(57)【要約】【課題】バッテリの劣化の推定精度を改善する。【解決手段】バッテリ１０２の劣化推定回路５００が提供される。サイクル検出部５０２は、バッテリ１０２の充放電電流を積算することにより得られるクーロンカウント値に基づいて、バッテリ１０２が所定電荷量、充放電されたことを検出する。温度検出回路５０４は、バッテリ１０２の温度を監視する。劣化計算部５０６は、所定電荷量の充放電が検出されるたびに、バッテリ１０２の劣化を示す指標Ｘを、所定電荷量が充放電された期間において測定された温度Ｔに応じた変化量ΔＸ、変化させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電式のバッテリの劣化状態の推定方法であって、
前記バッテリの充放電電流を積算することによりクーロンカウント値を生成するステップと、
前記バッテリの状態を監視するステップと、
前記クーロンカウント値に基づいて、前記バッテリが所定電荷量、充放電されたことを検出するステップと、
前記所定電荷量の充放電が検出されるたびに、前記バッテリの劣化を示す指標Ｘを、前記所定電荷量が充放電された期間において測定された前記バッテリの状態に応じた変化量ΔＸ、変化させるステップと、
を備えることを特徴とする推定方法。
【請求項２】
前記バッテリの状態は、前記バッテリの温度を含むことを特徴とする請求項１に記載の推定方法。
【請求項３】
前記変化量ΔＸは、前記所定電荷量が充放電された期間にわたる平均温度、最高温度、最低温度のいずれかＴに応じていることを特徴とする請求項２に記載の推定方法。
【請求項４】
前記変化量ΔＸは、少なくともＴ＞Ｔｒの範囲において、式（１）
ΔＸ＝Ｋ×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ  …（１）
ただし、Ｋ，Ｍ，ＴｒおよびΔＴはパラメータ
で規定されることを特徴とする請求項３に記載の推定方法。
【請求項５】
２０℃≦Ｔｒ≦３０℃、１＜Ｍ＜３、５°≦ΔＴ≦２０°であることを特徴とする請求項４に記載の推定方法。
【請求項６】
Ｔ＜Ｔｒの範囲において、ΔＸ＝Ｋであることを特徴とする請求項４または５に記載の推定方法。
【請求項７】
前記バッテリの状態は、前記バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を含み、
前記変化量ΔＸは、前記ＳＯＣに依存することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の推定方法。
【請求項８】
前記バッテリの状態は、前記バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を含み、
前記パラメータＫは、前記ＳＯＣに依存することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の推定方法。
【請求項９】
前記所定電荷量の充放電に要した時間ｔを測定するステップをさらに備え、
前記変化量ΔＸは、前記時間ｔに依存することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の推定方法。
【請求項１０】
前記所定電荷量の充放電に要した時間ｔを測定するステップをさらに備え、
前記パラメータＫは、前記時間ｔに依存することを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の推定方法。
【請求項１１】
前記所定電荷量の充放電は、１充放電サイクルに相当し、
前記指標Ｘは、充放電サイクル数を表すことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の推定方法。
【請求項１２】
前記指標Ｘは、バッテリの容量を表すことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の推定方法。
【請求項１３】
充電式のバッテリの劣化推定回路であって、
前記バッテリの充放電電流を積算することにより得られるクーロンカウント値に基づいて、前記バッテリが所定電荷量、充放電されたことを検出するサイクル検出部と、
前記バッテリの状態を監視する状態監視回路と、
前記所定電荷量の充放電が検出されるたびに、前記バッテリの劣化を示す指標Ｘを、前記所定電荷量が充放電された期間において測定された前記バッテリの状態に応じた変化量ΔＸ、変化させる劣化計算部と、
を備えることを特徴とする劣化推定回路。
【請求項１４】
前記バッテリの状態は、前記バッテリの温度を含むことを特徴とする請求項１３に記載の劣化推定回路。
【請求項１５】
前記変化量ΔＸは、前記所定電荷量が充放電された期間にわたる平均温度、最高温度、最低温度のいずれかＴに応じていることを特徴とする請求項１４に記載の劣化推定回路。
【請求項１６】
前記変化量ΔＸは、少なくともＴ＞Ｔｒの範囲において、式（１）
ΔＸ＝Ｋ×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ  …（１）
ただし、Ｋ，Ｍ，ＴｒおよびΔＴはパラメータ
で規定されることを特徴とする請求項１５に記載の劣化推定回路。
【請求項１７】
２０℃≦Ｔｒ≦３０℃、１＜Ｍ＜３、５°≦ΔＴ≦２０°であることを特徴とする請求項１６に記載の劣化推定回路。
【請求項１８】
Ｔ＜Ｔｒの範囲においてΔＸ＝Ｋであることを特徴とする請求項１６または１７に記載の劣化推定回路。
【請求項１９】
前記バッテリの状態は、前記バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を含み、
前記変化量ΔＸは、前記ＳＯＣに依存することを特徴とする請求項１３から１８のいずれかに記載の劣化推定回路。
【請求項２０】
前記バッテリの状態は、前記バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を含み、
前記パラメータＫは、前記ＳＯＣに依存することを特徴とする請求項１６から１８のいずれかに記載の劣化推定回路。
【請求項２１】
前記所定電荷量の充放電に要したサイクル時間ｔを測定するサイクル時間測定部をさらに備え、
前記変化量ΔＸは、前記サイクル時間ｔに依存することを特徴とする請求項１３から２０のいずれかに記載の劣化推定回路。
【請求項２２】
前記所定電荷量の充放電に要したサイクル時間ｔを測定するサイクル時間測定部をさらに備え、
前記パラメータＫは、前記サイクル時間ｔに依存することを特徴とする請求項１６から２０のいずれかに記載の劣化推定回路。
【請求項２３】
前記所定電荷量の充放電は、１充放電サイクルに相当し、
前記指標Ｘは、充放電サイクル数を表すことを特徴とする請求項１３から２２のいずれかに記載の劣化推定回路。
【請求項２４】
前記指標Ｘは、バッテリの容量を表すことを特徴とする請求項１３から２２のいずれかに記載の劣化推定回路。
【請求項２５】
充電式のバッテリと、
前記バッテリの状態を検出する請求項１３から２４のいずれかに記載の劣化推定回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２６】
充電式のバッテリと、
前記バッテリの状態を検出する請求項１３から２４のいずれかに記載の劣化推定回路と、
を備えることを特徴とする自動車。
【請求項２７】
充電式のバッテリの劣化状態の推定方法であって、
前記バッテリの充放電電流に応じた検出値を生成するステップと、
前記バッテリの温度、前記バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）、前記バッテリの充放電サイクルの時間の少なくともひとつに応じた補正係数を生成するステップと、
前記検出値に前記補正係数を乗算し、クーロンカウント値の増加量を生成するステップと、
前記増加量を現在のクーロンカウント値に加算するステップと、
前記クーロンカウント値に基づいて、前記バッテリの劣化状態を計算するステップと、
を備えることを特徴とする推定方法。
【請求項２８】
充電式のバッテリの劣化推定回路であって、
補正クーロンカウント値を生成する補正クーロンカウンタ回路と、
前記補正クーロンカウント値に基づき、前記バッテリが所定電荷量、充放電されたことを検出するサイクル検出部と、
前記バッテリが所定電荷量、充放電されるたびに、バッテリの劣化を示す指標Ｘを所定量、変化させる劣化計算部と、
を備え、
前記補正クーロンカウンタ回路は、前記補正クーロンカウント値の変化量を、温度Ｔ、ＳＯＣ、サイクル時間ｔＣＹＣの少なくともひとつに応じて補正することを特徴とする劣化推定回路。
【請求項２９】
充電式のバッテリの劣化状態の推定方法であって、
前記バッテリの充放電電流を積算することによりクーロンカウント値を生成するステップと、
前記クーロンカウント値に基づいて、前記バッテリが所定電荷量、充放電されると、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤをインクリメントするステップと、
バッテリの定格容量をＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤとするとき、劣化後のバッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤを劣化係数αを用いて、
ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−α×ＣＹＣＣＤ
により計算するステップと、
前記劣化係数αを補正するステップと、
を備えることを特徴とする推定方法。
【請求項３０】
前記劣化係数αを補正するステップは、
（i）バッテリ劣化を考慮しない現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷを計算するステップと、
ＣＣＮＯＷ＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＡＣＣ
（ii）バッテリ劣化を考慮した現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１を計算するステップと、
ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１＝ＣＣＮＯＷ−（ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ）
＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ−ＡＣＣ
（iii）残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１がゼロとなったとき、もしくは、ＳＯＣ＿ＥＳＴ１の値がゼロになったときのＣＣＮＯＷの値を、ＥＲＲ＿ＣＣとするステップと、
