(57)【要約】  【課題】  二次電池の充電状態である残存容量（ＳＯＣ）を高精度および短時間に推定できる装置を提供する。  【解決手段】  パワースイッチ部１０が開状態であり、二次電池１００に対する充放電経路が遮断状態である場合に、起電力算出部１０９が、電圧測定部１０２により測定された開放電圧ＯＣＶから、分極電圧記憶部１１３に保存された分極電圧Ｖｐｏｌを減算して電池起電力Ｖｅｑを求め、この起電力に基づいて、残存容量推定部１１０が残存容量ＳＯＣを推定する。これにより、ＳＯＣの推定に考慮すべき分極電圧が限定される。【選択図】  図１
2005106747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧を測定する工程と、
前記二次電池の分極電圧を保存する工程と、
測定した前記開放電圧から前記保存された分極電圧を減算することにより、前記二次電池の起電力を算出する工程と、
算出した前記起電力に基づいて、前記二次電池の残存容量を推定する工程とを含む二次電池の残存容量推定方法。
【請求項２】
モータの動力源および負荷の駆動源として中間的充電状態で使用される二次電池の、充放電経路の遮断状態における開放電圧を測定する工程と、
前記二次電池の分極電圧を保存する工程と、
測定した前記開放電圧から前記保存された分極電圧を減算することにより、前記二次電池の起電力を算出する工程と、
算出した前記起電力に基づいて、前記二次電池の残存容量を算出する工程とを含む二次電池の残存容量推定方法。
【請求項３】
前記方法はさらに、前記充放電経路が遮断状態であるか否かを判定する工程と、
前記判定工程において前記充放電経路が遮断状態であると判定された場合、前記二次電池の端子電圧を開放電圧として測定する工程とを含む請求項１または２記載の二次電池の残存容量推定方法。
【請求項４】
前記方法はさらに、前記二次電池に流れる電流を測定する工程を含み、
前記判定工程において、測定した前記電流の値に基づいて、前記充放電経路が遮断状態であるか否かを判定する請求項３記載の二次電池の残存容量推定方法。
【請求項５】
前記方法はさらに、前記二次電池に流れる電流を測定する工程と、
測定した前記電流に基づいて、前記二次電池の充放電量を算出する工程と、
算出した前記充放電量に基づいて、前記分極電圧を算出する工程とを含む請求項１または２記載の二次電池の残存容量推定方法。
【請求項６】
前記分極電圧の算出工程において、あらかじめ温度をパラメータとした前記充放電量に対する前記分極電圧の特性を求め、前記特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、前記分極電圧を算出する請求項５記載の二次電池の残存容量推定方法。
【請求項７】
前記残存容量の推定工程において、あらかじめ温度をパラメータとした前記起電力に対する前記残存容量の特性を求め、前記特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、前記残存容量を推定する請求項１または２記載の二次電池の残存容量推定方法。
【請求項８】
充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧を測定する電圧測定部と、
前記二次電池の分極電圧を保存する分極電圧記憶部と、
前記電圧測定部により測定された開放電圧から、前記分極電圧記憶部に保存された分極電圧を減算することにより、前記二次電池の起電力を算出する起電力算出部と、
前記起電力算出部からの起電力に基づいて、前記二次電池の残存容量を推定する残存容量推定部とを備えた二次電池の残存容量推定装置。
【請求項９】
モータの動力源および負荷の駆動源として中間的充電状態で使用される二次電池の、充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧を測定する電圧測定部と、
前記二次電池の分極電圧を保存する分極電圧記憶部と、
前記電圧測定部により測定された開放電圧から、前記分極電圧記憶部に保存された分極電圧を減算することにより、前記二次電池の起電力を算出する起電力算出部と、
前記起電力算出部からの起電力に基づいて、前記二次電池の残存容量を推定する残存容量推定部とを備えた二次電池の残存容量推定装置。
【請求項１０】
