(57)【要約】【課題】バッテリの温度及び充電率の変化による影響を補正してバッテリの放電能力又は劣化度を高精度に推定することが可能なバッテリ状態推定方法等を提供する。  【解決手段】測定した温度Ｔ及び充電率ＳＯＣから係数Ａ、Ｂを算出する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。次に、算出された係数Ａ、Ｂを適用した応答電圧相関式に、測定したインピーダンスＸを代入して応答電圧Ｖｃを算出する（ステップＳ２０４）。さらに、ステップＳ２０４で算出した応答電圧Ｖｃを所定の閾値Ｖ０と比較し（ステップＳ２０５）、ＶｃがＶ０以上であるときはバッテリが正常であると判定する（ステップＳ２０６）。 【選択図】図１
2008128802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の放電電流が流されたときの応答電圧を推定してバッテリの放電能力又は劣化度を推定するバッテリ状態推定方法であって、
前記応答電圧を前記バッテリのインピーダンス又は内部抵抗の測定値を用いて算出する所定の相関式を事前に作成し、
前記相関式の係数が前記バッテリの温度と充電率の関数で与えられており、
前記バッテリの前記温度及び前記充電率を測定して前記係数の値を決定し、
前記係数の値を用いた前記相関式に前記インピーダンス又は前記内部抵抗の前記測定値を代入して前記応答電圧を算出する
ことを特徴とするバッテリ状態推定方法。
【請求項２】
前記相関式が、多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つからなる
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ状態推定方法。
【請求項３】
前記相関式の係数が、前記温度と前記充電率との多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つからなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバッテリ状態推定方法。
【請求項４】
前記相関式の係数が、前記温度の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなり，さらにその多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つの係数を前記充電率の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリ状態推定方法。
【請求項５】
前記相関式の係数が、前記充電率の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなり，さらにその多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つの係数を前記温度の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなる 
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリ状態推定方法。
【請求項６】
バッテリのインピーダンス又は内部抵抗を測定するインピーダンス測定手段と、
前記バッテリの温度を測定する温度センサーと、
前記バッテリの充電率を測定する充電率センサーと、
前記バッテリの応答電圧を前記インピーダンス又は前記内部抵抗の測定値から算出する所定の相関式が事前に保存され、前記相関式の係数が前記バッテリの前記温度と前記充電率の関数で与えられており、前記温度センサー及び前記充電率センサーで測定された前記温度及び前記充電率のそれぞれの測定値を用いて前記係数の値を決定し、さらに前記インピーダンス測定手段で測定された前記インピーダンス又は前記内部抵抗の測定値を前記相関式に代入することにより前記応答電圧を算出して前記バッテリの放電能力又は劣化度を判定する制御部と、を備える
ことを特徴とするバッテリ状態監視装置。
【請求項７】
前記バッテリと前記バッテリ状態監視装置とを備える