ＳＯＣ＿ＥＳＴ１＝ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ×１００
＝（ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ×１００
（iv）ＥＲＲ＿ＣＣを用いて劣化係数αを更新するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２９に記載の推定方法。
【請求項３１】
前記劣化係数αを補正するステップは、
（i）バッテリ劣化を考慮しない現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷを計算するステップと、
ＣＣＮＯＷ＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＡＣＣ
（ii）推定用の劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２を計算するステップと、
ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＹＣＣＤ×α×Ｎ
ただしＮは１より大きい定数
（iii）バッテリ劣化を考慮した現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２
を計算するステップと、
ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２＝ＣＣＮＯＷ−（ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２）
＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２−ＡＣＣ
（iv）残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２がゼロとなったとき、もしくは、ＳＯＣ＿ＥＳＴ２の値がゼロになったときのＣＣＮＯＷの値を、ＥＲＲ＿ＣＣとするステップと、
ＳＯＣ＿ＥＳＴ２＝ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２×１００
＝（ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２×１００
（v）ＥＲＲ＿ＣＣを用いて劣化係数αを更新するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２９に記載の推定方法。
【請求項３２】
前記劣化係数αを補正するステップは、
（i）バッテリ劣化を考慮しない現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷを計算するステップと、
ＣＣＮＯＷ＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＡＣＣ
（ii）推定用の劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３を計算するステップと、
ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ×Ｍ−ＣＹＣＣＤ×α×Ｎ
ただし、Ｎ＞１，０＜Ｍ＜１
（iii）バッテリ劣化を考慮した現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３
を計算するステップと、
ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３＝ＣＣＮＯＷ−（ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３）
＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３−ＡＣＣ
（iv）残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３がゼロとなったとき、もしくは、ＳＯＣ＿ＥＳＴ３の値がゼロになったときのＣＣＮＯＷの値を、ＥＲＲ＿ＣＣとするステップと、
ＳＯＣ＿ＥＳＴ３＝ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３×１００
＝（ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３×１００
（v）ＥＲＲ＿ＣＣを用いて劣化係数αを更新するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２９に記載の推定方法。
【請求項３３】
前記劣化係数αを更新するステップは、計算式
α’＝（α＋ＥＲＲ＿ＣＣ）／ＣＹＣＣＤ
にもとづくことを特徴とする請求項３０から３２のいずれかに記載の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末、デジタルカメラ、タブレット端末、携帯音楽プレイヤ、携帯ゲーム機器、ノート型コンピュータをはじめとするさまざまな電池駆動型の電子機器は、充電式のバッテリ（２次電池）を内蔵しており、システム制御や信号処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、液晶パネル、無線通信モジュール、その他のアナログ、デジタル回路などの電子回路は、バッテリからの電力供給を受けて動作する。
【０００３】
図１は、電池駆動型の電子機器のブロック図である。電子機器９００は、バッテリ９０２と、バッテリ９０２を充電する充電回路９０４と、を備える。充電回路９０４は、外部の電源アダプタやＵＳＢ（Universal Serial Bus）からの電源電圧ＶＡＤＰを受け、バッテリ９０２を充電する。
【０００４】
バッテリ９０２には、負荷９０８が接続される。バッテリ９０２に流れる電流ＢＡＴは、充電回路９０４からの充電電流ＩＣＨＧと負荷９０８に流れる負荷電流（放電電流）ＩＬＯＡＤの差分となる。
【０００５】
バッテリ９０２は、充放電を繰り返す毎に劣化することが知られている。バッテリ９０２の劣化は、具体的にはその容量の低下として現れる。バッテリ９０２の劣化を推定するために、電子機器９００には劣化推定機能が設けられる。バッテリの劣化を推定する劣化推定回路９２０は、バッテリの残量（充電状態：ＳＯＣ）を検出する残量検出回路９０６と統合される場合もある。
【０００６】
残量検出回路９０６は、ヒューエルゲージＩＣ（Integrated Circuit）とも称される。残量検出回路９０６によるバッテリの残量の検出方法としては、（１）電圧法と、（２）クーロンカウント法（電荷積算法）の２つが主流となっている。残量検出回路９０６は、充電回路９０４に内蔵される場合もある。
【０００７】
電圧法では、開放状態（無負荷状態）においてバッテリの開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を測定し、ＯＣＶとＳＯＣの対応関係から残量を推定する。ＯＣＶは、バッテリが無負荷であり、かつ緩和状態でなければ測定することができず、したがって充放電中にそれを正確に測定することはできない。
【０００８】
クーロンカウント法では、バッテリに流れ込む充電電流およびバッテリから流れ出る放電電流（以下、充放電電流と総称する)を積算し、バッテリへの充電電荷量、放電電荷量を計算することで残量を推定する。クーロンカウント法によれば、電圧法と異なり、開放電圧が得られないバッテリの使用期間においても、残量を推定することができる。
【０００９】
図１の残量検出回路９０６は、クーロンカウント法によって、バッテリ９０２の残量を推定する。残量検出回路９０６は、クーロンカウンタ回路９１０と、ＳＯＣ演算部９１２と、を備える。クーロンカウンタ回路９１０は、バッテリ９０２の電流ＩＢＡＴを検出し、それを積算する。クーロンカウンタ回路９１０が生成するクーロンカウント値（以下、累積クーロンカウント値ＡＣＣ：Accumulated Coulomb Count）は、以下の式で表される。
ＡＣＣ＝∫ＩＢＡＴｄｔ
厳密にはバッテリ電流ＩＢＡＴは時間的に離散的にサンプリングされ、以下の式で計算される。Δｔはサンプリング周期を示す。
ＡＣＣ＝Σ（Δｔ×ＩＢＡＴ）
この積算（積分）は、たとえばバッテリ９０２から流れ出る方向の電流ＩＢＡＴを正、バッテリ９０２に流れ込む方向の電流ＩＢＡＴを負として行われる。
【００１０】
ＳＯＣ演算部９１２は、ＡＣＣ値に基づいて、バッテリ９０２のＳＯＣを演算する。ＳＯＣの演算には以下の式が用いられる。
ＳＯＣ［％］＝（ＣＣＦＵＬＬ−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ×１００
ＣＣＦＵＬＬは、満充電状態においてバッテリ９０２に蓄えられる電荷量（クーロンカウント容量値）を示し、これはバッテリ９０２の容量に相当する。
【００１１】
劣化推定回路９２０の充放電サイクル検出部９２２は、クーロンカウンタ回路９１０が生成するデータに基づいて、１充放電サイクルに相当する使用を検出する。劣化計算部９２４は、充放電サイクル検出部９２２が１充放電サイクルを検出するたびに、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤをインクリメントする。充放電サイクル数ＣＹＣＣＤはバッテリ９０２の劣化度を表す。充放電サイクル数ＣＹＣＣＤは、バッテリの寿命を知らせるアラートに使用することができる。
【００１２】
また充放電サイクル検出部９２２、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤにもとづいて、ＳＯＣ演算部９１２において使用されるクーロンカウント容量値（バッテリ容量）ＣＣＦＵＬＬを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第９，０３５，６１６Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明者は、図１の劣化推定回路９２０について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。図２は、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤとバッテリの劣化度の関係を示す図である。劣化度は、劣化した容量ＣＣＦＵＬＬを定格容量を１００％として表したものである。図２に示すように、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤと劣化度の関係は、バッテリの温度などの条件によって変化する。たとえばバッテリの温度が４５℃のときは、２５℃のときに比べて速く劣化が進む。一方、劣化計算部９２４は、所定の条件下（所定温度など）での、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤと劣化度の関係（劣化特性）を規定している。したがって所定の条件と、実際のバッテリ使用条件が乖離すると、劣化推定値の誤差が大きくなる。