前記装置はさらに、前記充放電経路が遮断状態であるか否かを判定する遮断状態判定部を備え、
前記遮断状態判定部により前記充放電経路が遮断状態であると判定された場合、前記電圧測定部により測定された前記二次電池の端子電圧を開放電圧とする請求項８または９記載の二次電池の残存容量推定装置。
【請求項１１】
前記装置はさらに、前記二次電池に流れる電流を測定する電流測定部を備え、
前記遮断状態判定部は、前記電流測定部により測定された前記電流の値に基づいて、前記充放電経路が遮断状態であるか否かを判定する請求項１０記載の二次電池の残存容量推定装置。
【請求項１２】
前記装置はさらに、前記二次電池に流れる電流を測定する電流測定部と、
前記電流測定部により測定された前記電流に基づいて、前記二次電池の充放電量を算出する充放電量算出部と、
前記充放電量算出部により算出された充放電量に基づいて、前記分極電圧を算出する分極電圧算出部とを備えた請求項８または９記載の二次電池の残存容量推定装置。
【請求項１３】
前記装置はさらに、前記二次電池の温度を測定する温度測定部を備え、前記分極電圧算出部は、前記温度測定部により測定された温度と、あらかじめ求められた、温度をパラメータとした前記充放電量に対する前記分極電圧の特性を記憶した参照テーブルまたは式とに基づいて、前記分極電圧を算出する請求項１２記載の二次電池の残存容量推定装置。
【請求項１４】
前記装置はさらに、前記二次電池の温度を測定する温度測定部を備え、前記残存容量推定部は、前記温度測定部により測定された温度と、あらかじめ求められた、温度をパラメータとした前記起電力に対する前記残存容量の特性を記憶した参照テーブルまたは式とに基づいて、前記残存容量を推定する請求項８または９記載の二次電池の残存容量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車（ＰＥＶ）やハイブリッド車両（ＨＥＶ）等に、モータの動力源および各種負荷の駆動源として搭載されるニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリなどの二次電池の残存容量（ＳＯＣ：State of Charge）を推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＨＥＶでは、走行に必要な動力に対してエンジンからの出力が大きい場合には、余剰の動力で発電機を駆動して二次電池の充電が行われる。逆に、エンジンからの出力が小さい場合には、二次電池の電力を用いてモータを駆動して不足の動力を出力する。この場合、二次電池の放電が行われる。かかる充放電等を制御して適正な動作状態に維持することが、二次電池をＨＥＶ等に搭載する場合に要求される。
【０００３】
そのために、電池の電圧、電流、温度等を検出して二次電池の残存容量（以下、ＳＯＣと略称する）を演算により推定し、車両の燃料消費効率が最も良くなるようにＳＯＣ制御を行っている。また、その時のＳＯＣレベルは、加速時のモータ駆動によるパワーアシストおよび減速時のエネルギー回収（回生制動）をバランス良く動作させるため、一般的には、例えばＳＯＣが５０％から７０％の範囲内になるように、ＳＯＣが低下して例えば５０％になった場合には充電過多の制御を行い、逆に、ＳＯＣが上昇して例えば７０％になった場合には放電過多の制御を行って、ＳＯＣを制御中心に近づけようとするものである。
【０００４】
このようなＳＯＣ制御を正確に行うためには、充放電を行っている二次電池のＳＯＣを正確に推定することが必要になる。電池電圧からＳＯＣを推定する従来の方法としては、以下のようなものが知られている。
【０００５】
まず、所定期間に電圧Ｖと充放電された電流Ｉとのペアデータを複数個取得して記憶し、そのペアデータから、回帰分析により１次の近似直線（電圧Ｖ−電流Ｉ近似直線）を求め、Ｖ−Ｉ近似直線のＶ切片を電池電圧Ｖ０（無負荷電圧）として求める。また、電流Ｉの積算値∫Ｉを計算し、温度Ｔ、電池電圧Ｖ０、電流積算値∫Ｉの関数から電池の分極電圧Ｖｐを求め、電池電圧Ｖ０から分極電圧Ｖｐを減算して、電池の起電力Ｅを求める。次に、予め用意されている起電力−ＳＯＣ特性を参照して、求められた起電力ＥからＳＯＣを推定する。
【０００６】
