(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位電池から構成される組電池の充放電制御装置であって、
前記複数の単位電池の残存容量のうちの最小残存容量値に基づいて、前記組電池の充電状態を代表する制御充電状態値を求める制御充電状態値演算手段と、
前記複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における前記制御充電状態値よりも見かけ上の値が大きい第１の見かけ充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用し、前記容量差が所定値より小さいときは、その時点における前記制御充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用する充放電制御手段と、を備えることを特徴とする充放電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記容量差と前記第１の見かけ充電状態値との関係は、以下の数式（１）で表される充放電制御装置。
【数１】
0003997965.tif 000006
（ここで、ＳＯＣは第１の見かけ充電状態値、ＳＯＣｍｉｄは充電状態値の制御中心値、ＳＯＣｌｏｗは充電状態値の下限設定値、ＳＯＣｈｉｇｈは充電状態値の上限設定値、ＱｌｏｗはＳＯＣｌｏｗの容量換算値、ＱｈｉｇｈはＳＯＣｈｉｇｈの容量換算値、Ｑｄは容量差値、Ｑｍｉｎは残存容量最小値、Ｑｍａｘは最大残存容量最大値である。）
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、
前記数式（１）において、以下の数式（２）で示される右辺の分母が零割防止所定値以下の時は、数式（２）に代えて零割防止所定値を採用する充放電制御装置。
Ｑｈｉｇｈ−Ｑｌｏｗ−Ｑｄ    （２）
【請求項４】
請求項２または３に記載の装置であって、
前記数式（１）について、ＳＯＣが最大ガード値より大きくなる場合には左辺に代えて最大ガード値を採用する充放電制御装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１つに記載の装置であって、
前記数式（１）について、ＳＯＣが最小ガード値より小さくなる場合には左辺に代えて最小ガード値を採用する充放電制御装置。
【請求項６】
複数の単位電池から構成される組電池の充放電制御装置であって、
前記複数の単位電池の残存容量のうちの最大残存容量値に基づいて、前記組電池の充電状態を代表する制御充電状態値を求める制御充電状態値演算手段と、
前記複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における前記制御充電状態値よりも見かけ上の値が小さい第２の見かけ充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用し、前記容量差が所定値より小さいときは、その時点における前記制御充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用する充放電制御手段と、を備えることを特徴とする充放電制御装置。
【請求項７】
複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御方法であって、
前記複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における前記最小残存容量値に基づいて求められる、前記組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が大きい第３の見かけ充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用し、前記容量差が所定値より小さいときは、その時点における前記制御充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用することを特徴とする充放電制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記容量差と前記第３の見かけ充電状態値との関係は、以下の数式（１）で表される充放電制御装置。
【数２】
0003997965.tif 000007