【００１５】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、バッテリの劣化状態を精度よく推定可能な方法および回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のある態様は、充電式のバッテリの劣化状態の推定方法に関する。推定方法は、バッテリの充放電電流を積算することによりクーロンカウント値を生成するステップと、バッテリの状態を監視するステップと、クーロンカウント値に基づいて、バッテリが所定電荷量、充放電されたことを検出するステップと、所定電荷量の充放電が検出されるたびに、バッテリの劣化を示す指標Ｘを、所定電荷量が充放電された期間において測定されたバッテリの状態に応じた変化量（単位劣化量）ΔＸ、変化させるステップと、を備える。
【００１７】
この態様によると、バッテリの使用時の状態に応じて、サイクル劣化の進み具合を調節することができ、劣化状態の推定の精度を改善できる。本明細書において、「バッテリが所定電荷量、充放電されたこと」は、（i）バッテリが所定電荷量、充電されたこと、（ii）バッテリが所定電荷量、放電されたこと、（iii）バッテリが所定電荷量、充電され、かつ放電されたこと、（iv）バッテリが所定電荷量、充電され、または、放電されたこと、などを含む。
【００１８】
バッテリの状態は、バッテリの温度を含んでもよい。温度を考慮することで、劣化推定の精度を高めることができる。変化量ΔＸは、所定電荷量が充放電された期間にわたる平均温度、最高温度、最低温度のいずれかに応じていてもよい。平均温度、最高温度、最低温度のいずれかＴを考慮することで、演算負荷の増加を抑制しつつ、精度を改善できる。
【００１９】
変化量ΔＸは、少なくともＴ＞Ｔｒの範囲において、式（１）
ΔＸ＝Ｋ×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ  …（１）
ただし、Ｋ，Ｍ，ＴｒおよびΔＴはパラメータ
に基づいて規定されてもよい。２０℃≦Ｔｒ≦３０℃、１＜Ｍ＜３、５°≦ΔＴ≦２０°であってもよい。変化量ΔＸは、アレニウスの法則（１０度２倍速あるいは温度二倍速ともいう）に基づいて規定されてもよい。Ｔ＜Ｔｒの範囲において、ΔＸ＝Ｋであってもよい。すなわち温度に依存しなくてもよい。あるいはΔＸは式（１）にしたがってもよいし、別の式にしたがってもよい。
【００２０】
ある態様において、バッテリの状態は、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を含んでもよい。変化量ΔＸは、ＳＯＣに依存してもよい。ＳＯＣを考慮することにより、より劣化状態の推定精度を改善できる。パラメータＫは、ＳＯＣに依存してもよい。
【００２１】
ある態様において推定方法は、所定電荷量の充放電に要した時間ｔを測定するステップをさらに備えてもよい。変化量ΔＸは、時間ｔに依存してもよい。この態様によれば、保存劣化を反映させることができる。ある態様においてパラメータＫは、時間ｔに依存してもよい。
【００２２】
所定電荷量の充放電は、１充放電サイクルに相当してもよい。指標Ｘは、充放電サイクル数を表してもよい。指標Ｘは、バッテリの容量を表してもよい。
【００２３】
本発明の別の態様は、充電式のバッテリの劣化推定回路に関する。バッテリ監視回路は、バッテリの充放電電流を積算することにより得られるクーロンカウント値に基づいて、バッテリが所定電荷量、充放電されたことを検出するサイクル検出部と、バッテリの温度を監視する温度監視回路と、所定電荷量の充放電が検出されるたびに、バッテリの劣化を示す指標Ｘを、所定電荷量が充放電された期間において測定された温度Ｔに応じた変化量ΔＸ、変化させる劣化計算部と、を備える。
【００２４】
本発明の別の態様も、充電式のバッテリの劣化推定回路に関する。劣化推定回路は、補正クーロンカウント値を生成する補正クーロンカウンタ回路と、補正クーロンカウント値に基づき、バッテリが所定電荷量、充放電されたことを検出するサイクル検出部と、バッテリが所定電荷量、充放電されるたびに、バッテリの劣化を示す指標Ｘを所定量、変化させる劣化計算部と、を備える。補正クーロンカウンタ回路は、補正クーロンカウント値の変化量を、温度Ｔ、ＳＯＣ、サイクル時間ｔＣＹＣの少なくともひとつに応じて補正する。
【００２５】
本発明の別の態様は電子機器である。電子機器は、充電式のバッテリと、バッテリの状態を検出する上述の劣化推定回路と、を備える。
【００２６】
本発明の別の態様は自動車である。自動車は、充電式のバッテリと、バッテリの状態を検出する上述の劣化推定回路と、を備える。
【００２７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、バッテリの劣化状態の推定精度を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】電池駆動型の電子機器のブロック図である。
【図２】充放電サイクル数とバッテリの劣化度の関係を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る劣化推定回路を備えるバッテリ管理システムのブロック図である。
【図４】充放電サイクルを説明する図である。
【図５】劣化計算部の構成例を示すブロック図である。
【図６】図３のバッテリ管理システムの動作波形図である。
【図７】第２の実施の形態に係る劣化推定回路を備えるバッテリ管理システムのブロック図である。
【図８】図７の劣化計算部の構成例を示すブロック図である。
【図９】図７のバッテリ管理システムの動作波形図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る劣化推定回路を備えるバッテリ管理システムのブロック図である。
【図１１】図１０の劣化計算部の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１０のバッテリ管理システムの動作波形図である。
【図１３】第７の実施の形態に係る残量検出回路を備えるバッテリ管理システムのブロック図である。
【図１４】図１３の補正クーロンカウンタ回路のブロック図である。
【図１５】第８の実施の形態に係るバッテリ管理システムのブロック図である。
【図１６】第８の実施の形態に係るバッテリ管理システム１００ｄの動作波形図である。
【図１７】第８の実施の形態におけるバッテリ電圧ＶＢＡＴとＳＯＣの関係を示す図である。
【図１８】第９の実施の形態のバッテリ管理システムの動作波形図である。
【図１９】第９の実施の形態におけるバッテリ電圧ＶＢＡＴとＳＯＣの関係を示す図である。
【図２０】第１０の実施の形態におけるバッテリ電圧ＶＢＡＴとＳＯＣの関係を示す図である。
【図２１】バッテリ管理システムを備える自動車を示す図である。
【図２２】バッテリ管理システムを備える電子機器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００３１】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００３２】
また本明細書において、電圧信号、電流信号、あるいは抵抗に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは抵抗値を表すものとする。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係る劣化推定回路５００を備えるバッテリ管理システム１００のブロック図である。バッテリ管理システム１００は、バッテリ１０２、充電回路１０４、負荷１０８および残量検出回路（ヒューエルゲージＩＣ）２００を備える。バッテリ１０２は、ひとつ、あるいは複数のセルを含む。セルの種類は特に限定されず、リチウムイオンセル、リチウム空気セル、リチウム金属ベースのセル、ニッケル水素セル、ニッケルカドミウムセル、ニッケル亜鉛セルなどが例示される。セルの個数は、バッテリ管理システム１００の用途に依存するが、ポータブルの電子機器の場合、１セル〜数セル、車載バッテリや産業機器、産業機械の用途では数十〜数百セルのオーダーとなる。本発明の用途としてバッテリ１０２の構成は特に限定されない。
【００３４】
負荷１０８には、バッテリ１０２からのバッテリ電圧ＶＢＡＴが供給される。負荷１０８の種類は特に限定されない。たとえばバッテリ管理システム１００が電子機器に搭載される場合、負荷１０８は、電池電圧ＶＢＡＴを昇圧あるいは降圧し、電源電圧ＶＤＤを生成する電源回路や、電源電圧ＶＤＤを受けて動作する各種電子回路を含みうる。バッテリ管理システム１００が自動車や産業機械に搭載される場合、負荷１０８は、モータと、電池電圧ＶＢＡＴを交流に変換してモータを駆動するインバータと、を含みうる。
【００３５】
充電回路１０４は、外部の電源アダプタやＵＳＢ（Universal Serial Bus）、充電ステーションなどから電源電圧ＶＥＸＴを受け、バッテリ１０２を充電する。
【００３６】
残量検出回路２００は、バッテリ１０２の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出する。なお本明細書では理解の容易化のために、ＳＯＣを、最小値が０、最大値が１００である百分率（％）として説明するが、本発明はそれには限定されない。たとえばＳＯＣを１０ビットで表す場合、デジタル信号処理の過程においては、ＳＯＣは、０〜１０２３の１０２４階調で表されることに留意されたい。
【００３７】
残量検出回路２００は、主として、クーロンカウンタ回路２０２、ＳＯＣ演算部２０６を備える。クーロンカウンタ回路２０２は、バッテリ１０２の充放電電流（ＩＢＡＴ）を積算することにより、累積クーロンカウント値（以下、ＡＣＣ値とする）を生成する。ＡＣＣ値は、以下の式で表される。
ＡＣＣ＝∫ＩＢＡＴｄｔ
クーロンカウンタ回路２０２は、バッテリ電流ＩＢＡＴを所定のサンプリング周期Δｔでサンプリングする。ＡＣＣ値は、各サンプリング時刻ｊにおけるバッテリ電流ＩＢＡＴ［ｊ］を用いて、以下の式で計算される。
ＡＣＣ＝Σｊ＝１（Δｔ×ＩＢＡＴ[ｊ]）
この積算（積分）は、たとえばバッテリ１０２から流れ出る方向の電流ＩＢＡＴを正、バッテリ９０２に流れ込む方向の電流ＩＢＡＴを負として行われる。
【００３８】