上記の方法のようにＳＯＣを電圧により推定して、所定時間内における入出力可能電力を求める場合には、分極電圧を正確に推定するか、または分極電圧の影響をなくす必要がある。この分極電圧は、充電時には電池電圧が高くなり、放電時には電池電圧が低くなり、この変化分のことである
分極電圧の影響をなくす方法として、バッテリの充放電が停止された後、その停止状態が継続する時間を計測し、イグニッションスイッチのオンによりバッテリの充放電が開始される直前において、上記継続時間が、開放電圧がバッテリの本来の充電状態に対応する電圧になると判断できる時間に達している場合に、電圧センサが出力する出力信号に基づいてバッテリの開放電圧を検出し、その検出された開放電圧に基づいてＳＯＣを判定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６５３４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７２７５号公報
【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、上記従来のＳＯＣ推定方法では、以下のような問題点がある。
【０００８】
まず、分極電圧を正確に推定することは困難であるため、特許文献２に記載された方法のように、車両走行中に測定された電池電圧に基づいて推定したＳＯＣには多くの誤差が含まれ、ＳＯＣを高精度に推定することができない。また、特許文献１に記載の方法では、バッテリの充放電時における分極電圧の影響が完全になくなるまでには、非常に長い時間（例えば、約１ヶ月）待たねばならず、実用性に乏しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池の充電状態である残存容量（ＳＯＣ）を高精度および短時間に推定できる方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の二次電池の残存容量推定方法は、充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧（ＯＣＶ）を測定する工程と、二次電池の分極電圧（Ｖｐｏｌ）を保存する工程と、測定した開放電圧から保存された分極電圧を減算することにより、二次電池の起電力（Ｖｅｑ）を算出する工程と、算出した起電力に基づいて、二次電池の残存容量（ＳＯＣ）を推定する工程とを含むものである。
【００１１】
第１の方法によれば、充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧を測定することにより、考慮すべき分極電圧が限定され、ＳＯＣを高精度かつ短時間に推定することができる。これにより、高精度で推定したＳＯＣによる電池の保護制御や長寿命化が可能になる。
【００１２】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の二次電池の残存容量推定方法は、モータの動力源および負荷の駆動源として中間的充電状態（例えば、ＳＯＣが５０％から７０％の範囲内）で使用される二次電池の、充放電経路の遮断状態における開放電圧（ＯＣＶ）を測定する工程と、二次電池の分極電圧（Ｖｐｏｌ）を保存する工程と、測定した開放電圧から保存された分極電圧を減算することにより、二次電池の起電力（Ｖｅｑ）を算出する工程と、算出した起電力に基づいて、二次電池の残存容量を算出する工程とを含むものである。
【００１３】
第２の方法によれば、車両に塔載された二次電池に対する充放電経路を遮断状態または接続状態に切り換えるパワースイッチの制御状態信号（ＳＷＳ）が遮断状態を示す場合における開放電圧を測定することにより、考慮すべき分極電圧が限定され、ＳＯＣを高精度かつ短時間に推定することができる。これにより、高精度で推定したＳＯＣによる電池の保護制御や長寿命化が可能になる。
【００１４】
第１および第２の方法はさらに、充放電経路が遮断状態であるか否かを判定する工程と、判定工程において充放電経路が遮断状態であると判定された場合、二次電池の端子電圧を開放電圧として測定する工程とを含むものである。
【００１５】