（ここで、ＳＯＣは第３の見かけ充電状態値、ＳＯＣｍｉｄは充電状態値の制御中心値、ＳＯＣｌｏｗは充電状態値の下限設定値、ＳＯＣｈｉｇｈは充電状態値の上限設定値、ＱｌｏｗはＳＯＣｌｏｗの容量換算値、ＱｈｉｇｈはＳＯＣｈｉｇｈの容量換算値、Ｑｄは容量差値、Ｑｍｉｎは残存容量最小値、Ｑｍａｘは最大残存容量最大値である。）
【請求項９】
複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御方法であって、
前記複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における前記最大残存容量値に基づいて求められる、前記組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が小さい第４の見かけ充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用し、前記容量差が所定値より小さいときは、その時点における前記制御充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用することを特徴とする充放電制御方法。
【請求項１０】
複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御プログラムであって、
前記複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における前記最小残存容量値に基づいて求められる、前記組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が大きい第５の見かけ充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用し、前記容量差が所定値より小さいときは、その時点における前記制御充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用することを特徴とする充放電制御プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムであって、
前記容量差と前記第５の見かけ充電状態値との関係は以下の数式（１）で表される充放電制御装置。
【数３】
0003997965.tif 000008
（ここで、ＳＯＣは第５の見かけ充電状態値、ＳＯＣｍｉｄは充電状態値の制御中心値、ＳＯＣｌｏｗは充電状態値の下限設定値、ＳＯＣｈｉｇｈは充電状態値の上限設定値、ＱｌｏｗはＳＯＣｌｏｗの容量換算値、ＱｈｉｇｈはＳＯＣｈｉｇｈの容量換算値、Ｑｄは容量差値、Ｑｍｉｎは残存容量最小値、Ｑｍａｘは最大残存容量最大値である。）
【請求項１２】
複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御プログラムであって、
前記複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における前記最大残存容量値に基づいて求められる、前記組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が小さい第６の見かけ充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用し、前記容量差が所定値より小さいときは、その時点における前記制御充電状態値を前記組電池の充放電制御に使用することを特徴とする充放電制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単位電池からなる組電池で構成される二次電池の充放電制御を行う充放電制御装置、方法、プログラムおよび電池制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両駆動用モータの他に、エンジン駆動される発電機を搭載したハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車には、複数の単位電池（例えば、電池セルや電池ブロック）が直列に接続された組電池が搭載されている。組電池はその電力により駆動用モータを駆動し、発電機（駆動モータと共用である場合もある。）からの電力が組電池に充電される。
【０００３】
