(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを直列につないだ組電池と、
前記組電池から電力を入出力する車両駆動用のモータと、
前記組電池と前記モータとの間を流れる電流を測定する電流検出手段と、
前記各セルの電圧を検出するセル電圧検出回路を有するバッテリ監視装置と、を備えた電動車両システムにおいて、
電流値が十分に小さくなるときの前記各セルの電圧を前記各セルの推定開放電圧として検出するセル推定開放電圧検出手段と、
前記各セルの電圧を前記電流で割って前記各セルの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、
前記内部抵抗算出手段によって算出した前記内部抵抗から、前記内部抵抗とＳＯＣとの相関に基づいて、ＳＯＣを算出するＳＯＣ算出手段と、
前記ＳＯＣ算出手段によって算出した前記ＳＯＣから、ＳＯＣとセル開放電圧との相関に基づいて、前記各セルの実開放電圧を推定するセル実開放電圧推定手段と、
前記セル電圧検出回路毎の電圧を補正するオフセット誤差を前記実開放電圧と前記推定開放電圧との偏差から算出するセル電圧オフセット誤差推定手段を備えることを特徴とする電動車両システム。
【請求項２】
前記組電池の温度を計測する温度計測手段を備え、
前記セル電圧オフセット誤差推定手段は、前記組電池の温度によって前記オフセット誤差を補正することを特徴とする請求項１に記載の電動車両システム。
【請求項３】
前記バッテリ監視装置周辺または前記バッテリ監視装置内の温度を計測するバッテリ監視装置温度計測手段と、
前記バッテリ監視装置内に設けた記憶装置と、を備え、
予め前記バッテリ監視装置の内部に設けたセル電圧検出回路の温度とオフセット誤差の温度係数との温度特性を記憶しておき、推定した前記オフセット誤差を温度特性マップから補正することを特徴とする請求項１に記載の電動車両システム。
【請求項４】
前記セル電圧オフセット誤差推定手段は、ＳＯＣにより入出力を制限する制限手段を備え、誤差推定を行うＳＯＣ範囲を設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の電動車両システム。
【請求項５】
走行時の電流、電圧値を複数点サンプリングし、直線回帰し、傾きから内部抵抗を算出し、傾きから算出する前記内部抵抗が新品時の内部抵抗に対する比率が、第１閾値以上の時に誤差推定を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の電動車両システム。
【請求項６】
充電機能を持ち、充電時にオフセット誤差推定を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の電動車両システム。
【請求項７】
特定の充電パターン時にオフセット誤差推定を行うことを特徴とする請求項６に記載の電動車両システム。
【請求項８】
前記オフセット誤差の推定は、車両の走行時に行われることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の電動車両システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動車両システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された電池の電圧を検出する電圧センサのオフセット補正を行う場合に、車両走行中の電圧センサの温度変化に起因するオフセット誤差を考慮して、車両の走行中にオフセット補正を行うものが特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１７０８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の発明では、電圧センサへの入力電圧が０Ｖとなるようにスイッチを設け、この時のバッテリ監視装置の測定値からオフセット誤差を求めているが、車両の電池として組電池を用いている場合には、各セルにおけるオフセット誤差を求めておらず、セル毎に電圧検出値をオフセット誤差によって補正することができない。そのため、バッテリ監視装置によってオフセット誤差を求めた場合に、オフセット補正を正確に行うことができず、実際のセルの電圧にバラツキが生じ、組電池において広い電圧範囲で使用することができない、といった問題点がある。