この場合、第１および第２の方法はさらに、二次電池に流れる電流（Ｉ（ｎ））を測定する工程を含み、判定工程において、測定した電流の値に基づいて、充放電経路が遮断状態であるか否かを判定することが好ましい。すなわち、二次電池のパワースイッチの開閉を制御する制御信号（ＳＷＣ）が開状態を示し、かつ所定の期間にわたって測定した電流Ｉ（ｎ）の値がゼロに近い場合に、充放電経路が遮断状態であると判定する。
【００１６】
また、第１および第２の方法はさらに、二次電池に流れる電流（Ｉ（ｎ））を測定する工程と、測定した電流に基づいて、二次電池の充放電量（ΔＱ）を算出する工程と、算出した充放電量に基づいて、分極電圧（Ｖｐｏｌ）を算出する工程とを含むものである。
【００１７】
この場合、分極電圧の算出工程において、あらかじめ温度（Ｔ（ｎ））をパラメータとした充放電量（ΔＱ）に対する分極電圧（Ｖｐｏｌ）の特性を求め、この特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、分極電圧を算出することが好ましい。
【００１８】
また、第１および第２の方法では、残存容量の推定工程において、あらかじめ温度（Ｔ（ｎ））をパラメータとした起電力（Ｖｅｑ）に対する残存容量（ＳＯＣ）の特性を求め、この特性を記憶した参照テーブルまたは式に基づいて、残存容量を推定することが好ましい。
【００１９】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の二次電池の残存容量推定装置は、充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧（ＯＣＶ）を測定する電圧測定部と、二次電池の分極電圧（Ｖｐｏｌ）を保存する分極電圧記憶部と、電圧測定部により測定された開放電圧から、分極電圧記憶部に保存された分極電圧を減算することにより、二次電池の起電力（Ｖｅｑ）を算出する起電力算出部と、起電力算出部からの起電力に基づいて、二次電池の残存容量（ＳＯＣ）を推定する残存容量推定部とを備えたものである。
【００２０】
第１の装置によれば、充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧ＯＣＶを測定することにより、考慮すべき分極電圧が限定され、ＳＯＣを高精度かつ短時間に推定することができる。これにより、高精度で推定したＳＯＣによる電池の保護制御や長寿命化が可能になる。
【００２１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の二次電池の残存容量推定装置は、モータの動力源および負荷の駆動源として中間的充電状態（例えば、ＳＯＣが５０％から７０％の範囲内）で使用される二次電池の、充放電経路の遮断状態における二次電池の開放電圧（ＯＣＶ）を測定する電圧測定部と、二次電池の分極電圧（Ｖｐｏｌ）を保存する分極電圧記憶部と、電圧測定部により測定された開放電圧から、分極電圧記憶部に保存された分極電圧を減算することにより、二次電池の起電力（Ｖｅｑ）を算出する起電力算出部と、起電力算出部からの起電力に基づいて、二次電池の残存容量（ＳＯＣ）を推定する残存容量推定部とを備えたものである。
【００２２】
第２の装置によれば、車両に塔載された二次電池に対する充放電経路を遮断状態または接続状態に切り換えるパワースイッチの制御状態信号（ＳＷＳ）が遮断状態を示す場合における開放電圧ＯＣＶを測定することにより、考慮すべき分極電圧が限定され、ＳＯＣを高精度かつ短時間に推定することができる。これにより、高精度で推定したＳＯＣによる電池の保護制御や長寿命化が可能になる。
【００２３】
第１および第２の装置はさらに、充放電経路が遮断状態であるか否かを判定する遮断状態判定部を備え、遮断状態判定部により充放電経路が遮断状態であると判定された場合、電圧測定部により測定された二次電池の端子電圧（Ｖ（ｎ））を開放電圧（ＯＣＶ）とするものである。
【００２４】
この場合、第１および第２の装置はさらに、二次電池に流れる電流（Ｉ（ｎ））を測定する電流測定部を備え、遮断状態判定部は、電流測定部により測定された電流の値に基づいて、充放電経路が遮断状態であるか否かを判定することが好ましい。すなわち、遮断状態判定部は、二次電池のパワースイッチの開閉を制御する制御信号（ＳＷＣ）が開状態を示し、かつ所定の期間にわたって測定した電流Ｉ（ｎ）の値がゼロに近い場合に、充放電経路が遮断状態であると判定する。
【００２５】