図５には、このような組電池の充放電制御を行う場合の電池制御システム１００の構成例が示される。図５において、複数の電池セル１０が直列に接続された組電池１２には、電池セル１０の電圧を検出するための電圧検出器１４が接続されている。この電圧検出器１４の出力に基づき、電池ＥＣＵ１６により電池セル１０の充電状態値（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が算出される。なお、電圧検出器１４で検出される電圧値としては、上記のように各電池セル１０の電圧値でも良いが、組電池１２は、通常複数の電池セル１０が直列に接続された電池ブロックをさらに複数直列接続した構成となっているので、各電池ブロック毎の電圧値でもよい。この場合、各電池ブロック毎の電圧値から電池ＥＣＵ１６により各電池ブロックのＳＯＣを算出することになる。このようにして算出されたＳＯＣに基づき、駆動用モータ、発電機駆動用エンジン、発電機、インバータなどからなる負荷２０をＨＶＥＣＵ１８が制御し、組電池１２の充放電量を調節して、組電池１２のＳＯＣが所定範囲に入るように制御する。このＳＯＣの制御範囲としては、例えば２０％〜８０％の範囲が採用される。このような組電池１２のＳＯＣの制御方法の例は、例えば特開２０００−１４０２９号公報等に開示されている。
【０００４】
上記従来の制御方法においては、組電池１２のＳＯＣを所定の範囲例えば２０％〜８０％の間に制御する場合に、図６（ａ）、（ｂ）（縦軸は組電池の個数を示し、横軸は各単位電池のＳＯＣを示す。）に示されるように制御範囲の下限（２０％）と上限（８０％）とで組電池１２のＳＯＣの代表値が異なっている。すなわち、制御範囲の下限値で組電池１２の全体のＳＯＣを制御する場合には、各電池セル１０あるいは電池ブロック毎の電圧からそれぞれの残存容量を求め、それらの残存容量のうち最小のものを組電池１２の全体のＳＯＣを制御する場合の代表ＳＯＣとし、この代表ＳＯＣが下限値を下回らないように制御している。また、制御範囲の上限値で組電池１２のＳＯＣを制御する場合には、各電池セル１０あるいは電池ブロック毎の残存容量のうち最大容量値を組電池１２の代表ＳＯＣとし、この代表ＳＯＣが上限値を超えないように制御している。
【０００５】
各電池セル１０毎の充放電能力には、組電池１２の使用時間の増加と共にばらつきが生じる。このため、組電池１２の使用開始当時には、図６（ａ）に示されるように、各電池セル１０あるいは電池ブロック間のＳＯＣのばらつきが小さかったものが、時間の経過とともに、図６（ｂ）に示されるように、ＳＯＣのばらつきが大きくなってくる。しかし、上述した制御方法では、ＳＯＣのばらつきのうちの最小値、最大値により制御範囲の下限、上限の制御を行うので、全ての電池セル１０あるいは電池ブロックのＳＯＣが必ず制御範囲内に入っていることになる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４０２９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、上記特開２０００−２２４７０１号公報では、制御範囲の下限値・上限値でＳＯＣを制御しているため、ＳＯＣ制御の演算処理が煩雑になるという課題があった。本発明者は、その課題等を解決するために簡易な演算処理でＳＯＣ制御ができる組電池の充放電制御方法を出願している（特願２００２−４３２１６号）。本出願では、組電池を構成する単位電池（例えば電池セル、電池ブロック）の最小容量値を算出し、その最小容量値を代表ＳＯＣとして基準とし、その代表ＳＯＣ（制御充電状態値）で制御されることを特徴としている。
【０００８】
図５で示されるハイブリッド電気自動車で一例を説明する。代表ＳＯＣが制御中心値まで増加すると、十分に充電されたと電池ＥＣＵ１６は判定する。その判定指示がＨＶＥＣＵ１８に送られるまでは、ＨＶＥＣＵ１８は負荷２０に対して充電を指示し続ける。すなわち、ＨＶＥＣＵ１８は、負荷２０に指示を送り、エンジンを駆動させ、エンジンの動力を駆動モータによる車両走行だけではなく、発電機による組電池の充電にも配分させるという制御を行うことになる。本発明は、容量差（容量バラツキ）に係わらず、より高精度に組電池の充放電を制御できる組電池の電池制御装置、方法、プログラムおよび電池制御システム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】