電流ＩＢＡＴの検出方法は特に限定されない。たとえば電流ＩＢＡＴの経路上に、バッテリ１０２と直列にセンス抵抗ＲＳを挿入し、センス抵抗ＲＳの電圧降下を検出してもよい。センス抵抗ＲＳは、バッテリ１０２の正極側に挿入されてもよいし、負極側に挿入されてもよい。クーロンカウンタ回路２０２は、センス抵抗ＲＳの電圧降下ＶＣＳ（もしくは電圧降下ＶＣＳを増幅した電圧）をサンプリングするＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータの出力データを積算する積算器と、を含んでもよい。
【００３９】
ＳＯＣ演算部２０６は、クーロンカウンタ回路２０２からのＡＣＣ値を受ける。ＳＯＣ演算部２０６は、以下の式に基づいてＳＯＣ（％）を計算する。
ＳＯＣ＝（ＣＣＦＵＬＬ−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ×１００
ただし、ＣＣＦＵＬＬは満充電に相当するクーロンカウント容量値
【００４０】
バッテリ管理システム１００はさらに劣化推定回路５００を備える。本実施の形態では劣化推定回路５００を残量検出回路２００の一部として説明するが、残量検出回路２００と劣化推定回路５００は別個のハードウェアであってもよいし、一部のハードウェアを共有して構成されてもよい。
【００４１】
劣化推定回路５００は、サイクル検出部５０２、温度検出回路５０４、劣化計算部５０６を備える。サイクル検出部５０２は、クーロンカウンタ回路２０２が生成するクーロンカウント値に基づいて、バッテリ１０２が所定電荷量、充放電されたことを検出する。以下のいくつかの実施の形態では、所定電荷量は、容量値ＣＣＦＵＬＬに相当する電荷量とする。また以下のいくつかの実施の形態では、「所定電荷量、充放電された」とは、（iv）バッテリが所定電荷量、充電され、かつ、放電されたことに相当し、これを以下では「充放電サイクル」と称する。
【００４２】
充放電サイクルについて詳細に説明する。１回の充放電サイクルは、放電電流（つまり正のバッテリ電流ＩＢＡＴ）の積算値、充電電流（つまり負のバッテリ電流ＩＢＡＴ）の積算値それぞれが１回ずつ、バッテリ１０２のクーロンカウント容量値ＣＣＦＵＬＬに達したことに相当する。放電クーロンカウント値を、ＤＣＣ（Discharge Coulomb Count）値と表記し、充電クーロンカウント値を、ＣＣＣ（Charge Coulomb Count）値と表記するものとする。
【００４３】
ＤＣＣ値の変化量がＣＣＦＵＬＬに達したことを放電サイクル、ＣＣＣ値の変化量がＣＣＦＵＬＬに達したことを充電サイクルと称する。ＣＣＦＵＬＬは定格値ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤを用いることもできるが、劣化を考慮した値ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤを用いるとよい。放電サイクルが１回発生すると、放電サイクル数が１増加する。同様に、充電サイクルが１回発生すると、充電サイクル数が１増加する。充放電サイクル数は、充放電サイクルが１回発生すると、１増加し、言い換えると、放電サイクル数と充電サイクル数がそれぞれ１増加したことに相当する。このように充放電サイクル、充電サイクル、放電サイクルを定義すると、充放電サイクル数は、充電サイクル数と放電サイクル数のうち小さい方と一致する。
【００４４】
クーロンカウンタ回路２０２は、ＡＣＣ値に加えて、ＤＣＣ値、ＣＣＣ値を生成する。サイクル検出部５０２は、ＤＣＣ値、ＣＣＣ値に基づいて、充放電サイクルを検出する。充放電サイクルの検出は、劣化計算部５０６に通知される。たとえばサイクル検出部５０２は、１回の充放電サイクルを検出するたびに（つまり、充放電サイクル数が１増加するたびに）、その出力信号（検出信号）Ｓ１をアサート（たとえばハイレベル）し、劣化計算部５０６に通知してもよい。あるいは劣化計算部５０６が充放電サイクル数を格納するレジスタを監視することとし、当該レジスタの値が変化したことを、充放電サイクルの検出の通知としてもよい。
【００４５】
図４は、充放電サイクルを説明する図である。ここでは、ＤＣＣ値、ＣＣＣ値は、ＣＣＦＵＬＬに達するとゼロにリセットされるものとするが、必ずしもリセットする必要はない。放電サイクルをＣＹＣＤ、充電サイクルをＣＹＣＤ、充放電サイクルをＣＹＣＣＤとして示す。
【００４６】
図３に戻る。温度検出回路（状態監視回路）５０４は、バッテリ１０２の状態のひとつとして、バッテリ１０２の温度Ｔを監視し、温度Ｔを示す温度情報Ｓ２を生成する。たとえば温度検出回路５０４は、バッテリ１０２に取り付けられ、あるいはその近傍に配置された熱電対やサーミスタなどの温度センサと、温度センサの出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータとを含んでもよい。
【００４７】
劣化計算部５０６は、バッテリ１０２の劣化を示す指標Ｘを生成する。劣化計算部５０６は、バッテリ１０２の所定電荷量の充放電が検出されるたびに（つまり充放電サイクルＣＹＣＣＤが検出されるたびに）、指標Ｘを、所定電荷量が充放電された期間において測定された温度Ｔに応じた変化量ΔＸ、変化させる。現在の指標をＸ［ｉ］、ｉ番目の充放電サイクルＣＹＣＣＤｉで測定された温度をＴ［ｉ］、それに対応する変化量をΔＸ［ｉ］と書くとき、ｉ番目の充放電サイクルＣＹＣＣＤの検出後の新たな指標Ｘ［ｉ＋１］は、以下の式で表される。
Ｘ［ｉ＋１］＝Ｘ［ｉ］＋ΔＸ［ｉ］
ΔＸ［ｉ］＝ｆ（Ｔ［ｉ］）
ただし、ｆ（）は、変化量ΔＸと温度Ｔの関係を示す関数である。
【００４８】
たとえば、変化量ΔＸ［ｉ］は、所定電荷量が充放電された期間（すなわち充放電サイクル）にわたる平均温度Ｔａｖｅ［ｉ］に応じてもよい。
ΔＸ［ｉ］＝ｆ（Ｔａｖｅ［ｉ］）
【００４９】
ΔＸ＝１に固定した場合、指標Ｘは、充放電サイクル数に相当する。したがって劣化計算部５０６が生成する指標Ｘは、温度等の使用条件に応じて修正された充放電サイクル数と把握することができる。指標Ｘを、劣化サイクル数とも称する。
【００５０】
化学反応の速度は、温度が１０°高くなると、２倍となるというアレニウスの法則（１０度２倍速あるいは温度二倍速ともいう）が経験的に知られている。本発明者は、バッテリの劣化にもアレニウスの法則が適用可能であり、バッテリのサイクル劣化の温度依存性をモデル化するのに適していることを独自に認識した。本実施の形態において、変化量ΔＸは、平均温度Ｔａｖｅに対して式（１）に基づいて規定される。
ΔＸ＝Ｋ×Ｍ（Ｔａｖｅ−Ｔｒ）／ΔＴ      …（１）
ただし、Ｋ，Ｍ，ＴｒおよびΔＴはパラメータ
【００５１】
Ｔｒは基準となる温度（たとえば室温）であり、２０℃≦Ｔｒ≦３０℃としてもよい。以下、Ｔｒ＝２５℃とする。また、１＜Ｍ＜３としてもよい。２のべき乗はハードウェアでの実装が容易であることから、Ｍ＝２としてもよい。また５°≦ΔＴ≦２０°としてもよい。以下、ΔＴ＝１０°とする。また本実施の形態ではＫ＝１とする。
【００５２】
なお、Ｋ，Ｍ，Ｔｒ，ΔＴは、バッテリ１０２のベンダー、種類、ロット、個体などに応じて、実際のバッテリの劣化曲線に対して最もフィッティングするように、最適な値を定めればよい。Ｋ，Ｍ，Ｔｒ，ΔＴの少なくとも一つは、残量検出回路２００の外部から設定可能とすることが好ましく、したがって残量検出回路２００は、Ｋ，Ｍ，Ｔｒ，ΔＴの少なくともひとつの設定値を保持するためのレジスタと、外部から設定値を受信し、レジスタに書き込むインタフェース回路をさらに備えてもよい。
【００５３】
変化量ΔＸは、少なくともＴａｖｅ＞Ｔｒの範囲において式（１）にしたがって変化する。また本実施の形態では、変化量ΔＸは、Ｔａｖｅ＜Ｔｒの範囲において温度に依存しない。
（１）Ｔａｖｅ＞Ｔｒ
ΔＸ＝Ｋ×Ｍ（Ｔａｖｅ−Ｔｒ）／ΔＴ
（２）Ｔａｖｅ＜Ｔｒ
ΔＸ＝Ｋ
【００５４】
さらに劣化計算部５０６は、指標Ｘに基づいて所定の関係式にしたがい、劣化したバッテリの容量を推定する。より具体的には劣化したバッテリの容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤは、定格バッテリ容量をＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤとするとき、式（２）にしたがって推定される。
ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−Ｘ×α      …（２）
ただしαは劣化係数を表し、その単位はクーロンである。
すなわちバッテリ容量（クーロンカウント容量値）ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤは、指標（劣化サイクル数）Ｘに基づいて、式（２）にしたがって減少していく。劣化係数αは定数であってもよいが、後述の第８〜第１０の実施の形態で説明するように変数としてもよい。ＳＯＣ演算部２０６は、劣化を考慮したバッテリ容量（劣化バッテリ容量という）ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤにもとづいて、ＳＯＣ（％）を計算することができる。
ＳＯＣ＝（ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ×１００
【００５５】
図５は、劣化計算部５０６の構成例を示すブロック図である。劣化計算部５０６は、平均温度検出部５１０、変化量計算部５１２、指標計算部５１４を含む。平均温度検出部５１０は、温度検出回路５０４からの温度情報Ｓ２に基づき、現在（ｉ番目）の充放電サイクルの平均温度Ｔａｖｅ［ｉ］を検出する。変化量計算部５１２は、式（１）に基づいて、変化量ΔＸを演算する。なお本明細書における演算は、ソフトウェアあるいはハードウェアによる演算処理の他、テーブル参照などその他の手段も含む。指標計算部５１４は、現在の劣化サイクル数Ｘ［ｉ］をレジスタ５１６に保持しておき、変化量ΔＸ［ｉ］を加算することにより、新たな劣化サイクル数Ｘ［ｉ＋１］を生成するとともに、その値を、レジスタ５１６に格納する。なお劣化計算部５０６は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアを実行するプロセッサで構成してもよく、あるいはそれらの組み合わせであってもよい。
【００５６】
以上が第１の実施の形態に係るバッテリ管理システム１００の構成である。続いてその動作を説明する。図６は、図３のバッテリ管理システム１００の動作波形図である。図６には上から順にＳＯＣ、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤ、温度Ｔ、指標（劣化サイクル数）Ｘが示される。ここでは理解の容易化のため、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤが１からスタートしている。時刻ｔ１に、１サイクル目のカウントが完了する。時刻ｔ０〜ｔ１の温度Ｔの平均値はＴａｖｅ１である。たとえば、Ｔｒ＝２５℃、Ｔａｖｅ１＝４５℃、ΔＴ＝１０°、Ｋ＝１とすると、変化量ΔＸ［１］は、