また、第１および第２の装置はさらに、二次電池に流れる電流（Ｉ（ｎ））を測定する電流測定部と、電流測定部により測定された電流に基づいて、二次電池の充放電量（ΔＱ）を算出する充放電量算出部と、充放電量算出部により算出された充放電量に基づいて、分極電圧（Ｖｐｏｌ）を算出する分極電圧算出部とを備えたものである。
【００２６】
この場合、第１および第２の装置はさらに、二次電池の温度（Ｔ（ｎ））を測定する温度測定部を備え、分極電圧算出部は、温度測定部により測定された温度と、あらかじめ求められた、温度をパラメータとした充放電量（ΔＱ）に対する分極電圧（Ｖｐｏｌ）の特性を記憶した参照テーブルまたは式とに基づいて、分極電圧を算出することが好ましい。
【００２７】
また、第１および第２の装置はさらに、二次電池の温度（Ｔ（ｎ））を測定する温度測定部を備え、残存容量推定部は、温度測定部により測定された温度と、あらかじめ求められた、温度をパラメータとした起電力（Ｖｅｑ）に対する残存容量（ＳＯＣ）の特性を記憶した参照テーブルまたは式とに基づいて、残存容量を推定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、二次電池に対する充放電経路を遮断状態または接続状態に切り換えるパワースイッチの制御状態信号が遮断状態を示す場合における開放電圧を測定することにより、考慮すべき分極電圧が限定され、ＳＯＣを高精度かつ短時間に推定することができる。これにより、高精度で推定したＳＯＣによる電池の保護制御や長寿命化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池の残存容量推定装置を備える電池パックシステムおよびＨＥＶの部分的な高圧回路部の一構成例を示すブロック図である。図１において、電池パックシステムは、単電池または単位電池が複数個組み合わされて成る二次電池１００と、マイクロコンピュータシステムの一部として本発明に係る残存容量推定装置が含まれる、電池の電子制御ユニット（以下、電池ＥＣＵと略称する）１０１とで構成される。
【００３１】
高圧回路部には、パワースイッチ部１０と、インバータ回路１１と、モータ・ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと略称する）１２とが含まれる。パワースイッチ部１０は、制御信号ＳＷＣにより開閉制御され、パワースイッチ部１０の後述する制御状態信号ＳＷＳが非活性化状態にある場合、開状態であり、すなわち二次電池１００に対する充放電経路が遮断状態にあり、制御状態信号ＳＷＳが活性化状態にある場合、閉状態であり、すなわち二次電池１００に対する充放電経路が接続状態にある。
【００３２】
インバータ回路１１は、加速時や登坂時などの二次電池１００の放電時には、二次電池１００からの直流電力を交流電力に変換してＭ／Ｇ１２に供給して、Ｍ／Ｇ１２をモータとして機能させる。また、インバータ回路１１は、回生制動時などの二次電池１００の充電時には、Ｍ／Ｇ１２がジェネレータとして機能することで得られた交流電力を直流電力に変換して、二次電池１００に供給する。
【００３３】
電池ＥＣＵ１０１において、１０２は、パワースイッチ部１０が開状態にある場合に、電圧センサ（不図示）により検出された二次電池１００の端子電圧を所定の周期でサンプリングして得られた電圧データＶ（ｎ）を開放電圧ＯＣＶとして測定する電圧測定部である。１０３は、パワースイッチ部１０が閉状態にあり、二次電池１００に対して充放電が行われている際に、電流センサ１１１により検出された二次電池１００の充放電電流を所定の周期でサンプリングして電流データＩ（ｎ）（その符号は充電方向か放電方向かを表す）として測定する電流測定部である。１０４は温度センサ（不図示）により検出された二次電池１００の温度を温度データＴ（ｎ）として測定する温度測定部である。
【００３４】
パワースイッチ部１０が閉状態にある場合には、電圧測定部１０２からの電圧データＶ（ｎ）と、電流測定部１０３からの電流データＩ（ｎ）は、ペアデータとして、無負荷電圧算出部１０５に供給される。パワースイッチ部１０が閉状態にあり、二次電池１００に対して充放電が行われている際に、無負荷電圧算出部１０５は、まず、特定の選別条件として、充電方向（−）と放電方向（＋）における電流データＩ（ｎ）の値が所定の範囲内（例えば、±５０Ａ）にあり、充電方向と放電方向における電流データＩ（ｎ）の個数が所定数以上（例えば、６０サンプル中の各１０個）あり、またペアデータ取得中において、後述する充放電量ΔＱが所定の範囲内（例えば、０．３Ａｈ）にある場合に、電圧データＶ（ｎ）と電流データＩ（ｎ）のペアデータが有効であると判断する。