本発明は、複数の単位電池から構成される組電池の充放電制御装置であって、複数の単位電池の残存容量のうちの最小残存容量値に基づいて、組電池の充電状態を代表する制御充電状態値を求める制御充電状態値演算手段と、複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における制御充電状態値よりも見かけ上の値が大きい第１の見かけ充電状態値を組電池の充放電制御に使用し、容量差が所定値より小さいときは、その時点における制御充電状態値を組電池の充放電制御に使用する充放電制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の充放電制御装置であって、前記容量差と前記第１の見かけ充電状態値との関係は、以下の数式（１）で表されることが好適である。
【数１】
0003997965.tif 000002
（ここで、ＳＯＣは第１の見かけ充電状態値、ＳＯＣｍｉｄは充電状態値の制御中心値、ＳＯＣｌｏｗは充電状態値の下限設定値、ＳＯＣｈｉｇｈは充電状態値の上限設定値、ＱｌｏｗはＳＯＣｌｏｗの容量換算値、ＱｈｉｇｈはＳＯＣｈｉｇｈの容量換算値、Ｑｄは容量差値、Ｑｍｉｎは残存容量最小値、Ｑｍａｘは最大残存容量最大値である。）
【００１１】
本発明の充放電制御装置であって、数式（１）において、以下の数式（２）で示される右辺の分母が零割防止所定値以下の時は、数式（２）に代えて零割防止所定値を採用することが好適である。
Ｑｈｉｇｈ−Ｑｌｏｗ−Ｑｄ    （２）
【００１２】
本発明の充放電制御装置であって、数式（１）について、ＳＯＣが最大ガード値より大きくなる場合には左辺に代えて最大ガード値を採用することが好適である。
【００１３】
本発明の充放電制御装置であって、数式（１）について、ＳＯＣが最小ガード値より小さくなる場合には左辺に代えて最小ガード値を採用することが好適である。
【００１４】
本発明は、複数の単位電池から構成される組電池の充放電制御装置であって、複数の単位電池の残存容量のうちの最大残存容量値に基づいて、組電池の充電状態を代表する制御充電状態値を求める制御充電状態値演算手段と、複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における制御充電状態値よりも見かけ上の値が小さい第２の見かけ充電状態値を組電池の充放電制御に使用し、容量差が所定値より小さいときは、その時点における制御充電状態値を組電池の充放電制御に使用する充放電制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御方法であって、複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における最小残存容量値に基づいて求められる、組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が大きい第３の見かけ充電状態値を組電池の充放電制御に使用し、容量差が所定値より小さいときは、その時点における制御充電状態値を組電池の充放電制御に使用することを特徴とする。
【００１６】
本発明の充放電制御方法であって、容量差と前記第３の見かけ充電状態値との関係は、以下の数式（１）で表されることが好適である。
【数２】
0003997965.tif 000003
（ここで、ＳＯＣは第３の見かけ充電状態値、ＳＯＣｍｉｄは充電状態値の制御中心値、ＳＯＣｌｏｗは充電状態値の下限設定値、ＳＯＣｈｉｇｈは充電状態値の上限設定値、ＱｌｏｗはＳＯＣｌｏｗの容量換算値、ＱｈｉｇｈはＳＯＣｈｉｇｈの容量換算値、Ｑｄは容量差値、Ｑｍｉｎは残存容量最小値、Ｑｍａｘは最大残存容量最大値である。）
【００１７】
本発明は、複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御方法であって、複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における最大残存容量値に基づいて求められる、組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が小さい第４の見かけ充電状態値を組電池の充放電制御に使用し、容量差が所定値より小さいときは、その時点における制御充電状態値を組電池の充放電制御に使用することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御プログラムであって、複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における最小残存容量値に基づいて求められる、組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が大きい第５の見かけ充電状態値を組電池の充放電制御に使用し、容量差が所定値より小さいときは、その時点における制御充電状態値を組電池の充放電制御に使用することを特徴とする。