ΔＸ[１]＝１×２（４５−２５）／１０＝４
となり、劣化サイクル数Ｘ［２］は
Ｘ［２］＝Ｘ［１］＋４＝ＸＩＮＩＴ＋４
となる。すなわち１回目の充放電サイクルでは、バッテリ１０２は４サイクル分、劣化したものと推定される。
【００５７】
時刻ｔ２に、２サイクル目のカウントが完了する。時刻ｔ１〜ｔ２の温度Ｔの平均値はＴａｖｅ２である。たとえばＴａｖｅ２＝３５℃とすると、変化量ΔＸ［２］は、
ΔＸ[２]＝１×２（３５−２５）／１０＝２
となり、劣化サイクル数Ｘ［３］は
Ｘ［３］＝Ｘ［２］＋２＝ＸＩＮＩＴ＋６
となる。すなわち２回目の充放電サイクルでは、バッテリ１０２は２サイクル分、劣化したものと推定される。
【００５８】
時刻ｔ３に、３サイクル目のカウントが完了する。時刻ｔ２〜ｔ３の温度Ｔの平均値はＴａｖｅ３である。たとえばＴａｖｅ３＝２０℃とすると、Ｔａｖｅ３＜Ｔｒであるから、変化量ΔＸ［２］は、
ΔＸ[２]＝１
となり、劣化サイクル数Ｘ［４］は
Ｘ［４］＝Ｘ［３］＋１＝ＸＩＮＩＴ＋７
となる。すなわち３回目の充放電サイクルでは、バッテリ１０２は１サイクル分、劣化したものと推定される。
【００５９】
以上が図３のバッテリ管理システム１００の動作である。このバッテリ管理システム１００によれば、バッテリ１０２の使用時の温度Ｔに応じて、サイクル劣化の進み具合（すなわち変化量ΔＸ）を調節することができ、劣化状態の推定の精度を改善できる。特に、平均時間Ｔａｖｅを考慮することで、演算負荷の増加を抑制しつつ、精度を改善できる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係る劣化推定回路５００ａを備えるバッテリ管理システム１００ａのブロック図である。この劣化推定回路５００ａでは、劣化計算部５０６ａにＳＯＣ演算部２０６が生成したＳＯＣが入力される。そして劣化サイクル数Ｘの変化量ΔＸに、バッテリのＳＯＣが反映される。一般的には、ＳＯＣが大きな領域では、ＳＯＣが小さな領域よりも劣化が速く進むという知見が得られている。そこでＳＯＣに応じて変化量ΔＸを調節することにより、より劣化状態の推定精度を改善できる。
【００６１】
ΔＸを式（１）で記述する場合、パラメータＫにＳＯＣを反映させてもよい。たとえばバッテリ１０２のＳＯＣは、複数の範囲に区画されている。ここでは理解の容易化、説明の簡潔化のため、２つの範囲、すなわち所定のしきい値ＳＯＣＴＨ（ここでは５０％とする）より高い上側範囲（すなわち５０〜１００％）、しきい値ＳＯＣＴＨより低い下側範囲（０〜５０％）に区画されるものとする。なおしきい値ＳＯＣＴＨの値や、範囲の個数は特に限定されない。そして式（１）のパラメータＫは、ＳＯＣの範囲ごとに異なる値を有する。
すなわち、
Ｋ＝β１    ｆｏｒ５０％≦ＳＯＣ≦１００％
Ｋ＝β２    ｆｏｒ  ０％≦ＳＯＣ＜５０％
なおβ１＋β２＝１を満たすようにβ１，β２を定めてもよい。
【００６２】
まとめると、以下のように変化量ΔＸを生成してもよい。
（１）Ｔａｖｅ＞Ｔｒ
ΔＸ＝β１×Ｍ（Ｔａｖｅ−Ｔｒ）／ΔＴ      ｆｏｒ ５０％≦ＳＯＣ≦１００％
ΔＸ＝β２×Ｍ（Ｔａｖｅ−Ｔｒ）／ΔＴ      ｆｏｒ ０％≦ＳＯＣ＜５０％
（２）Ｔａｖｅ＜Ｔｒ
ΔＸ＝β１    ｆｏｒ ５０％≦ＳＯＣ≦１００％
ΔＸ＝β２    ｆｏｒ ０％≦ＳＯＣ＜５０％
【００６３】
たとえば劣化計算部５０６は、ＳＯＣの範囲ごとに、平均温度Ｔａｖｅを検出する。上側範囲５０％≦ＳＯＣ≦１００％における平均温度をＴａｖｅＨとし、下側範囲０％≦ＳＯＣ＜５０％における平均温度をＴａｖｅＬとする。
【００６４】
１充放電サイクル内で、ＳＯＣがひとつの範囲内（たとえば上側範囲のみ）で変化する場合、変化量ΔＸは、平均温度ＴａｖｅＨに基づいて、以下のように計算すればよい。
ΔＸ＝ΔＸＨ＝β１×Ｍ（ＴａｖｅＨ−Ｔｒ）／ΔＴ      ｆｏｒ Ｔａｖｅ＞Ｔｒ
ΔＸ＝ΔＸＨ＝β１    ｆｏｒ  Ｔａｖｅ＜Ｔｒ
【００６５】
同様に１充放電サイクル内で、ＳＯＣが別のひとつの範囲内（たとえば下側範囲のみ）で変化する場合、変化量ΔＸは、平均温度ＴａｖｅＬに基づいて、以下のように計算すればよい。
ΔＸ＝ΔＸＬ＝β２×Ｍ（ＴａｖｅＬ−Ｔｒ）／ΔＴ      ｆｏｒ Ｔａｖｅ＞Ｔｒ
ΔＸ＝ΔＸＬ＝β２    ｆｏｒ  Ｔａｖｅ＜Ｔｒ
【００６６】
もし、１充放電サイクル内で、ＳＯＣが複数の範囲を跨いで変化する場合、変化量ΔＸは、複数の範囲それぞれについて計算される変化量ΔＸＨ，ΔＸＬの平均値としてもよい。
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２      …（３）
この場合、劣化サイクル数Ｘは、式（４）となる。
Ｘ［ｉ＋１］＝Ｘ［ｉ］＋ΔＸ
＝Ｘ［ｉ］＋（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２      …（４）
【００６７】
あるいは、ＳＯＣの範囲ごとに劣化サイクルＸＨ，ＸＬを個別に計算し、それらの平均を、１充放電サイクルの劣化サイクル数Ｘとしてもよい。
ＸＨ［ｉ＋１］＝Ｘ［ｉ］＋ΔＸＨ［ｉ］
ＸＬ［ｉ＋１］＝Ｘ［ｉ］＋ΔＸＬ［ｉ］
Ｘ［ｉ＋１］＝（ＸＨ［ｉ＋１］＋ＸＬ［ｉ＋１］）／２
＝＝Ｘ［ｉ］＋（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２      …（５）
なお式（５）は式（４）と一致する。
【００６８】
図８は、図７の劣化計算部５０６ａの構成例を示すブロック図である。範囲判定部５２４は、現在のＳＯＣが、複数の範囲のいずれに含まれるか判定する。上側範囲に含まれる期間、第１平均温度検出部５２０が有効となり、平均温度ＴａｖｅＨが更新される。反対に下側範囲に含まれる期間、第２平均温度検出部５２２が有効となり、平均温度ＴａｖｅＬが更新される。第１変化量計算部５２６は平均温度ＴａｖｅＨに基づいて上側範囲における変化量ΔＸＨを計算し、第２変化量計算部５２８は平均温度ＴａｖｅＬに基づいて下側範囲における変化量ΔＸＬを計算する。指標計算部５３０は、変化量ΔＸＨ，ΔＸＬに基づいて劣化サイクル数Ｘ［ｉ＋１］を計算する。
【００６９】
以上が第２の実施の形態に係るバッテリ管理システム１００ａの構成である。続いてその動作を説明する。図９は、図７のバッテリ管理システム１００ａの動作波形図である。時刻ｔ１に、１サイクル目のカウントが完了する。時刻ｔ０〜ｔ１において、ＳＯＣ＞５０％であるから、上側範囲と判定され、したがって温度Ｔの平均値としてＴａｖｅＨが計算される。ＴａｖｅＨ＞Ｔｒであるから、変化量ΔＸ［１］は以下の通りである。
ΔＸ［１］＝β１×Ｍ（ＴａｖｅＨ−Ｔｒ）／ΔＴ
【００７０】
時刻ｔ３に、２サイクル目のカウントが完了する。時刻ｔ１〜ｔ３のうち、前半部分ｔ１〜ｔ２において、ＳＯＣ＞５０％であるから上側範囲と判定され、平均温度ＴａｖｅＨが計算される。後半部分ｔ２〜ｔ３では、ＳＯＣ＜５０％であるから下側範囲と判定され、平均温度ＴａｖｅＬが計算される。
ＴａｖｅＨ＞Ｔｒであるから、
ΔＸＨ［２］＝β１×Ｍ（ＴａｖｅＨ−Ｔｒ）／ΔＴ
となり、ＴａｖｅＬ＜Ｔｒであるから、
ΔＸＬ[２]＝β２
となる。したがって２サイクル目の変化量ΔＸ［２］は、（ΔＸＨ[２]＋ΔＸＬ[２]）／２となる。以上が図７のバッテリ管理システム１００ａの動作である。
【００７１】
第２の実施の形態によれば、劣化サイクル数Ｘの変化量ΔＸに、温度Ｔに加えて、ＳＯＣを反映させることにより、第１の実施の形態よりも一層、劣化状態の推定精度を改善できる。
【００７２】
（第３の実施の形態）
図１０は、第３の実施の形態に係る劣化推定回路５００ｂを備えるバッテリ管理システム１００ｂのブロック図である。劣化推定回路５００ｂは、各充放電サイクルに要したサイクル時間ｔＣＹＣを測定するサイクル時間測定部５０８をさらに備える。変化量ΔＸは、サイクル時間ｔＣＹＣの長さに依存する。
【００７３】
たとえばサイクル時間ｔＣＹＣは、複数の範囲に区画されている。ここでは理解の容易化、説明の簡潔化のため、２つの範囲、すなわち所定のしきい値ｔＴＨより長い第１範囲（ｔＣＹＣ＞ｔＴＨ）、しきい値ｔＴＨより短い第２範囲（ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ）に区画されるものとするが、しきい値ｔＴＨの値、範囲の個数は特に限定されない。そして式（１）のパラメータＫは、サイクル時間ｔＣＹＣの範囲ごとに異なる値を有する。
Ｋ＝γ１    ｆｏｒ  ｔＴＨ＜ｔＣＹＣ
Ｋ＝γ２    ｆｏｒ  ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ
たとえば、ｔＴＨは、第１範囲が、いわゆる保存劣化の領域とみなせるような値に設定することが好ましい。
【００７４】
まとめると、以下のように変化量ΔＸを生成してもよい。
（１）Ｔａｖｅ＞Ｔｒ
ΔＸ＝γ１×Ｍ（Ｔａｖｅ−Ｔｒ）／ΔＴ      ｆｏｒ ｔＴＨ＜ｔＣＹＣ
ΔＸ＝γ２×Ｍ（Ｔａｖｅ−Ｔｒ）／ΔＴ      ｆｏｒ ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ
（２）Ｔａｖｅ＜Ｔｒ
ΔＸ＝γ１    ｆｏｒ ｔＴＨ＜ｔＣＹＣ
ΔＸ＝γ２    ｆｏｒ ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ
【００７５】
図１１は、図１０の劣化計算部５０６ｂの構成例を示すブロック図である。平均温度検出部５４０は、平均温度Ｔａｖｅを取得する。範囲判定部５４２は、サイクル時間ｔＣＹＣが、複数の範囲のいずれに含まれるか判定する。変化量計算部５４４は、サイクル時間ｔＣＹＣの長さに応じたパラメータ（γ１，γ２）を選択し、平均温度Ｔａｖｅに応じた変化量ΔＸを算出する。指標計算部５４６は劣化サイクル数Ｘを変化量ΔＸ変化させる。
【００７６】
以上が第３の実施の形態に係るバッテリ管理システム１００ｂの構成である。続いてその動作を説明する。図１２は、図１０のバッテリ管理システム１００ｂの動作波形図である。時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４それぞれにおいて、１，２，３，４サイクル目のカウントが完了する。サイクル時間ｔＣＹＣ１，ｔＣＹＣ３，ｔＣＹＣ４は、しきい値ｔＴＨより短く、サイクル時間ｔＣＹＣ２はしきい値ｔＴＨより長い。また平均温度Ｔａｖｅ１，Ｔａｖｅ４はしきい値Ｔｒより高く、平均温度Ｔａｖｅ２，Ｔａｖｅ３はしきい値Ｔｒより低い。
【００７７】
各サイクルにおける変化量ΔＸ［１］〜Ｘ［４］は以下の通りである。
ΔＸ［１］＝γ２×Ｍ（Ｔａｖｅ１−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸ［２］＝γ１
ΔＸ［３］＝γ２