ことを特徴とするバッテリ電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの放電能力又は劣化度を推定するバッテリ状態推定方法等の技術分野に関し、特にバッテリの応答電圧を推定して放電能力又は劣化度を推定するバッテリ状態推定方法等の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バッテリ状態を監視してその放電能力あるいは劣化度を検知する技術は、特に自動車等の分野においては安全走行や快適性を実現する上で極めて重要な技術である。バッテリの放電能力あるいは劣化度を推定する方法は、従来から多数提案されており、例えば特許文献１開示されている方法が知られている。
【０００３】
特許文献１においては、バッテリの放電能力あるいは劣化度をインピーダンスもしくは内部抵抗に基づいて判定するようにしており、インピーダンスもしくは内部抵抗から算出した応答電圧が所定の閾値以下になると、そのバッテリの放電能力が不足している、あるいは劣化度が高い、と判定している。この場合、バッテリのインピーダンス又は内部抵抗がバッテリの温度や充電率で異なることから、上記の判定に用いる端子間電圧を所定の温度で所定の充電率のときの値に変換しておく必要がある。
【０００４】
また特許文献１において、バッテリの温度と充電率が一定という条件の下では、定電流放電を行なったときの応答電圧がインピーダンスと線形の関係になることが報告されている。これより、バッテリの温度と充電率が所定の条件を満たすときには、上記の応答電圧を得ることでバッテリの放電能力又は劣化度を判定することが可能となっている。
【０００５】
しかしながら、実際のバッテリ電源システム、特に車載用バッテリ等では、バッテリの温度や充電率が一定に保持されるという条件はほとんど実現されることはない。実際には、バッテリの使用条件等によって温度や充電率が変化しており、温度や充電率が変わると放電能力または劣化度の指標となる応答電圧とインピーダンス又は内部抵抗との相関も変わってしまう。そのため、応答電圧をインピーダンス又は内部抵抗の相関関数を用いて算出するようにしている場合には、温度や充電率の変化に応じて相関関数を補正する必要がある。
【０００６】
上記のように、バッテリの放電能力あるいは劣化度を判定するのに用いるインピーダンス等に対して、バッテリの温度や充電率の影響を補正する必要があるが、このうち、インピーダンスの温度補正を高精度に行なう従来の方法として、例えば特許文献２に記載されている方法が知られている。特許文献２では、ある温度で測定されたインピーダンスから任意の温度でのインピーダンスを予測計算する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−０３７３８０号
【特許文献２】特開２００５−０９１２１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のとおり定電流放電における応答電圧とインピーダンス又は内部抵抗との相関関数をバッテリの温度や充電率の変化に応じて補正していく必要があるが、この相関関数に用いられている係数を高精度に補正する技術がこれまで知られていなかった。そのため、バッテリの放電能力や劣化度を高精度に推定することはできないといった問題があった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、バッテリの温度及び充電率の変化による影響を補正してバッテリの放電能力又は劣化度を高精度に推定することが可能なバッテリ状態推定方法等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】
【０００９】
この発明のバッテリ状態推定方法の第１の態様は、所定の放電電流が流されたときの応答電圧を推定してバッテリの放電能力又は劣化度を推定するバッテリ状態推定方法であって、前記応答電圧を前記バッテリのインピーダンス又は内部抵抗の測定値を用いて算出する所定の相関式を事前に作成し、前記相関式の係数が前記バッテリの温度と充電率の関数で与えられており、前記バッテリの前記温度及び前記充電率を測定して前記係数の値を決定し、前記係数の値を用いた前記相関式に前記インピーダンス又は前記内部抵抗の前記測定値を代入して前記応答電圧を算出することを特徴とする。
【００１０】
この発明のバッテリ状態推定方法の他の態様は、前記相関式が、多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つからなることを特徴とする。
【００１１】
この発明のバッテリ状態推定方法の他の態様は、前記相関式の係数が、前記温度と前記充電率との多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つからなることを特徴とする。