【００１９】
本発明の充放電制御プログラムであって、容量差と前記第５の見かけ充電状態値との関係は以下の数式（１）で表されることが好適である。
【数３】
0003997965.tif 000004
（ここで、ＳＯＣは第５の見かけ充電状態値、ＳＯＣｍｉｄは充電状態値の制御中心値、ＳＯＣｌｏｗは充電状態値の下限設定値、ＳＯＣｈｉｇｈは充電状態値の上限設定値、ＱｌｏｗはＳＯＣｌｏｗの容量換算値、ＱｈｉｇｈはＳＯＣｈｉｇｈの容量換算値、Ｑｄは容量差値、Ｑｍｉｎは残存容量最小値、Ｑｍａｘは最大残存容量最大値である。）
【００２０】
本発明は、複数の単位電池から構成される組電池の充放電を制御する充放電制御プログラムであって、複数の単位電池のうちの最大残存容量値と、最小残存容量値と、の容量差が所定値以上のときは、その時点における最大残存容量値に基づいて求められる、組電池の充電状態を代表する制御充電状態値、よりも見かけ上の値が小さい第６の見かけ充電状態値を組電池の充放電制御に使用し、容量差が所定値より小さいときは、その時点における制御充電状態値を組電池の充放電制御に使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、より高精度に組電池の充放電を制御できる組電池の電池制御装置、方法、プログラムおよび電池制御システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明を実施するための一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
［ハイブリッド電気自動車に適用した構成（電池制御システム）］
図５には、本発明の充放電制御プログラムをハイブリッド電気自動車に適用した電池制御システム１００が示される。本発明の充放電制御プログラムはコンピュータである電池ＥＣＵ２００に読み込まれている。組電池１２には複数の電池ブロック１０が直列に接続されて構成されている。組電池１２には、電池ブロック１０の電圧を検出するための電圧検出器１４が接続されている。電池ＥＣＵ２００はこの電圧検出器１４の出力に基づき、組電池１２を構成する各電池ブロック１０のＳＯＣを算出する。電池ＥＣＵ２００は、充放電制御プログラムによって各電池ブロック１０のＳＯＣからＨＶＥＣＵ１８に送るＳＯＣを算出する。電池ＥＣＵ２００が算出したＳＯＣに基づきそのＳＯＣを判定して、ＨＶＥＣＵ１８が駆動用モータ、発電機駆動用エンジン、発電機、インバータなどからなる負荷２０を制御する。すなわち、組電池１２の充放電量を調節して、組電池１２の全体のＳＯＣが所定範囲に入るように制御する。このＳＯＣの制御範囲としては、例えば２０％〜８０％の範囲が採用される。これら電池ＥＣＵ２００、ＨＶＥＣＵ１８、組電池１２、負荷２０、電圧検出器１４等から電池制御システム１００は構成される。
【００２４】
組電池１２を構成する単位電池である電池ブロック１０は、多数のバッテリセルを直列接続した組電池であり、例えば、Ｎｉ系電池、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウムイオン電池など、二次電池のセルからなる。各電池ブロック１０のＳＯＣは電圧だけでなく、電池ブロックの温度、実測される電流値が勘案されて算出されていてもよい。
【００２５】
上記はＨＶＥＣＵ１８と電池ＥＣＵ２００が分離した構成となっているがＨＶＥＣＵ１８と電池ＥＣＵ２００とを統合させて１つの装置とすることも可能である。また、電池ＥＣＵ２００に充放電プログラムが読み込まれる例を説明しているが、充放電プログラムはＨＶＥＣＵ１８に読み込まれていてもよい。
【００２６】
負荷２０としては、エンジンＥＣＵ（Ｅ／ＧＥＣＵ）、モータＥＣＵ、インバータ、モータジェネレータなどが挙げられる。ＨＶＥＣＵ１８は、エンジンの出力等の制御するＥ／ＧＥＣＵへエンジンの出力指令を出すと共に、Ｅ／ＧＥＣＵなどからのエンジン出力制御情報を受ける。さらに、ＨＶＥＣＵ１８は、モータへトルク指令などをモータＥＣＵに出力するとともに、モータＥＣＵからのモータ制御情報を入力する。また、モータＥＣＵは、インバータにおけるスイッチング制御を行う。これにより、モータジェネレータへの入力が決定され、駆動輪を出力に応じて駆動させることができる。
【００２７】
［充放電制御方法］