ΔＸ［４］＝γ２×Ｍ（Ｔａｖｅ４−Ｔｒ）／ΔＴ
【００７８】
以上が図１０のバッテリ管理システム１００ｂの動作である。このバッテリ管理システム１００ｂによれば、ｔＣＹＣ＜ｔＴＨであり、すなわち通常の使用による劣化と推定される場合と、ｔＣＹＣ＞ｔＴＨであり、すなわち保存劣化と推定される場合とで、異なる値のパラメータＫを用いることにより、劣化サイクル数Ｘに保存劣化を反映させることができる。
【００７９】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態は、第２の実施の形態と第３の実施の形態の組み合わせである。すなわち、指標（劣化サイクル数）Ｘに、ＳＯＣとサイクル時間ｔＣＹＣが反映される。
この場合、変化量ΔＸを以下のように計算してもよい。
（１）ＴａｖｅＨ，ＴａｖｅＬ＞Ｔｒ
（１ａ）  ｔ＞ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ１×β１×Ｍ（ＴａｖｅＨ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸＬ＝γ１×β２×Ｍ（ＴａｖｅＬ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
（１ｂ）  ｔ＜ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ２×β１×Ｍ（ＴａｖｅＨ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸＬ＝γ２×β２×Ｍ（ＴａｖｅＬ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
（２）ＴａｖｅＨ，ＴａｖｅＬ＜Ｔｒ
（２ａ）  ｔ＞ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ１×β１
ΔＸＬ＝γ１×β２
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
（２ｂ）  ｔ＜ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ２×β１
ΔＸＬ＝γ２×β２
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
【００８０】
（３）ＴａｖｅＨ＞Ｔｒ，ＴａｖｅＬ＜Ｔｒ
（３ａ）  ｔ＞ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ１×β１×Ｍ（ＴａｖｅＨ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸＬ＝γ１×β２
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
（３ｂ）  ｔ＜ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ２×β１×Ｍ（ＴａｖｅＨ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸＬ＝γ２×β２
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
【００８１】
（４）ＴａｖｅＨ＜Ｔｒ，ＴａｖｅＬ＞Ｔｒ
（４ａ）  ｔ＞ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ１×β１
ΔＸＬ＝γ１×β２×Ｍ（ＴａｖｅＬ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
（４ｂ）  ｔ＜ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ２×β１
ΔＸＬ＝γ２×β２×Ｍ（ＴａｖｅＬ−Ｔｒ）／ΔＴ
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
【００８２】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態では、変化量ΔＸに温度Ｔは反映されず、ＳＯＣおよびサイクル時間ｔＣＹＣが考慮される。したがって第５の実施の形態に係る劣化推定回路５００ｃ（不図示）は、図１０のブロック図から温度検出回路５０４を省略した構成と把握できる。第５の実施の形態では、変化量ΔＸは、以下のように決めることができる。
ΔＸ［ｉ］＝ｇ（ＳＯＣ［ｉ］，ｔＣＹＣ［ｉ］）
ただし、ｇ（）は、変化量ΔＸとＳＯＣおよびｔＣＹＣの関係を示す関数である。
【００８３】
たとえばΔＸ［ｉ］は以下のように規定してもよい。
（１）  ｔ＞ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ１×β１
ΔＸＬ＝γ１×β２
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
（２）  ｔ＜ｔＣＹＣ
ΔＸＨ＝γ２×β１
ΔＸＬ＝γ２×β２
ΔＸ＝（ΔＸＨ＋ΔＸＬ）／２
【００８４】
（第６の実施の形態）
あるいは、変化量ΔＸにＳＯＣのみを反映させてもよい。
ΔＸ［ｉ］＝ｈ１（ＳＯＣ［ｉ］）
ただし、ｈ１（）は、変化量ΔＸとＳＯＣの関係を示す関数である。
【００８５】
あるいは、変化量ΔＸにサイクル時間ｔＣＹＣのみを反映させてもよい。
ΔＸ［ｉ］＝ｈ２（ｔＣＹＣ［ｉ］）
ただし、ｈ２（）は、変化量ΔＸとサイクル時間ｔＣＹＣの関係を示す関数である。
【００８６】
（第７の実施の形態）
図１３は、第７の実施の形態に係る残量検出回路２００ｃを備えるバッテリ管理システム１００ｃのブロック図である。残量検出回路２００ｃは、クーロンカウンタ回路２０２、ＳＯＣ演算部２０６および劣化推定回路６００を備える。
【００８７】
劣化推定回路６００は、主として補正クーロンカウンタ回路６０２、サイクル検出部６０４、劣化計算部６０６を備える。補正クーロンカウンタ回路６０２は、補正クーロンカウント値ＤＣＣ’，ＣＣＣ’を生成する。サイクル検出部６０４は、補正クーロンカウント値ＤＣＣ’，ＣＣＣ’に基づき、バッテリ１０２が所定電荷量、充放電されたこと（すなわち充放電サイクル）を検出する。劣化計算部６０６は、バッテリ１０２が所定電荷量、充放電されるたびに、バッテリ１０２の劣化を示す指標Ｘを所定量、変化させる。たとえば指標Ｘが劣化サイクル数の場合、充放電サイクルが検出されるたびに、劣化サイクル数が１、インクリメントする。また、劣化サイクル数Ｘに応じて、バッテリの容量、すなわちＳＯＣ演算部２０６のＣＣＦＵＬＬの値が更新される。
【００８８】
補正クーロンカウンタ回路６０２は、補正クーロンカウント値ＤＣＣ’，ＣＣＣ’の変化量を、温度Ｔ、ＳＯＣ、サイクル時間ｔＣＹＣの少なくともひとつに応じて補正する。温度検出回路６０８、サイクル時間測定部６１０は必要に応じて設けられる。
【００８９】
一般的なクーロンカウンタ（２０２）の場合、あるサンプリングｊに対する充放電電荷量がＩＢＡＴ［ｊ］であるとき、
ＣＣ［ｊ＋１］＝ＣＣ［ｊ］＋Δｔ×ＩＢＡＴ［ｊ］
で表される。説明の簡潔化のためにΔｔ＝１に正規化すると、
ＣＣ［ｊ＋１］＝ＣＣ［ｊ］＋ＩＢＡＴ［ｊ］
となる。
【００９０】
これに対して補正クーロンカウンタ回路６０２においては、
ＣＣ’［ｊ＋１］＝ε［ｊ］×ＣＣ’［ｊ］＋ＩＢＡＴ［ｊ］
によって修正クーロンカウント値ＣＣ’が計算される。ここでεは、温度Ｔ、ＳＯＣ、サイクル時間ｔＣＹＣの少なくともひとつに応じた補正係数である。上述のΔｔは、εに含まれるものと解釈してもよい。この補正係数εは、第１〜第４の実施の形態で説明した変化量ΔＸに相当する。
【００９１】
１．  温度依存性
補正係数εを温度Ｔの関数とした場合、第１の実施の形態とのアナロジーで考えればよく、ΔＸをεと読み替えればよい。したがってεは、Ｔ＞Ｔｒの範囲において式（１ａ）で表すことができる。
ε＝Ｋ×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ  …（１ａ）
本実施の形態では、充放電サイクルの周期よりも短い時間スケールで、つまり、クーロンカウンタのカウント周期の時間スケールで、温度Ｔを反映させることができる。
【００９２】
２．  ＳＯＣ依存性
さらにＳＯＣを反映させる場合、第２の実施の形態とのアナロジーで考えればよい。なお本実施の形態では、ＳＯＣの範囲ごとに、平均温度Ｔａｖｅを演算する必要はない。たとえば以下のように補正係数εを計算してもよい。
（１）Ｔ＞Ｔｒ
（１ａ）  ＳＯＣ＞ＳＯＣＴＨ
ε＝β１×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ
（１ｂ）  ＳＯＣ＜ＳＯＣＴＨ
ε＝β２×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ
【００９３】
（２）Ｔ＜Ｔｒ
（２ａ）  ＳＯＣ＞ＳＯＣＴＨ
ε＝β１
（２ｂ）  ＳＯＣ＜ＳＯＣＴＨ
ε＝β２
【００９４】
３．  サイクル時間依存性
またサイクル時間ｔＣＹＣを反映させる場合、第３の実施の形態とのアナロジーで考えればよい。
（１）Ｔ＞Ｔｒ
（１ａ）  ｔＣＹＣ＞ｔＴＨ，ＳＯＣ＞ＳＯＣＴＨ
ε＝γ１×β１×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ
（１ｂ）  ｔＣＹＣ＞ｔＴＨ，ＳＯＣ＜ＳＯＣＴＨ
ε＝γ１×β２×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ
（１ｃ）  ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ，ＳＯＣ＞ＳＯＣＴＨ
ε＝γ２×β１×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ
（１ｂ）  ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ，ＳＯＣ＜ＳＯＣＴＨ
ε＝γ２×β２×Ｍ（Ｔ−Ｔｒ）／ΔＴ
【００９５】
（２）Ｔ＜Ｔｒ
（２ａ）  ｔＣＹＣ＞ｔＴＨ，ＳＯＣ＞ＳＯＣＴＨ
ε＝γ１×β１
（２ｂ）  ｔＣＹＣ＞ｔＴＨ，ＳＯＣ＜ＳＯＣＴＨ
ε＝γ１×β２
（２ｃ）  ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ，ＳＯＣ＞ＳＯＣＴＨ
ε＝γ２×β１
（２ｂ）  ｔＣＹＣ＜ｔＴＨ，ＳＯＣ＜ＳＯＣＴＨ
ε＝γ２×β２
【００９６】
図１４は、図１３の補正クーロンカウンタ回路６０２のブロック図である。図１４には、ＡＣＣ値を計算する構成が示される。上述したようにバッテリ電流（充放電電流）ＩＢＡＴの経路上にはセンス抵抗ＲＳが挿入されており、センス抵抗ＲＳには、バッテリ電流ＩＢＡＴに比例した電圧降下ＶＣＳが発生する。ＩＢＡＴは、充電時に正、放電時に負となる。電流検出回路６２０は、Ａ／Ｄコンバータを含み、電圧降下ＶＳをデジタル値ＩＢＡＴ［ｊ］に変換する。ｊはサンプリング時刻を表す。電流検出回路６２０は、電圧降下Ｖｓを増幅するアンプをさらに含んでもよい。
