやすいことが知られている。したがって、バッテリ２の内部においても、走行駆動用モータ３等の発熱源により近い位置に配設された電池セル２１の方が、容量劣化の進行度が高いものと考えられる。つまり、各電池セル２１の容量劣化の進行度と各電池セル２１のバッテリ内における配置位置とには相関関係があるといえる。
【００４６】
そこで、満充電状態における各電池セル２１の電圧に応じて容量劣化の進行度が大きいと思われる電池セル２１と容量劣化の進行度が小さいと思われる電池セル２１とのバッテリ２内における配置位置を組み替えることにより、バッテリ２内の各電池セル２１の容量劣化の進行度の均等化を図るようにしている。
これにより、各電池セル２１毎の劣化度合いを均一化して、バッテリ２全体の劣化を極力抑制するようにしている。
【００４７】
なお、このような各電池セル２１の組み換えはオペレータが手動で行ってもよいし、機械により自動化してもよい。
次に、図１のフローチャートを参照してバッテリ２の容量検知方法及び車両１のメンテナンス方法にかかる手順について説明する。
まず、バッテリ２のバッテリ２の容量検知開始前の準備として、バッテリ２の接続端子に導線ケーブル７を接続して、バッテリ充電装置６とバッテリ２とを電気的に接続する。
【００４８】
このとき、車両側の各制御装置（バッテリ制御装置２３，電子制御装置４０）と充電装置制御装置とも信号を送受信可能に電気的に接続する。
そして、ステップＳ１００として、充電装置制御装置３４は、バッテリ２の各電池セル２１に残存する電力を放出させる。
次に、ステップＳ１１０として、バッテリ制御装置２３は、最低セルに対するセル電圧計２２の検出値ＶｃとＶminとを比較し、最低セルが充電率０％の満放電状態に達したか否かを判定する。
【００４９】
ステップＳ１１０において、最低セルの検出値ＶｃがＶminより大きい（Ｖｃ≧Ｖmin）である場合には最低セルが充電率０％に達していないと判定してステップＳ１００に戻り、バッテリ２からの放電が継続される。
一方、ステップＳ１１０において、最低セルの検出値ＶｃがＶmin以下（Ｖｃ＜Ｖmin）となった場合には最低セルが充電率０％となったと判定して（即ち、バッテリ２が満放電状態になったと判定して）、ステップＳ１２０として、バッテリ２の放電が停止される。即ち、ステップＳ１００〜Ｓ１２０までの手順が放電ステップに相当する。
【００５０】
続いて、ステップＳ１３０として、充電装置制御装置３４は電力供給装置３１を制御して、バッテリ２に対して定電流（電流値Ｉｍ）の充電用電流Ｉｒをバッテリ２に供与し、バッテリ２の充電を開始する。充電開始段階では、充電用電流Ｉｒの供給源として、一時バッテリ３２に充電された電力が用いられる。ただし、このとき電力供給装置３１内では、定電流定電圧充電を可能とするために、一時バッテリ３２の電力と併せて外部電源の電力も電力源としてバッテリ２の充電に用いられる（第１充電ステップ）。なお、一時バッテリ３２の電力が十分である場合には、一時バッテリ３２の電力が費消するまで外部電源の電力を用いる必要はない。
【００５１】
そして、一時バッテリ３２に充電された電力が費消されると、外部電源の電力のみを電力源として充電が行われる（第２充電ステップ）。
その後、充電開始から所定時間Ｔが経過すると、ステップＳ１４０として、充電装置制御装置３４は、定電流充電から定電圧充電に切り替え、バッテリ２に対して定電圧充電を行うべく充電用電流を供与する。
【００５２】
即ち、ステップＳ１４０において、定電流充電から定電圧充電に切り替わると、バッテリ２に導通する充電用電流値Ｉｒが漸減していくことになる。
そして、ステップＳ１５０として、充電装置制御装置３４は、充電用電流値Ｉｒと充電完了電流値Ｉｅとの大小関係を比較する。
そして、充電用電流値Ｉｒが充電完了電流値Ｉｅより大きい場合（Ｉｒ＞Ｉｅ）には、ステップＳ１４０に戻り、定電圧充電が継続される。
【００５３】
一方、充電用電流値Ｉｒが充電完了電流値Ｉｅよりも小さい場合（Ｉｒ≦Ｉｅ）には、ステップＳ１６０として、電源制御装置３４はバッテリ装置２が満充電状態であると判断して、電力供給装置３１からの充電用電流の供与を停止させる。これにより、バッテリ２の充電が完了する。即ち、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０が充電ステップに相当する。