【００１２】
この発明のバッテリ状態推定方法の他の態様は、前記相関式の係数が、前記温度の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなり，さらにその多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つの係数を前記充電率の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなることを特徴とする。
【００１３】
この発明のバッテリ状態推定方法の他の態様は、前記相関式の係数が、前記充電率の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなり，さらにその多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つの係数を前記温度の多項式関数又は指数関数又は逆数関数の少なくともいずれか一つとしてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明のバッテリ状態監視装置の第１の態様は、バッテリのインピーダンス又は内部抵抗を測定するインピーダンス測定手段と、前記バッテリの温度を測定する温度センサーと、前記バッテリの充電率を測定する充電率センサーと、前記バッテリの応答電圧を前記インピーダンス又は前記内部抵抗の測定値から算出する所定の相関式が事前に保存され、前記相関式の係数が前記バッテリの前記温度と前記充電率の関数で与えられており、前記温度センサー及び前記充電率センサーで測定された前記温度及び前記充電率のそれぞれの測定値を用いて前記係数の値を決定し、さらに前記インピーダンス測定手段で測定された前記インピーダンス又は前記内部抵抗の測定値を前記相関式に代入することにより前記応答電圧を算出して前記バッテリの放電能力又は劣化度を判定する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明のバッテリ電源システムの第１の態様は、前記バッテリと前記バッテリ状態監視装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、定電流放電時の応答電圧とインピーダンス又は内部抵抗との相関関数の係数を、バッテリの温度及び充電率の関数として高精度に算出できるようにしたことから、バッテリの温度及び充電率の変化による影響を補正してバッテリの放電能力又は劣化度を高精度に推定できるバッテリ状態推定方法等を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照して本発明の好ましい実施の形態におけるバッテリ状態推定方法、バッテリ状態監視装置及びバッテリ電源システムの構成について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００１８】
本発明のバッテリ状態推定方法では、バッテリから所定の定電流放電を行ったときの応答電圧が所定の閾値以上か否かによって、バッテリの放電能力又は劣化度を判定している。具体的には、図２に示すように、バッテリから例えば１０Ａや１００Ａ等の一定電流を放電し、放電後一定時間経過したときの応答電圧が所定の閾値以上か否かによって、バッテリの放電能力又は劣化度が適切かを判定するようにしている。応答電圧を測定するための放電電流の大きさや、バッテリの放電能力又は劣化度を判定するための閾値等は、バッテリから電力供給を受ける負荷が必要とする動作電圧の許容最小値等から決定することができる。
【００１９】
上記の応答電圧は、バッテリのインピーダンス又は内部抵抗と強い相関があることから、本発明のバッテリ状態推定方法では、所定の相関式（以下では応答電圧相関式という）を用いてインピーダンス又は内部抵抗から応答電圧を推定するようにしている。また、この応答電圧相関式が、バッテリのインピーダンス又は内部抵抗を変数とする多項式関数又は指数関数の少なくともいずれか一方で与えられることを特徴としている。
【００２０】
応答電圧相関式の１例を以下に示す。応答電圧をＶｃとし、インピーダンス又は内部抵抗をＸとしたとき、応答電圧相関式を多項式関数で表わす場合には、
［数１］
Ｖｃ＝ａ０＋ａ１・Ｘ＋ａ２・Ｘ２＋・・・＋ａｎ・Ｘｎ              （式１）