【００３５】
次に、無負荷電圧算出部１０５は、有効なペアデータから、最小二乗法を用いた統計処理により、１次の電圧−電流直線（近似直線）を求め、電流がゼロの時の電圧値（電圧切片）である無負荷電圧Ｖ０を算出する。
【００３６】
１０６は、二次電池１００に対する充放電経路が遮断状態にある場合、電圧測定部１０２からの電圧データＶ（ｎ）を開放電圧ＯＣＶとして選択出力し、一方、二次電池１００に対する充放電経路が接続状態にある場合、無負荷電圧算出部１０５からの無負荷電圧Ｖ０を選択出力する切換手段である。切換手段１０６は、制御信号ＳＷＣによりパワースイッチ部１０が開状態または閉状態に制御された場合に、二次電池１００に対する充放電経路が遮断状態または接続状態にあるのかを示す制御状態信号ＳＷＳにより切換制御される。
【００３７】
電流測定部１０３からの電流データＩ（ｎ）は、充放電量算出部１０７に供給されて、所定期間（例えば、１分間）における二次電池１００の充放電量ΔＱが求められる。充放電量ΔＱは、特定の選別条件の１つとして無負荷電圧算出部１０５に供給され、また分極電圧算出部１０８に供給される。
【００３８】
分極電圧算出部１０８では、参照テーブル（ＬＵＴ）１０８１に予め記憶されている、温度をパラメータとした充放電量ΔＱに対する分極電圧Ｖｐｏｌの特性曲線または式から、温度測定部１０４で測定された温度データＴ（ｎ）に基づいて、分極電圧Ｖｐｏｌが算出される。ここで、例えばＨＥＶ用途の場合、−３０℃〜＋６０℃までの温度範囲をカバーできるような特性曲線が参照データとしてＬＵＴ１０８１に格納されている。分極電圧算出部１０８により算出された分極電圧Ｖｐｏｌは、分極電圧記憶部１１３に格納されて保存される。
【００３９】
また、切換手段１０６からの開放電圧ＯＣＶまたは無負荷電圧Ｖ０と、分極電圧算出部１０８により算出された分極電圧Ｖｐｏｌ、または分極電圧記憶部１１３に保存され、読み出された分極電圧Ｖｐｏｌは、起電力算出部１０９に供給される。起電力算出部１０９は、開放電圧ＯＣＶまたは無負荷電圧Ｖ０から分極電圧Ｖｐｏｌを減算して、起電力Ｖｅｑ（平衡電位）を算出する。このようにして算出された起電力Ｖｅｑは、残存容量推定部１１０に入力される。残存容量推定部１１０は、参照テーブル（ＬＵＴ）１１０１に予め記憶されている、温度をパラメータとした残存容量ＳＯＣに対する起電力Ｖｅｑの特性曲線または式から、温度測定部１０４で測定された温度データＴ（ｎ）に基づいて、残存容量ＳＯＣを推定する。ここで、例えばＨＥＶ用途の場合、−３０℃〜＋６０℃までの温度範囲をカバーできるような特性曲線が参照データとしてＬＵＴ１１０１に格納されている。
【００４０】
また、電流測定部１０３からの電流データＩ（ｎ）は、遮断状態判定部１１２に供給されて、遮断状態判定部１１２は、パワースイッチ部１０の開閉を制御する制御信号ＳＷＣが開状態を示し、かつ所定の期間にわたって測定した電流データＩ（ｎ）の値がゼロに近い場合に、二次電池１００に対する充放電経路が遮断状態にあると判定し、遮断状態を示す制御状態信号ＳＷＳを出力する（制御状態信号ＳＷＳを非活性化状態にする）。
【００４１】
次に、以上のように構成された電池パックシステムにおける残存容量推定の処理手順について、図２を参照して説明する。
【００４２】
図２は、本発明の一実施形態に係る二次電池の残存容量推定方法における処理手順を示すフローチャートである。
【００４３】
図２において、まず、制御状態信号ＳＷＳが示す状態が、充放電経路の遮断状態であるのか接続状態であるのかが判断され（ステップＳ２０１）、制御状態信号ＳＷＳが示す状態が遮断状態である場合、パワースイッチ部１０は制御信号ＳＷＣにより開状態にあり、電圧測定部１０２からの電圧データＶ（ｎ）が開放電圧ＯＣＶとして測定される（ステップＳ２０２）。そして、ステップＳ２０２で測定された開放電圧ＯＣＶから、分極電圧記憶部に保存された分極電圧Ｖｐｏｌを減算して、起電力Ｖｅｑを算出する（ステップＳ２０３）。