バッテリ２の充電が完了すると、ステップＳ１７０として、充電装置制御装置３４は、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０においてバッテリ２に流入した充電用電流値Ｉｒの充電時間ＴTにおける時間積分値である総充電電流量（Ａ・ｈ）を算出する。こうして算出された電流量（Ａ・ｈ）が、バッテリ２に実際に充電可能な最大の電流量（実際の充電容量，実容量）である（実容量算出ステップ）。また、ステップＳ１００〜Ｓ１７０までが、実容量検知ステップに相当する。
【００５４】
実容量検知ステップが実行された後は、ステップＳ１８０として、電子制御装置４０では、充電装置制御装置３４からの入力を受け、バッテリ２の定格充電容量と満充電状態における実際の充電容量とを比較して、バッテリ２の容量劣化の度合いである補正係数ｋを算出する。そして、電子制御装置４０において算出される元々の走行可能距離に補正係数ｋを乗算することにより、インパネ８側に出力する走行可能距離を補正する（補正ステップ）。
【００５５】
一方、バッテリ制御装置２３では、実容量検知ステップが完了した直後の時点での各セル電圧センサ２２の検出値Ｖｃを検出し、図示しない出力装置から、各電池セル２１とこれに対応する各セル電圧センサ２２の検出値Ｖｃを出力する。
そして、ステップＳ１９０として、作業者は、バッテリ制御装置２３からの出力に基づいて、バッテリ２内の各電池セル２１の配置位置を入れ替える（電池セル組み替えステップ）。
【００５６】
以上、詳述したように本発明の一実施形態にかかる電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法によれば、以下のような作用効果を奏する。
まず、バッテリ２の接続端子に導線ケーブル７を接続して、バッテリ２の各電池セル２１に残存する電力をバッテリ充電装置６側に放電させ、最低セルが満放電状態（充電率０％）に達するまで放電を継続する。
【００５７】
その後、バッテリ２に充電用電流（一定の電流値Ｉｍ）が供与され、定電流充電によりバッテリ２が充電される。このときの充電用電流の一部は一時バッテリ３２の電力を用いたものである。つまり、元々バッテリ２に残存していた電力が、一旦、一時バッテリ３２に充電され、再びバッテリ２に充電されることとなる。
そして、充電用電流値Ｉｒが充電完了電流値Ｉｅに達すると（Ｉｒ≦Ｉｅ）、充電用電流の供与を停止させてバッテリ２の充電を完了させ、バッテリ２が満放電状態から満充電状態に至るまでにバッテリ充電装置６から供与された総充電電流量（即ち、実際の充電容量）を算出する。
【００５８】
また、実際の充電容量と定格充電容量とから補正係数ｋを算出し、補正係数ｋを用いてインパネ８に表示する走行可能距離が補正される。さらに、バッテリ充電完了直後の各セル電圧センサ２２の検出値Ｖｃに基づいて、電池セル２１のバッテリ２内での配置位置を入れ替える。
このように、本発明の一実施形態にかかる電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法によれば、バッテリ２が満放電状態になるまで、一旦、放電させた後、満放電状態から満充電状態に至るまでに、バッテリ２に流入した電流量を積算することでバッテリ２の実際の充電容量を検知するので、車両１のこれまでの走行態様や各電池セル２１毎の温度等の様々な使用条件のばらつきによるバッテリ２の内部抵抗値の変動に影響されることなく、バッテリの実際の充電容量をより精度良く検知することができる。また、バッテリ２に元々充電されていた電力は、一旦、一時バッテリ３２に充電した後、再びバッテリ２に充電されることになるので、電力を無駄なく使用することができる。
【００５９】
また、検知したバッテリ２の実際の充電容量に基づいて、バッテリ２の定格充電容量に対する容量劣化の度合いに対応する補正係数ｋを求め、電子制御装置４０において車両１の走行可能距離をより正確に算出でき、これを表示手段８に表示させることができる。
さらに、電池セル２１毎の容量劣化の進行度合いに基づいて電池セル２１のバッテリ２内部における配置位置を組み替えることにより、各電池セル２１毎の容量劣化の進行度合いのばらつきを平坦化することができる。