とすることができる。また、応答電圧相関式を指数関数で表わす場合には、
［数２］
Ｖｃ＝ｂ０＋ｂ１・exp（ｃ１・Ｘ））＋ｂ２・exp（ｃ２・Ｘ）＋・・・
＋ｂｎ・exp（ｃｎ・Ｘ）                                （式２）
とすることができる。また、応答電圧相関式を逆数関数で表わす場合には、
［数３］
Ｖｃ＝ｃ０＋（１＋ｃ１・Ｘ＋・・・＋ｃｎ−１・Ｘｎ−１）／
（ｄ０＋ｄ１・Ｘ＋・・・＋ｄｎ・Ｘｎ）                  （式３）
とすることができる。さらに、（式１）、（式２）及び（式３）を組み合わせて応答電圧相関式を表わすこともできる。なお、上記のａｉ、ｂｉ、ｃｉ、ｄｉ（ｉ＝０〜ｎ）は、実験データのフィッティング等で決定される係数である。
【００２１】
応答電圧相関式として、上記の（式１）を用いたときの例を図３〜５に、また（式２）を用いたときの例を図６に、さらに（式３）を用いたときの例を図７に示す（応答電圧相関式をそれぞれ符号２１〜２５で示す）。各図に示された測定データ１０は、所定の温度と充電率において、所定の定電流を放電させて測定した応答電圧を示している。測定データ１０は、ばらつきが見られるものの、インピーダンスが大きくなるとともに応答電圧が低下することが示されている。
【００２２】
多項式関数で表わした応答電圧相関式２１〜２３を測定データ１０と比較して示した図３〜５は、それぞれインピーダンスの一次の多項式、二次の多項式、及び三次の多項式で応答電圧相関式を表わしたときの結果を示している。すなわち、図３〜５に示す多項式関数の応答電圧相関式２１〜２３は、それぞれ以下のように表わされたものである。
［数４］
Ｖｃ＝ａ０１＋ａ１１・Ｘ                                        （式４）
Ｖｃ＝ａ０２＋ａ１２・Ｘ＋ａ２２・Ｘ２                            （式５）
Ｖｃ＝ａ０３＋ａ１３・Ｘ＋ａ２３・Ｘ２＋ａ３３・Ｘ３              （式６）
【００２３】
また、図６に示す指数関数で表わされた応答電圧相関式２４は、以下のように表わされたものである。
［数５］
Ｖｃ＝ｂ０＋ｂ１・exp（ｂ２・Ｘ））                            （式７）
さらに、図７に示す逆数関数で表わされた応答電圧相関式２５は、以下のように表わされたものである。
［数６］
Ｖｃ＝ｃ０＋１／（ｄ１＋ｄ２・Ｘ）                            （式８）
【００２４】
図３〜７では、上記の応答電圧相関式２１〜２５と測定データ１０との相関の強さを示すＲ２の値も示しているが、多項式関数の応答電圧相関式２１〜２３では、次数が上がるほどＲ２の値も大きくなってより高精度に近似できることを示している。また、指数関数を用いた応答電圧相関式２４のＲ２の値は、２次の多項式関数を用いた応答電圧相関式２２と同程度の大きさとなっている。
【００２５】
図３〜７では、バッテリの温度と充電率が一定の場合の応答電圧の変化を示したが、バッテリの温度や充電率が変化すると、図３〜７に示すインピーダンスと応答電圧との関係も変化してしまう。そこで、本発明のバッテリ状態推定方法では、上記の（式１）〜（式３）、あるいは（式４）〜（式８）に示した応答電圧相関式の各係数をバッテリの温度と充電率との関数とし、各係数を所定の温度及び充電率における値に変換して用いるようにしている。以下では、１次の多項式関数を用いた応答電圧相関式２１を例に、各係数をバッテリの温度と充電率との関数として高精度に近似する方法を説明する。
【００２６】
（式４）に示した応答電圧相関式２１の係数を、簡単化のため下記のように置き換えるものとする。
［数７］
Ｖｃ＝Ａ・Ｘ＋Ｂ                                              （式９）
以下では、係数Ａ、Ｂをバッテリの温度と充電率との関数として高精度に近似する方法について説明する。
【００２７】
本発明のバッテリ状態推定方法では、応答電圧相関式の各係数を、応答電圧相関式と同様に、バッテリの温度と充電率を変数とする多項式関数又は指数関数の少なくともいずれか一方で与えることを特徴としている。以下ではまず、バッテリの温度及び充電率を変えたときの係数Ａ、Ｂの変化について説明する。各係数の値は、それぞれの温度及び充電率における応答電圧測定値に対して（式９）の応答電圧相関式を最適化して求めた値である。
【００２８】