次に図２を用いて、電池ＥＣＵ２００で行われる充放電制御方法について説明する。電池ＥＣＵ２００に読み込まれた充放電制御プログラム（図２）が実行される。電池ＥＣＵ２００は電圧検出手段１４から組電池１２を構成する電池ブロック１０のすべてのＳＯＣを検出する。ＳＯＣ（％）からを残存容量（Ａｈ）を算出する。電池ブロック１０の残存容量のうち最小残存容量もつものと最大残存容量を持つものを特定する。その最大残存容量から最小残存容量を引いた値を容量差を単位電池間の容量バラツキ値：Ｑｄ（Ａｈ）として求める（Ｓ１０）。
【００２８】
容量バラツキ値（Ｑｄ）と予め記憶させてある所定容量差最大値であるＳＯＣ算出用容量バラツキ上限ガード値：Ｑ１（Ａｈ）との比較を行う。（Ｓ１２）Ｑ１はＱｄが電池ブロックの異常等により極大した場合に、一定値に抑制するものである。すなわち、本発明は単位電池の容量残存容量最小値（Ｑｍｉｎ）から求められるＳＯＣを制御充電状態値（代表ＳＯＣ）としている。Ｑｍｉｎは残存容量最大値（Ｑｍａｘ）とＱｄとの差（Ｑｍｉｎ＝Ｑｍａｘ−Ｑｄ）によって求められるものである。ここで、ＱｄがＱ１以下である場合には、通常通りＱｍｉｎは残存容量最大値（Ｑｍａｘ）とＱｄとの差（Ｑｍｉｎ＝Ｑｍａｘ−Ｑｄ）によって求められる（Ｓ１６）。しかし、Ｑ１よりもＱｄが大きい場合にはＱ１をＱｄに代えて、Ｑｍｉｎ＝Ｑｍａｘ−Ｑ１としてＱｍｉｎを求める（Ｓ１４）。この制御充電状態値がＱｄの突発的な拡大等によって極小の値もしくは負の値となるようなことを防止し、数学的な不具合が生じること等を防止している。
【００２９】
Ｑｍｉｎを求めた後、ＱｍｉｎとＱｄに基づきＨＶＥＣＵ１８へ報告するＳＯＣを求める。ここでＱｄとＱ２（ＳＯＣ算出方式切り替え判定値）との比較を行う（Ｓ１８）。Ｑ２は予め記憶されている。ＱｄがＱ２以下である場合には、特願２００２−４３２１６号の方法を採用する。すなわち、Ｑｍｉｎを満充電状態の容量値（Ｑｆｕｌｌ）で除算し、その百分率をＨＶＥＣＵ１８へ報告するＳＯＣとする（Ｓ２０）。この関係は図３において示される。すなわち、ＱｍｉｎはＨＶＥＣＵ１８へ報告するＳＯＣと比例関係にある。この状態では容量バラツキの低減等の作用を期待できる、先願の利点を利用することが好ましいからである。すなわち、Ｑｍｉｎに対応する最小のＳＯＣ（制御充電状態値、代表ＳＯＣ）のみを使って充放電制御を行うと、最大のＳＯＣあるいはこれに近いＳＯＣの電池ブロック１０の充電量が制御範囲を超えて大きくなる場合があっても、容量バラツキを抑制できる。各電池ブロック１０はＳＯＣが高くなるほど充電効率が低下し、また自己放電量も多くなる。このため、電池ブロック１０間のばらつきのうち最小のＳＯＣによって充放電制御を行っても、ばらつきのうち大きい方のＳＯＣとなっている電池ブロックのＳＯＣの増加が抑制される。これにより、各電池ブロック１０を過充電状態にしてＳＯＣの均等化を行わなくても、ＳＯＣのばらつきが一定値を超え大きくなり続けることはない。従って、均等化制御を行う必要がなくなり、過充電による電池寿命の劣化を防止することができるといった容量バラツキの均等化効果を得ることができる。
【００３０】
ＱｄがＱ２よりも大である場合には、見かけのＳＯＣを演算し、その見かけのＳＯＣをＨＶＥＣＵ１８へ報告する。具体的には図４で示される実線部分のように、図３のＳＯＣ算出（図４の点線部分に相当）よりも、同じ残存容量最小値Ｑｍｉｎの値に対するＳＯＣの値をより大きな値とすることで解決を図る。すなわち、容量バラツキ（Ｑｄ）の大きさに応じてＳＯＣを大きな値とし、見かけＳＯＣを演算する。この見かけＳＯＣをＨＶＥＣＵ１８へ報告することで、制御中心値（ＳＯＣｍｉｄ）を超えることができたと判定することとしている。このＱｄとＱｍｉｎとの関係式（図４の実線部分に相当）は以下の数式（１）で示される。
【数４】
0003997965.tif 000005
（ここで、ＳＯＣは見かけＳＯＣ（％）、ＳＯＣｍｉｄは制御中心値（％）、ＳＯＣｌｏｗはＳＯＣ下限設定値（％）、ＳＯＣｈｉｇｈはＳＯＣ上限設定値（％）、ＱｌｏｗはＳＯＣｌｏｗの容量換算値（Ａｈ）、ＱｈｉｇｈはＳＯＣｈｉｇｈの容量換算値（Ａｈ）である。ＳＯＣｍｉｄは制御中心値（％）、ＳＯＣｌｏｗはＳＯＣ下限設定値（％）、ＳＯＣｈｉｇｈはＳＯＣ上限設定値（％）は予め設定されて記憶されている）。
【００３１】
見かけＳＯＣを演算するに当たって、上記数式（１）において分母に相当する以下の数式（２）から数式（１）の分母（図４の（Ａ）に相当）を求める（Ｓ２２）。
Ｑｈｉｇｈ−Ｑｌｏｗ−Ｑｄ    （２）
【００３２】