【００４４】
一方、ステップＳ２０１の判断の結果、制御状態信号ＳＷＳが示す状態が充放電経路の接続状態である場合、パワースイッチ部１０は制御信号ＳＷＣにより閉状態にあり、二次電池１００の充放電が行われている際に、電圧データＶ（ｎ）と電流データＩ（ｎ）をペアデータ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））として測定する（ステップＳ２０４）。次に、ステップＳ２０４で測定された電圧データＶ（ｎ）と電流データＩ（ｎ）のペアデータ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））が、上記したような特定の選別条件を満たす場合に、複数個（例えば、６０サンプル中の充電および放電方向で各１０個）の有効なペアデータ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））ｅを取得し、有効なペアデータ（Ｖ（ｎ），Ｉ（ｎ））ｅに基づいて、最小二乗法を用いた統計処理により、１次の近似直線（Ｖ−Ｉ直線）を求め、その近似直線のＶ切片を無負荷電圧Ｖ０として算出する（ステップＳ２０５）。
【００４５】
次に、電流測定部１０３により測定した電流データＩ（ｎ）に基づいて、所定期間（例えば、１分間）における二次電池１００の充放電量ΔＱを算出する（ステップＳ２０６）。このようにして算出された充放電量ΔＱに基づき、温度データＴ（ｎ）をパラメータとした充放電量ΔＱ−分極電圧Ｖｐｏｌ特性データが予め記憶されているＬＵＴ１０８１を参照して、分極電圧Ｖｐｏｌを算出し、分極電圧記憶部１１３に保存する（ステップＳ２０７）。
【００４６】
このようにして分極電圧Ｖｐｏｌが算出されると、次に、ステップＳ２０５で測定した無負荷電圧Ｖ０から分極電圧Ｖｐｏｌを減算して、二次電池１００の起電力Ｖｅｑを算出する（ステップＳ２０８）。
【００４７】
次に、ステップＳ２０３またはＳ２０８で算出された起電力Ｖｅｑから、温度データＴ（ｎ）をパラメータとした起電力Ｖｅｑ−残存容量ＳＯＣ特性データが予め記憶されているＬＵＴ１１０１を参照して、残存容量ＳＯＣを推定する（ステップＳ２０９）。
【００４８】
以上のようにして、ＳＯＣの推定処理が行われる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る二次電池の残存容量推定方法および装置は、二次電池に対する充放電経路を遮断状態または接続状態に切り換えるパワースイッチの制御状態信号が遮断状態を示す場合における開放電圧を測定することにより、考慮すべき分極電圧が限定され、ＳＯＣを高精度かつ短時間に推定することができ、これにより、高精度で推定したＳＯＣによる電池の保護制御や長寿命化が可能になり、特に残存容量の高い推定精度が必要な、電気自動車（ＰＥＶ）、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）、燃料電池と二次電池とを有するハイブリッド車両等の電動車両等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池の残存容量推定装置を備える電池パックシステムおよびＨＥＶの部分的な高電圧回路の一構成例を示すブロック図
【図２】本発明の一実施形態に係る二次電池の残存容量推定方法における処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５１】
１０  パワースイッチ部
１１  インバータ回路
１２  モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
１００  二次電池
１０１  電池ＥＣＵ（残存容量推定装置）
１０２  電圧測定部
１０３  電流測定部
１０４  温度測定部
１０５  無負荷電圧算出部
１０６  切換手段
１０７  充放電量算出部
１０８  分極電圧算出部
１０８１  参照テーブル（ＬＵＴ）
１０９  起電力算出部
１１０  残存容量推定部
１１０１  参照テーブル（ＬＵＴ）
１１１  電流センサ
１１２  遮断状態判定部
１１３  分極電圧記憶部
【図１】
2005106747.tif 000003
【図２】
2005106747.tif 000004