（式９）の係数Ａについて、バッテリの温度及び充電率に対する変化を図８に示す。同図では、充電率を変化させたときの係数Ａの変化を、異なる５つの温度水準（以下ではＴ１〜Ｔ５とする）毎にプロット（それぞれ符号３１〜３５で示す）したものを示している。同図より、係数Ａは充電率に対し非線形に変化し、さらに温度によって変化の傾向が大きく異なっていることがわかる。
【００２９】
また、（式９）の係数Ｂについて、バッテリの温度及び充電率に対する変化を図９に示す。係数Ｂについても、充電率に対する変化を異なる温度毎にプロット（それぞれ符号３６〜４０で示す）して示している。係数Ａと同様に、係数Ｂも充電率に対し非線形に変化しており、その変化の傾向が温度によって大きく異なることがわかる。
【００３０】
上記の通り、（式９）の係数Ａ、Ｂとも、バッテリの温度及び充電率に対して非線形で複雑な変化を示す。そこで、本発明のバッテリ状態推定方法では、係数Ａ、Ｂの複雑な変化をバッテリの温度及び充電率の多項式関数又は指数関数の少なくともいずれか一方を含む関数で最適に近似できるようにしている。
【００３１】
係数Ａを温度と充電率の関数として多項式関数と指数関数とを組み合わせて最適化した例を以下に示す。係数Ａは、多項式関数と指数関数とを組み合わせて次式のように表わすことができる。
［数８］
Ａ＝Ｐ１・exp（−ＳＯＣ／Ｐ２）＋Ｐ３・ＳＯＣ＋Ｐ４          （式１０）
Ｐ１＝Ａ１・exp（−Ｔ／Ａ２）＋Ａ３                            （式１１）
Ｐ２＝Ａ４・Ｔ＋Ａ５                                          （式１２）
Ｐ３＝Ａ６・Ｔ＋Ａ７                                          （式１３）
Ｐ４＝Ａ８・Ｔ＋Ａ９                                          （式１４）
ここで、ＴとＳＯＣはそれぞれバッテリの温度と充電率を表わす。
【００３２】
係数Ａが図８に示す変化特性を示すよう、上記の（式１０）〜（式１４）に用いられている係数Ａ１〜Ａ９を最適化する必要がある。まず、充電率ＳＯＣに対する依存性を表わす（式１０）を用いて、温度水準毎に係数Ａを最適にフィッティングした結果の例を図１０、１１に示す。図１０、１１は、それぞれ温度水準がＴ１のときとＴ５のときのフィッティング式４１、４２を示す図である。温度水準毎のＳＯＣに対する係数Ａの変化を（式１０）でフィッティングすることにより、係数Ｐ１〜Ｐ４の各温度水準における最適値が得られる。
【００３３】
次に、係数Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれについて、各温度水準での最適値をもとに（式１１）〜（式１４）の係数Ａ１〜Ａ９の最適値を求める。まず。係数Ｐ１について、その最適値を（式１１）で最適にフィッティングした結果を図１２の符号４３に示す。同図より、非線形な変化を示すＰ１の最適値を（式１１）で好適に近似できることがわかる。
【００３４】
以下同様に、係数Ｐ２〜Ｐ４について、それぞれ（式１２）〜（式１４）で最適にフィッティングした結果を図１３〜図１５の符号４４〜４６に示す。係数Ｐ２〜Ｐ４についてはいずれも温度Ｔの１次式で近似したが、図１３〜図１５に示す結果より、いずれも良好な近似が行われていることが確認できる。上記の最適近似により係数Ａ１〜Ａ９の最適値が決定され、これを用いてバッテリの温度及び充電率の変化に対して最適な係数Ａを決定することが可能となる。
【００３５】
次に、係数Ｂを温度と充電率の関数として多項式関数で最適化した例を以下に示す。係数Ｂは、温度Ｔと充電率ＳＯＣの１次式として下記のように表わすことができる。
［数９］
Ｂ＝Ｂ１・ＳＯＣ＋Ｑ                                          （式１５）
Ｑ＝Ｂ２・Ｔ＋Ｂ３                                            （式１６）
【００３６】
係数Ｂが図９に示す変化特性を示すよう、上記の（式１５）に用いられている係数Ｂ１とＱを最適化する。まず、充電率ＳＯＣに対する依存性を表わす（式１５）を用いて、温度水準毎に係数Ｂ１を最適にフィッティングした結果の例を図１６に示す。同図から明らかなように、温度水準毎に（式１５）でＳＯＣに対する係数Ｂ１の変化をフィッティングしたグラフ５１〜５５は、係数Ｂ１の値と良い一致を示していることがわかる。