【００６０】
これにより、最低セルとその他の電池セル２１との容量劣化の進行度の差が小さくなり、個々の電池セル２１をより効率良く使用することができ、結果として、バッテリ２の容量劣化の進行を鈍化させてバッテリ２の高寿命化を図ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨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。
【００６１】
例えば上述の実施形態では、バッテリの実際の充電容量の検知結果に基づいて、残存容量の補正やバッテリ内部における電池セルの配置位置の組み換えを行っているが、これらは必ず行う必要はなく、省略可能である。また、バッテリの実際の充電容量の検知結果は、電気自動車のその他のメンテナンスに広く適用可能である。最もシンプルには、バッテリの実際の充電容量の検知結果に基づいてバッテリの交換を行う等してもよい。
【００６２】
また、上述の実施形態では、補正ステップとして、バッテリの実際の充電容量の検知結果とバッテリの定格充電容量とを比較して、バッテリの劣化度合い（補正係数）ｋを算出し、予め設定されたバッテリ２の定格充電容量で走行可能な所定距離とバッテリ充電率により算出される走行可能距離に、補正係数ｋ乗じることで走行可能距離を補正するようにしているが、これに替えて、電子制御装置が、バッテリの実際の充電容量にバッテリ充電率を乗じてバッテリ残存容量を算出し、算出した残存容量と走行可能距離との関係から走行可能距離を求めるようにしてもよい。
【００６３】
つまり、電子制御装置に予め設定されたバッテリの定格充電容量を、本発明のバッテリ容量検知方法により検知したバッテリ２の実際の充電容量に更新するようにすれば、結果として算出される走行可能距離もより精度の高いものとなり、運転者により正確な情報を伝達することができる。
また、その他の例としては、バッテリの実際の充電容量の検知結果に基づいて、バッテリ充電率の表示をより小さい側に補正するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法を説明するためのものであって、バッテリの容量検知及び電気自動車のメンテナンスにかかる手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法を説明するためのものであって、電気自動車及びバッテリ充電装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法を説明するためのものであって、バッテリ及びバッテリ充電装置の構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法を説明するためのものであって、電池セルの充電率に対する電池セルの電圧（セル電圧）を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法を説明するためのものであって、バッテリの充電率に対する充電用電流の電流値を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る電気自動車用バッテリ容量検知方法及び装置並びに電気自動車のメンテナンス方法を説明するためのものであって、バッテリの充電時間に対する充電用電流の電流値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  車両（電気自動車）
２  バッテリ
３  走行駆動用モータ（電動機）
４  導線ケーブル
６  バッテリ充電装置（放電手段，充電手段）
７  導線ケーブル
８  インストルメントパネル（表示装置）
２１  電池セル
２２  セル電圧計
２３  バッテリ制御装置
３１  電力供給装置（電源）
３２  一時バッテリ（一時蓄電用バッテリ）
３３  電流センサ
３４  充電装置制御装置
４０  電子制御手段（ＥＣＵ）
【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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