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、オフセット補正を正確に行い、セルの電圧を正確に算出し、組電池において広い電圧範囲で使用可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数のセルを直列につないだ組電池と、組電池から電力を入出力する車両駆動用のモータと、組電池と前記モータとの間を流れる電流を測定する電流検出手段と、各セルの電圧を検出するセル電圧検出回路を有するバッテリ監視装置と、を備えた電動車両システムにおいて、電流値が十分に小さくなるときの各セルの電圧を各セルの推定開放電圧として検出するセル推定開放電圧検出手段と、各セルの電圧を電流で割って各セルの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、内部抵抗算出手段によって算出した内部抵抗から、内部抵抗とＳＯＣとの相関に基づいて、ＳＯＣを算出するＳＯＣ算出手段と、ＳＯＣ算出手段によって算出したＳＯＣから、ＳＯＣとセル開放電圧との相関に基づいて、各セルの実開放電圧を推定するセル実開放電圧推定手段と、セル電圧検出回路毎の電圧を補正するオフセット誤差を実開放電圧と推定開放電圧との偏差から算出するセル電圧オフセット誤差推定手段を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、各セル電圧検出回路によって検出する電圧を補正するオフセット誤差を、セルのＳＯＣと内部抵抗との相関に基づいて算出することで、セル毎に算出するオフセット誤差によってセル電圧を補正するので、オフセット補正を正確に行うことができ、セルの電圧を正確に算出することができ、組電池をより広い電圧範囲で使用でき、組電池を小型化し、コスト削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１実施形態における電動車両の駆動システムについて図１の概略構成図を用いて説明する。
【０００８】
この実施形態の電動車両の駆動システムは、交流モータ（以下、モータとする）１と、モータ１に電力を供給する組電池２と、モータ１と組電池２との間に配置されるインバータ３と、組電池２の電圧を監視するバッテリ監視装置４と、を備える。さらに、組電池２の全体の電圧を検出する電圧センサ６と、組電池２付近の温度を検出する温度センサ（温度計測手段）７と、バッテリ監視装置４近辺の温度を検出する温度センサ（バッテリ監視装置温度計測手段）８と、組電池２から流れる電流を検出する電流センサ（電流検出手段）９と、電流センサ９付近の温度を検出する温度センサ１０と、を備える。なお、温度センサ８は、バッテリ監視装置４の内部の温度を検出してもよい。
【０００９】
モータ１は、インバータ３を介して供給される交流電力によって動作し、車両を駆動させるトルクを発生させる。
【００１０】
組電池２は、複数のセル１１を直列に接続した電池であり、モータ１に電力を供給し、外部充電器１２によって充電される。モータ１と組電池２とは、強電リレー１３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって、電気的に接続、または切断される。
【００１１】
インバータ３は、組電池２から供給される直流電力を、交流電力に変換し、変換した交流電力をモータ１に供給する。
【００１２】
バッテリ監視装置４について、図２を用いて説明する。図２は、バッテリ監視装置４の概略ブロック図である。
【００１３】
バッテリ監視装置４は、各セル電圧を増幅させる増幅回路２０ａを有するセル電圧検出回路２０と、各セル１１のＳＯＣ（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）を調整し、各セル１１の電圧を揃える容量調整回路部２１と、各セル１１のオフセット誤差算出するＣＰＵ（セル電圧オフセット誤差推定手段）２２と、電圧センサ６などの出力をＣＰＵ２２のＡ／Ｄポートに入力するためのインターフェイス回路２３と、オフセット誤差などを記憶するＥＥＰＲＯＭ（記憶装置）２４と、を備える。なお、この実施形態では増幅回路による増幅率は１倍である。
【００１４】
セル電圧検出回路２０は、使用する素子などによって検出する電圧に誤差が生じるが、この実施形態では、後述するオフセット誤差を用いて、検出する電圧に補正を行い、セル電圧を正確に検出する。なお、セル電圧検出回路２０における誤差としては、オフセット誤差とゲイン誤差とがあるが、増幅回路２０ａにおける増幅率を１倍とすることで、オフセット誤差が支配的となり、ゲイン誤差は無視することができる。