【００３７】
次に、係数Ｑについて、各温度水準での最適値をもとに（式１６）の係数Ｂ２、Ｂ３の最適値を求める。係数Ｑの最適値を（式１６）で最適にフィッティングした結果を図１７の符号５６に示す。同図より、係数Ｑの最適値を（式１６）で好適に近似できることがわかる。このような最適近似により係数Ｂ１〜Ｂ３の最適値が決定され、これを用いてバッテリの温度及び充電率の変化に対して最適な係数Ｂを決定することが可能となる。
【００３８】
上記説明の通り、本発明のバッテリ状態推定方法では、定電流放電時の応答電圧をバッテリのインピーダンス又は内部抵抗の多項式関数又は指数関数の少なくともいずれか一方からなる応答電圧相関式で表し、この応答電圧相関式に用いられる係数を、バッテリの温度と充電率を変数とする多項式関数又は指数関数の少なくともいずれか一方からなる式で表すことで、バッテリの温度や充電率が変化しても、インピーダンス又は内部抵抗の測定値から応答電圧を高精度に推定することが可能となっている。
【００３９】
また、応答電圧相関式の係数を、温度と充電率のそれぞれの多項式関数又は指数関数の少なくともいずれか一方からなる式で表し、両者を加算あるいは積算した式で表すようにすることも可能である。なお、上記実施例では、応答電圧相関式およびその係数を、多項式関数又は指数関数の少なくともいずれか一方で表わした場合を説明したが、逆数関数を用いても同様に応答電圧を高精度に推定できるようにすることが可能である。
【００４０】
次に、本発明のバッテリ状態推定方法に基づいて、応答電圧相関式を作成してバッテリの放電能力又は劣化度を判定する手順を、図１に示す流れ図をもとに以下に説明する。図１は事前に作成された応答電圧相関式を用いて、バッテリの放電能力又は劣化度を判定する手順を示すものである。
まず、バッテリの放電能力又は劣化度を判定する所定のタイミングにおいて、バッテリのインピーダンスＸ、温度Ｔ、及び充電率ＳＯＣを測定する（ステップＳ２０１）。
【００４１】
次に、測定した温度Ｔ及び充電率ＳＯＣを（式１０）〜（式１４）に代入して係数Ａを算出する（ステップＳ２０２）。同様に、測定した温度Ｔ及び充電率ＳＯＣを（式１５）、（式１６）に代入して係数Ｂを算出する（ステップＳ２０３）。このようにして算出された係数Ａ、Ｂを適用した応答電圧相関式（式９）に、測定したインピーダンスＸを代入して応答電圧Ｖｃを算出する（ステップＳ２０４）。
【００４２】
さらに、ステップＳ２０４で算出した応答電圧Ｖｃを所定の閾値Ｖ０と比較し（ステップＳ２０５）、ＶｃがＶ０以上であるときはバッテリが正常であると判定して運転を継続する（ステップＳ２０６）。これに対し、ＶｃがＶ０より小さいときはバッテリの放電能力が低下している、あるいはバッテリが劣化していると判定し（ステップＳ２０７）、必要に応じて警報出力等を行う。これにより、ユーザはバッテリ交換等の処置を速やかに行うことが可能となる。
【００４３】
本発明のバッテリ状態推定方法を用いたバッテリ状態監視装置及びバッテリ電源システムの一実施形態について、図１８を用いて以下に説明する。図１８は、本実施形態に係るバッテリ電源システム１００及びバッテリ状態監視装置１０１の概略構成を示すブロック図である。バッテリ電源システム１００は、バッテリ状態監視装置１０１と、バッテリ１０２と、充電回路１０３とを備え、負荷２００に接続されている。
【００４４】
またバッテリ状態監視装置１０１は、バッテリ１０２のインピーダンスを測定するためのインピーダンス測定手段１１１と、温度を測定するための温度センサー１１２と、充電率を測定するための充電率センサー１１３と、バッテリ１０２の放電能力又は充電率を判定するための各種処理を行うための制御部１１４と、応答電圧相関式等を記憶させるための記憶部１１５とを備えている。
【００４５】
係数Ａ、Ｂの最適値を決定する処理は、バッテリ１０２に対し所定の定電流放電を行ってそのときのデータを取得し、これをもとに事前に実施している。図１８に示す本実施形態のバッテリ状態監視装置１０１では、例えば（式９）に示す応答電圧相関式、及び事前に決定された係数Ａ、Ｂの算出式とその係数を、記憶部１１５に事前に記憶させている。
【００４６】
バッテリ１０２を負荷２００の電源として使用開始された後は、バッテリ状態監視装置１０１を用いて定期的にあるいは所定のタイミングでバッテリ１０２の放電能力又は劣化度を監視する。すなわち、バッテリ状態監視装置１０１は、バッテリ１０２の監視のタイミングにおいて、インピーダンス測定手段１１１、温度センサー１１２及び充電率センサー１１３でそれぞれバッテリ１０２のインピーダンス又は内部抵抗、温度、及び充電率の測定を行って制御部１１４に伝送する。