ここで上記数式（２）で示される分母が零に近い値または負値となることを防止するために零割防止所定値である予め設定されているＱ３（分母下限ガード値）との比較を行う（Ｓ２４）。数式（２）で演算される値がＱ３よりも小さい場合にはＱ３を数式（１）の分母に導入する（Ｓ２６）。このようにして数学的な不具合を防止することができる。数式（１）の分母が決定された後は、数式（１）に、この分母とＳＯＣｍｉｄ（％）、ＳＯＣｌｏｗ（％）、ＳＯＣｈｉｇｈ（％）、Ｑｌｏｗ（Ａｈ）、Ｑｄ（Ａｈ）、Ｑｍｉｎ（Ａｈ）を適用して見かけＳＯＣを算出し、この見かけＳＯＣをＨＶＥＣＵ１８へ報告するＳＯＣとして採用する（Ｓ２８）。
【００３３】
ＨＶＥＣＵ１８へ報告されるＳＯＣは、さらに予め記憶された最大ガード（ＭＡＸガード）値と最小ガード（ＭＩＮガード）値と数学的に比較され、フィルタリングされる。ＳＯＣは最大ガード値（例えばＳＯＣ１００％）とくらべて大きい場合には（Ｓ３０）、そのＳＯＣに代えて最大ガード値をＨＶＥＣＵ１８へ報告する（Ｓ３２）。最小ガード値（例えばＳＯＣ０％）と比較して小さい場合には（Ｓ３４）、そのＳＯＣに代えて最小ガード値をＨＶＥＣＵ１８へ報告する（Ｓ３６）。このようにしてＨＶＥＣＵ１８が判定に用いるＳＯＣを報告し（Ｓ３８）高精度に組電池を充放電制御できることとなる。なお図２のＳＯＣの演算はＳ１０〜Ｓ３８を繰り返し、常時、ＨＶＥＣＵ１８に制御において適切なＳＯＣを報告することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では単位電池の容量上限値が制限される例に基づいて、単位電池の残存容量の最小値により充放電制御する方法を示したが、同様に単位電池の容量下限値が制限されることに基づいて、単位電池の残存容量の最大値により充放電制御する方法も同様に実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、二次電池の組電池を有する電気自動車全般（例えば燃料電池自動車、燃料電池と内燃機関を併用するハイブリッド電気自動車）の充放電制御装置、方法、プログラム電池制御システムとして適用できる。自動車は軽自動車、乗用車、大型・小型特殊車、大型車（バス、トラック）等様々に本発明の充放電制御・電池制御システムを適用できる。
【００３６】
また、本発明は、自動車に捕らわれず、二次電池（例えばリチウムイオン二次電池、Ｎｉ系電池（例えばＮｉ−ＭＨ電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池）、鉛蓄電池）を有している機器全般の充放電制御に用いることができ、その機器に備えられた二次電池の組電池の充放電制御にも適用することができる。例えば家庭用・業務用発電燃料電池の蓄電に要する二次電池の劣化検出としても適用できる。また、航空機、船舶、パーソナルコンピュータ関連機器全般、携帯電話等の移動体に備えられた二次電池の組電池の充放電制御にも適用できることが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の充放電制御をハイブリッド電気自動車に適用した電池制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の充放電プログラムを説明するフローチャートである。
【図３】容量バラツキが小さい場合のＳＯＣ換算図である。
【図４】容量バラツキが大きい場合のＳＯＣ換算図である。
【図５】従来の電池制御システムの構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）（ｂ）時間経過に伴う容量バラツキの拡大を説明する説明図である。
【図７】（ａ）容量バラツキが小さい場合と（ｂ）容量バラツキが大きい場合の充放電制御を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  単位電池（電池ブロック）、１２  組電池、１４  電圧検出手段、１６，２００  電池ＥＣＵ、１８  ＨＶＥＣＵ、２０  負荷、１００  電池制御システム。
【図１】
0003997965.tif 000009
【図２】
0003997965.tif 000010
【図３】
0003997965.tif 000011
【図４】
0003997965.tif 000012
【図５】
0003997965.tif 000013
【図６】
0003997965.tif 000014
【図７】
0003997965.tif 000015