【００９７】
補正係数演算部６２２は、温度Ｔ、ＳＯＣ、ｔＣＹＣの少なくともひとつに応じた補正係数ε［ｊ］を演算する。乗算器６２４は、ＩＢＡＴ［ｊ］にε［ｊ］を乗算してΔＣＣ’［ｊ］を生成する。このΔＣＣ’［ｊ］は、クーロンカウント値の変化量に相当する。
【００９８】
レジスタ６２６は、現在のＤＣＣ’［ｊ］を保持する。加算器６２８は、ΔＣＣ’［ｊ］が負であるとき（つまり放電時）に、その値（もしくはその絶対値）レジスタ６２６のＤＣＣ’［ｊ］に加算し、新たなＤＣＣ’［ｊ＋１］を生成する。新たなＤＣＣ’［ｊ＋１］によってレジスタ６２６の値が更新される。
【００９９】
レジスタ６３０は、現在のＣＣＣ’［ｊ］を保持する。加算器６３２は、ΔＣＣ’［ｊ］が正であるとき（つまり充電時）に、その値をレジスタ６３０のＣＣＣ’［ｊ］に加算し、新たなＣＣＣ’［ｊ＋１］を生成する。新たなＣＣＣ’［ｊ＋１］によってレジスタ６３０の値が更新される。
【０１００】
（第８の実施の形態）
図１５は、第８の実施の形態に係るバッテリ管理システム１００ｄのブロック図である。残量検出回路２００ｄは、クーロンカウンタ回路２０２、ＳＯＣ演算部２０６および劣化推定回路７００を備える。クーロンカウンタ回路２０２、ＳＯＣ演算部２０６の機能、動作は既に説明した。
【０１０１】
劣化推定回路７００は、主としてサイクル検出部７０２、劣化計算部７０４を備える。サイクル検出部７０２は、充放電サイクルを検出すると、検出信号Ｓ１をアサートする。
【０１０２】
劣化計算部７０４は、検出信号Ｓ１がアサートされるたびに、充放電サイクル数ＣＹＣＣＤを１、インクリメントする。
【０１０３】
また劣化計算部７０４は、クーロンカウンタ回路２０２からのＡＣＣ値を受け、バッテリ容量の劣化、すなわちバッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤを計算する。この実施の形態では、劣化したバッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤを計算する際の式（２）の劣化係数αを変数として扱い、充放電サイクルごとに更新してもよい。
【０１０４】
劣化計算部７０４は、推定用の劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１を計算する。本実施の形態では、ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１は、式（２）のＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤと同じである。
ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＹＣＣＤ×α      …（２ａ）
【０１０５】
また劣化計算部７０４はバッテリ劣化を考慮しない現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷを計算する。ＣＣＮＯＷは、バッテリの残りの電荷量を表す。
ＣＣＮＯＷ＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＡＣＣ    …（７ａ）
【０１０６】
さらに劣化計算部７０４は、バッテリ劣化を考慮した現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１を計算する。
ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１＝ＣＣＮＯＷ−（ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１）
＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１−ＡＣＣ    …（７ｂ）
【０１０７】
劣化を考慮した残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１がゼロとなったときに、バッテリ電圧ＶＢＡＴが、残量ゼロに相当する電圧（システムの最低動作電圧）ＶＢＡＴ＿ＭＩＮに達していない場合、そのときのＣＣＮＯＷの値をＥＲＲ＿ＣＣとする。
【０１０８】
劣化計算部７０４は、以下の式（８）によりＳＯＣ＿ＥＳＴ１を計算し、ＳＯＣ＿ＥＳＴ１の値がゼロになったときのＣＣＮＯＷの値を、ＥＲＲ＿ＣＣとしてもよい。このＳＯＣ＿ＥＳＴ１は、ＳＯＣ演算部２０６において計算されるＳＯＣに他ならないため、劣化計算部７０４は、ＳＯＣ演算部２０６の出力を監視してもよい。
ＳＯＣ＿ＥＳＴ１＝ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１×１００
＝（ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１×１００  …（８）
【０１０９】
劣化計算部７０４は、ＥＲＲ＿ＣＣを用いて劣化係数αを補正し、以降のサイクルにおいて、式（２）の劣化係数αとして使用する。たとえば補正後の劣化係数α’は、式（９）にしたがって計算してもよい。
α’＝（α＋ＥＲＲ＿ＣＣ）／ＣＹＣＣＤ      …（９）
【０１１０】
なお、補正式はこれに限定されず、ＥＲＲ＿ＣＣに、α’がαより大きくなるように、かつＥＲＲ＿ＣＣに対して単調増加するように定義すればよい。任意の関数ｆを用いて一般化すると、
α’＝ｆ（ＥＲＲ＿ＣＣ，α）    …（１０）
ただし関数ｆは、
ＥＲＲ＿ＣＣ１＞ＥＲＲ＿ＣＣ２のとき、
ｆ（ＥＲＲ＿ＣＣ１，α）＞ｆ（ＥＲＲ＿ＣＣ２，α）
を満たす。
【０１１１】
以上が残量検出回路２００ｄの構成である。続いてその動作を説明する。図１６は、図１５のバッテリ管理システム１００ｄの動作波形図である。バッテリ１０２が負荷電流ＩＬＯＡＤによって放電されると、ＣＣＮＯＷ値およびＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１値は時間とともに低下していく。ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１の初期値ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１は、過去の充放電サイクル数から式（２ａ）にもとづいて推定された値である。またＣＣＮＯＷ＿ＴＲＵＥは、正しい電荷量を示す。
【０１１２】
またバッテリ電圧ＶＢＡＴは、満充電電圧ＶＢＡＴ＿ＦＵＬＬから、時間とともに低下していく。バッテリ電圧ＶＢＡＴは、正しい電荷量ＣＣＮＯＷ＿ＴＲＵＥがゼロになる時刻ｔ１に、最低動作電圧ＶＢＡＴ＿ＭＩＮとなる。初期値（バッテリ容量）ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１が正しい値ＣＣＦＵＬＬ＿ＴＲＵＥより小さいと、ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１は、バッテリが空となる時刻ｔ１より前の時刻ｔ０にゼロとなる。
【０１１３】
劣化計算部７０４は、時刻ｔ０におけるＣＣＮＯＷの値ＥＲＲ＿ＣＣを取得し、劣化係数αを補正する。そして、補正された劣化係数αを利用して、式（２ａ）にしたがって、劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤが計算される。また推定用の劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ１が計算される。
【０１１４】
図１７は、バッテリ電圧ＶＢＡＴとＳＯＣの関係を示す図である。なおＶＢＡＴとＳＯＣは実際には非直線であるが、ここでは説明の簡潔化のために直線としている。実線は、正しいＳＯＣ＿ＴＲＵＥを示す。劣化バッテリ容量の推定値ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤが、本当の値ＣＣＦＵＬＬ＿ＴＲＵＥより小さいと、一点鎖線で示すように、電荷が残っているのにもかかわらず、すなわちバッテリ電圧ＶＢＡＴが最低動作電圧ＶＢＡＴ＿ＭＩＮに到達していないにもかかわらず、ＳＯＣ＿ＥＳＴ１がゼロとなる。
【０１１５】
図１５のバッテリ管理システム１００ｄでは、この状態を検出すると、劣化係数αを、式（８）あるいは別の関数ｆにしたがって補正する。これにより劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤが大きくなる方向に補正され、それ以降のＳＯＣ＿ＥＳＴ１は、図１７に破線で示すように正しいＳＯＣ（ＳＯＣ＿ＴＲＵＥ）に近づくように補正することができる。
【０１１６】
以上が残量検出回路２００ｄの動作である。劣化係数αを補正することにより、バッテリの劣化の推定精度を高めることができる。
【０１１７】
（第９の実施の形態）
第８の実施の形態では、劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤが正しい値よりも小さく見積もられている場合に、その値を補正することができるが、正しい値より大きく見積もられている場合に、補正することができない。第９の実施の形態は、そのような場合にも有効な技術が提供される。
【０１１８】
第９の実施の形態に係るバッテリ管理システムのブロック図は、図１５と同様であり、劣化計算部７０４の処理が異なっている。劣化計算部７０４は、式（２ａ）に代えて、式（２ｂ）にもとづいて、劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２を計算する。このＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２は、ＳＯＣ演算部２０６において使用されるＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤではなく、劣化係数αを補正するために参照される。
ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＹＣＣＤ×α×Ｎ      …（２ｂ）
Ｎは、Ｎ＞１である定数である。
【０１１９】
また、バッテリ劣化を考慮した現在の残クーロンカウント値ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２を、式（７ｂ）にもとづいて計算する。
ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２＝ＣＣＮＯＷ−（ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２）
＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２−ＡＣＣ    …（７ｂ）
【０１２０】
また劣化計算部７０４は、式（８）に代えて式（８ｂ）にしたがって、ＳＯＣ＿ＥＳＴ２を計算する。第９の実施の形態においてＳＯＣ＿ＥＳＴ２は、ＳＯＣ演算部２０６が計算するＳＯＣとは異なることに留意されたい。
ＳＯＣ＿ＥＳＴ２＝ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２×１００
＝（ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ２×１００  …（８ｂ）
【０１２１】
劣化計算部７０４は、式（８ｂ）で計算されるＳＯＣ＿ＥＳＴ２がゼロになったとき、すなわちＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ２がゼロのときのＣＣＮＯＷの値を、ＥＲＲ＿ＣＣとする。劣化計算部７０４は、ＥＲＲ＿ＣＣを用いて劣化係数αを補正する。補正には、式（９）あるいは別の関数ｆを用いることができる。
【０１２２】
続いて第９の実施の形態の動作を説明する。
図１８は、第９の実施の形態のバッテリ管理システムの動作波形図である。図１９は、バッテリ電圧ＶＢＡＴとＳＯＣの関係を示す図である。実線は正しいＳＯＣを示す。
【０１２３】
劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤが正しい値より小さい場合、第８の実施の形態で計算されるＳＯＣ＿ＥＳＴ１（もしくはＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ１）がゼロとなる時刻ｔ２より前の時刻ｔ１に、バッテリ電圧ＶＢＡＴが最低動作電圧ＶＢＡＴ＿ＭＩＮまで低下する。
【０１２４】
第９の実施の形態において計算されるＳＯＣ＿ＥＳＴ２は、意図的にＳＯＣ＿ＥＳＴ１よりも劣化が大きく見積もられている。このＳＯＣ＿ＥＳＴ２は、時刻ｔ１より前の時刻ｔ０にゼロとなり、そのときのＣＣＮＯＷの値をＥＲＲ＿ＣＣとして得ることができる。
【０１２５】
このように第９の実施の形態によれば、劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤが正しい値より小さく見積もられた場合においても、その値を正しい値に近づけることができる。
【０１２６】
（第１０の実施の形態）
第１０の実施の形態は、第９の実施の形態を修正したものである。
劣化計算部７０４は、式（２ｂ）に代えて、式（２ｃ）にもとづいて、劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３を計算する。
ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ×Ｍ−ＣＹＣＣＤ×α×Ｎ      …（２ｃ）
Ｎ＞１，０＜Ｍ＜１である。
【０１２７】
また劣化計算部７０４は、式（７ｃ）、（８ｃ）にしたがって、ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３，ＳＯＣ＿ＥＳＴ３を計算する。
ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３＝ＣＣＮＯＷ−（ＣＣＦＵＬＬ＿ＲＡＴＥＤ−ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３）
＝ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３−ＡＣＣ    …（７ｃ）
【０１２８】
ＳＯＣ＿ＥＳＴ３＝ＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３×１００
＝（ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３−ＡＣＣ）／ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤ＿ＥＳＴ３×１００  …（８ｃ）
【０１２９】
劣化計算部７０４は、式（８ｃ）で計算されるＳＯＣ＿ＥＳＴ３がゼロになったとき、すなわちＣＣＮＯＷ＿ＥＳＴ３がゼロのときのＣＣＮＯＷの値を、ＥＲＲ＿ＣＣとする。劣化計算部７０４は、ＥＲＲ＿ＣＣを用いて劣化係数αを補正する。補正には、式（９）あるいは別の関数ｆを用いることができる。
【０１３０】
続いて第１０の実施の形態の動作を説明する。
Ｍ＝（１００−Ｙ）／１００と表すと、式（２ｃ）は、バッテリ容量のＹ％を０％とみなしたことに相当する。図２０は、第１０の実施の形態におけるバッテリ電圧ＶＢＡＴとＳＯＣの関係を示す図である。実線は正しいＳＯＣを示す。Ｚは、ＳＯＣがＹ％となったときのバッテリ電圧ＶＢＡＴである。Ｚは、事前に測定しておいてもよい。あるいは、ＳＯＣ−ＯＣＶテーブルから、ＳＯＣが０％のときのＯＣＶ電圧とＶＢＡＴ＿ＭＩＮの差ΔＶを求め、ＳＯＣがＹ％であるときの開放電圧ＯＣＶ［Ｙ％］から引いてもよい。
Ｚ＝ＯＣＶ［Ｙ％］−ΔＶ
【０１３１】
第１０の実施の形態によれば、劣化バッテリ容量ＣＣＦＵＬＬ＿ＡＧＥＤをより正しく推定することができる。
【０１３２】
以上、本発明について、いくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【０１３３】
（変形例１）
第１〜第３の実施の形態において、各サイクルにわたる平均温度Ｔａｖｅを用いることとしたが、最低温度Ｔｍｉｎ、あるいは最高温度Ｔｍａｘを、変化量ΔＸ（あるいは補正係数ε）に反映させてもよい。
【０１３４】
（変形例２）
実施の形態では、劣化サイクル数Ｘを計算し、劣化サイクル数Ｘに基づいてバッテリの容量ＣＣＦＵＬＬを式（２）にしたがって計算することとしたが、劣化サイクル数Ｘを計算せずに、劣化を表す指標としてバッテリ容量Ｃを直接的に、式（１２）にしたがって計算してもよい。
ＣＣＦＵＬＬ［ｉ＋１］＝ＣＣＦＵＬＬ［ｉ］−ΔＣ［ｉ］      …（１２）
ΔＣ［ｉ］＝Ｘ［ｉ］×α
つまり変化量ΔＣに、温度、ＳＯＣ、サイクル時間ｔＣＹＣの少なくともひとつを反映してもよい。
【０１３５】
（変形例３）
Ｔａｖｅ＜Ｔｒにおいて、ΔＸ（あるいはΔＣ）に温度依存性がないものとしたが、本発明はそれに限定されない。たとえば温度Ｔａｖｅを複数の温度範囲に区分し、温度範囲ごとに、Ｍ，Ｔｒ，ΔＴの少なくともひとつを異なる値としてもよい。一例としてＴｒを境界として２つの温度範囲に分割し、
Ｔ＞Ｔｒのとき、Ｍ＝Ｍ１，ΔＴ＝ΔＴ１
Ｔ＜Ｔｒのとき、Ｍ＝Ｍ２，ΔＴ＝ΔＴ２
としてもよい。
【０１３６】
あるいは、複数の温度範囲ごとに、異なる演算式を用いてもよい。
【０１３７】
（変形例４）
第１〜第４の実施の形態において、平均温度Ｔａｖｅは、充電サイクルと放電サイクルごとに分けて計算してもよい。
【０１３８】
（変形例５）
実施の形態では、「バッテリが所定電荷量、充放電されたこと」の例として充放電サイクルを例示したが本発明はそれに限定されない。たとえば「バッテリが所定電荷量、充放電されたこと」は、充電サイクル（放電サイクル）であってもよく、したがって充電サイクル（放電サイクル）が検出されるたびに指標Ｘ（たとえば劣化サイクル数、バッテリの容量）が更新されてもよい。あるいは「バッテリが所定電荷量、充放電されたこと」は、充電サイクルまたは放電サイクルであってもよく、したがって充電サイクル、放電サイクルのいずれかが検出されるたびに指標Ｘが更新されてもよい。
【０１３９】
この場合、充電サイクル、放電サイクルそれぞれについて平均温度Ｔａｖｅ（最高温度、最低温度など）を計算し、またＳＯＣの範囲を判定してもよい。また充電サイクルの時間と放電サイクルの時間を個別に測定して、変化量ΔＸに反映させてもよい。
【０１４０】
また、所定電荷量を、バッテリの容量に相当する電荷としたが、それにも限定されない。バッテリ容量の１／２を所定電荷量としてもよいし、その決め方は任意である。
【０１４１】
（用途）
最後に、バッテリ管理システム１００の用途を説明する。図２１は、バッテリ管理システム１００を備える自動車３００を示す図である。自動車３００は、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、などである。インバータ３０２は、バッテリ管理システム１００からの電圧ＶＢＡＴを受け、交流に変換してモータ３０４に供給し、モータ３０４を回転させる。またブレーキが踏まれた場合などの減速時には、インバータ３０２は回生動作を行い、モータ３０４が発生する電流をバッテリ管理システム１００のバッテリ１０２に回収する。ＰＨＶやＥＶでは、そのほかにバッテリ管理システム１００のバッテリ１０２を充電する充電回路を備える。
【０１４２】
図２２は、バッテリ管理システム１００を備える電子機器４００を示す図である。電子機器４００は、バッテリ管理システム１００に加えて、ＰＭＩＣ（パワーマネージメントＩＣ）４０２、プロセッサ４０４、その他図示しない電子回路を含む。ＰＭＩＣ４０２は統合された複数の電源回路であり、プロセッサ４０４やその他の電子回路に、適切な電源電圧を供給する。
【０１４３】
そのほか、バッテリ管理システム１００は、産業機器、産業機械、家庭用／工場用の蓄電システム、エレベータシステムの電源などに用いることができる。
【０１４４】
実施の形態に基づき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【０１４５】
１００…バッテリ管理システム、１０２…バッテリ、１０４…充電回路、１０８…負荷、２００…残量検出回路、２０２…クーロンカウンタ回路、２０６…ＳＯＣ演算部、５００…劣化推定回路、５０２…サイクル検出部、５０４…温度検出回路、５０６…劣化計算部、５０８…サイクル時間測定部、５１０…平均温度検出部、５１２…変化量計算部、５１４…指標計算部、５２０…第１平均温度検出部、５２２…第２平均温度検出部、５２４…範囲判定部、５２６…第１変化量計算部、５２８…第２変化量計算部、５３０…指標計算部、５４０…平均温度検出部、５４２…範囲判定部、５４４…変化量計算部、５４６…指標計算部、６００…劣化推定回路、６０２…補正クーロンカウンタ回路、６０４…サイクル検出部、６０６…劣化計算部、６０８…温度検出回路、６１０…サイクル時間測定部、６２０…電流検出回路、６２２…補正係数演算部、６２４…乗算器、６２６…レジスタ、６２８…加算器、３００…自動車、３０２…インバータ、３０４…モータ、４００…電子機器、４０２…ＰＭＩＣ、４０４…プロセッサ。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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