【００４７】
また制御部１１４は、上記のインピーダンス又は内部抵抗、温度、及び充電率を入力するとともに、応答電圧相関式である（式９）、及び係数Ａ、Ｂを決定するための算出式（式１０）〜（式１６）とその係数を記憶部１１５から読み込む。そして、図１の流れ図に従って応答電圧Ｖｃを算出し、これを所定の閾値Ｖ０と比較することでバッテリ１０２の放電能力又は劣化度を判定する。
【００４８】
上記の通り、本実施形態のバッテリ電源システム１００及びバッテリ状態監視装置１０１では、応答電圧相関式から応答電圧を高精度に推定することができ、推定された応答電圧を所定の閾値と比較することで、バッテリの放電能力又は劣化度を高精度に判定することが可能となる。判定の結果、バッテリの放電能力が不足と判定された場合には、充電回路１０３を用いてバッテリ１０２を速やかに充電させることも可能である。
【００４９】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るバッテリ状態推定方法、バッテリ状態監視装置及びバッテリ電源システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるバッテリ状態推定方法等の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】事前に作成された応答電圧相関式を用いて、バッテリの放電能力又は劣化度を判定する手順を示す流れ図である。
【図２】定電流放電を行ったときの応答電圧を示す図である。
【図３】応答電圧測定値と一次多項式の応答電圧相関式とを比較した図である。
【図４】応答電圧測定値と二次多項式の応答電圧相関式とを比較した図である。
【図５】応答電圧測定値と三次多項式の応答電圧相関式とを比較した図である。
【図６】応答電圧測定値と指数関数の応答電圧相関式とを比較した図である。
【図７】応答電圧測定値と逆数関数の応答電圧相関式とを比較した図である。
【図８】バッテリの温度及び充電率に対する係数Ａの変化を示す図である。
【図９】バッテリの温度及び充電率に対する係数Ｂの変化を示す図である。
【図１０】係数Ａの充電率ＳＯＣに対する依存性を表わす関数を最適にフィッティングした結果を示す図である（温度水準１のとき）。
【図１１】係数Ａの充電率ＳＯＣに対する依存性を表わす関数を最適にフィッティングした結果を示す図である（温度水準４のとき）。
【図１２】係数Ｐ１の温度Ｔに対する依存性を表わす関数を最適にフィッティングした結果を示す図である。
【図１３】係数Ｐ２の温度Ｔに対する依存性を表わす関数を最適にフィッティングした結果を示す図である。
【図１４】係数Ｐ３の温度Ｔに対する依存性を表わす関数を最適にフィッティングした結果を示す図である。
【図１５】係数Ｐ４の温度Ｔに対する依存性を表わす関数を最適にフィッティングした結果を示す図である。
【図１６】係数Ａの充電率ＳＯＣに対する依存性を表わす関数を温度水準毎に最適にフィッティングした結果を示す図である。
【図１７】係数Ｑの温度Ｔに対する依存性を表わす関数を最適にフィッティングした結果を示す図である。
【図１８】本発明のバッテリ状態監視装置及びバッテリ電源システムの一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    応答電圧測定値
２１〜２５    応答電圧相関式
３１〜３５    係数Ａのフィッティング式
３６〜４０    係数Ｂのフィッティング式
４１、４２    係数Ａのフィッティング式
４３〜４６    係数Ｐ１〜Ｐ４のフィッティング式
５１〜５５    係数Ｂのフィッティング式
５６    係数Ｑのフィッティング式
１００    バッテリ電源システム
１０１    バッテリ状態監視装置
１０２    バッテリ
１０３    充電回路
１１１    インピーダンス測定手段
１１２    温度センサー
１１３    充電率センサー
１１４    制御部
１１５    記憶部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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