【００１５】
容量調整回路部２１は、内部に設けたスイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御することで、内部に設けた抵抗などを流れる電流を制御し、各セル１１のＳＯＣを調整し、各セル１１の電圧を揃える。
【００１６】
ＣＰＵ２２は、図３に示すように容量調整部３０と、ＳＯＣ演算部３１と、セル電圧検出回路部誤差演算部３２と、セル電圧検出誤差補正演算部３３と、を備える。
【００１７】
ここで、容量調整部３０によって組電池２の各セル１１における電圧のバラツキを調整する容量調整制御について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
ステップＳ１００では、電流センサ９によって電流を検出し、バッテリ監視装置４によって各セル１１のセル電圧を検出する。そして、図５に示すマップから各セル１１の内部抵抗Ｒ１を推定する。図５は、本制御である容量調整制御を行った後に、各セル１１の電圧、電流値を検出してプロットし、プロットした点に基づいて近似直線を引くことで作成される、セル１１の内部抵抗の推定値を求めるマップである。図５の近似直線の傾きがセル１１の内部抵抗Ｒ１となる。図５のマップはセル１１毎に作成される。そして、検出した電流、セル電圧、セル内部抵抗Ｒ１を用いて、
セル開放電圧＝セル電圧−（電流×セル内部抵抗）・・・式（１）
より、セル開放電圧Ｖ１を算出する。
【００１９】
ステップＳ１０１では、詳しくは後述するオフセット誤差が記憶されているかどうか判定して、オフセット誤差が記憶されている場合には、そのオフセット誤差を読み出し、オフセット誤差が記憶されていない場合には、オフセット誤差はゼロとする。
【００２０】
ステップＳ１０２では、セル電圧検出誤差補正演算部３３により、ステップＳ１００によって検出したセル開放電圧Ｖ１と、ステップＳ１０１によって読み出したオフセット誤差と、を用いて、
セル開放電圧補正値＝セル開放電圧＋オフセット誤差・・・式（２）
より、セル開放電圧補正値を算出する。
【００２１】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２により算出したセル開放電圧補正値の中で電圧が一番小さい、最低セル開放電圧補正値を検出し、各セル開放電圧補正値と、最低セル開放電圧補正値と、の偏差を算出し、セル開放電圧補正値が最低セル開放電圧よりも大きいセル１１においては、容量調整回路部２１でバイパス回路に電流を流すことで、算出した偏差に相当する電力を消費して、各セルの開放電圧を調整する。
【００２２】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３によって算出した各セル１１の偏差が全てゼロとなったかどうか判定する。各セル１１の偏差が全てゼロ、すなわち全てのセル１１のセル開放電圧が最小セル開放電圧補正値となった場合には、本制御を終了する。各セル１１の中で１つでも偏差がゼロとなっていない場合には、容量調整回路部２１で各セル１１の開放電圧を調整する。
【００２３】
以上の容量調整制御を走行中に行うことで、各セル１１の開放電圧を調整し、組電池２をより広い電圧範囲で使用することができ、組電池２を小型にすることができ、電動車両のコストを抑えることができる。
【００２４】
なお、ステップＳ１００において、図５に示すマップからセル１１の内部抵抗Ｒ１を推定したが、組電池２の電圧、電流値から組電池２の内部抵抗を推定し、その内部抵抗をセルの直列数で割ることで、セル１１の内部抵抗を推定してもよい。
【００２５】
次にオフセット誤差の算出方法について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００２６】
ステップＳ２００では、各セル１１の電圧を検出し、電流センサ９によって電流を検出する。
【００２７】
ステップＳ２０１では、ＳＯＣ演算部３１において、ステップＳ２００で検出した電圧、電流値を用いて各セル１１の内部抵抗Ｒ２を、
内部抵抗＝電圧／電流・・・式（３）
によって算出する（ステップＳ２０１が内部抵抗算出手段を構成する）。
【００２８】
ステップＳ２０２では、ＳＯＣ演算部３１によって、図７に示す内部抵抗とＳＯＣとの相関を示すマップを用いて、ステップＳ２０１によって算出した内部抵抗Ｒ２からＳＯＣを算出する。セル１１の内部抵抗はＳＯＣによって変化し、図７に示すように、ＳＯＣが大きくなるとセルの内部抵抗は大きくなる。このようなマップを予め用意することで、ステップＳ２０１によって算出した内部抵抗Ｒ２から、各セル１１のＳＯＣを算出することができる（ステップＳ２０２がＳＯＣ算出手段を構成する）。
【００２９】
ステップＳ２０３では、セル電圧検出回路部誤差演算部３２によって、図８に示すＳＯＣとセル開放電圧との相関を示すマップを用いて、各セル１１のセル開放電圧（実開放電圧）Ｖ２を算出する。セル開放電圧Ｖ２はＳＯＣによって変化し、図８に示すようにＳＯＣが大きくなるとセル開放電圧Ｖ２は大きくなる。このようなマップを予め用意することによって、ステップ２０２によって算出したＳＯＣからセル開放電圧Ｖ２を算出することができる（ステップＳ２０３がセル実開放電圧推定手段を構成する）。
【００３０】
この実施形態では、セル１１の内部抵抗Ｒ２を算出し、算出したセル１１の内部抵抗Ｒ２に基づいてＳＯＣを算出し、さらに算出したＳＯＣに基づいてセル開放電圧Ｖ２を算出する。
【００３１】
ステップＳ２０４では、セル電圧検出回路部誤差演算部３２によって、セル開放電圧（推定開放電圧）Ｖ１を算出する。この実施形態では、セル開放電圧Ｖ１を式（１）に基づいて検出する。例えばアイドル時などには、セル１１の電圧が落ち着き、電流値が十分に小さくなるので、式（１）の第２項をゼロとみなすことができ、セル開放電圧Ｖ１はバッテリ監視装置４によって検出した電圧値とすることができる（ステップＳ２０４がセル推定開放電圧検出手段を構成する）。
【００３２】
ステップＳ２０５では、セル電圧検出回路部誤差演算部３２によって、各セル１１における、セル開放電圧Ｖ２とセル開放電圧Ｖ１との偏差を求めることでセル電圧検出回路２０のオフセット誤差を、
オフセット誤差＝バッテリ開放電圧Ｖ２−バッテリ開放電圧Ｖ１・・・式（４）
によって算出する。
【００３３】
ステップＳ２０６では、セル電圧検出誤差補正演算部３３によって、ＥＥＰＲＯＭ２４に各セル１１のオフセット誤差を記憶する。
【００３４】
以上の制御によって、走行中に各セル１１におけるオフセット誤差を算出し、その値をＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させることで、車両の生産時、出荷時の設備調整時間を短くし、作業効率を良くすることができる。また、走行中に算出し、記憶したオフセット誤差を用いて、バッテリ監視装置４によって検出する各セル１１の電圧値を補正することで、精度良く各セル１１の電圧を検出することができる。
【００３５】
なお、オフセット誤差を精度良く算出するために、オフセット誤差の算出を以下の条件を満たす場合に制限しても良い。
【００３６】
（１）セルの劣化係数が閾値以上の場合
セル１１の劣化係数を算出し、劣化係数が予め設定された閾値以上となった場合に、オフセット誤差を算出する。ここでは、図５のマップから内部抵抗Ｒ１を推定し、この内部抵抗Ｒ１と、製造時（新品時）に設定されＥＥＰＲＯＭ２４に記憶された初期内部抵抗と、を用いて、
劣化係数＝初期内部抵抗／内部抵抗×１００・・・式（５）
により劣化係数を算出する。セル１１は使用により劣化し、劣化が進行すると内部抵抗は大きくなるが、この劣化係数が予め設定された閾値（第１閾値、例えば９０％）以上である場合、つまり劣化があまり進んでいない場合にのみ、オフセット誤差を算出する。これによって、セル１１の劣化が進んだ場合には、オフセット誤差を算出せずに、セル１１の劣化によるセル電圧検出値の精度悪化を抑制することができる。
【００３７】
（２）電流が閾値まで増加した場合
車両が停車あるいはアイドル運転を行っており、セル１１の内部抵抗が落ち着いている状態から、車両が加速し、電流値がある閾値（第２閾値）を超える場合に、オフセット誤差を算出する。これは例えば車両の停車時などに補機における消費電力に応じた電流値を記憶しておき、電流値が、車両の停車時などに対応する記憶した電流値から、閾値を超えた場合にオフセット誤差を算出する。なお、セル１１への入出力電流値とＳＯＣと関係は、図９に示すような関係となり、セル１１から取り出される出力電流は、ＳＯＣが大きい場合に大きくなり、ＳＯＣが小さい場合に小さくなる。また、セル１１が充電される場合の入力電流は、ＳＯＣが小さい場合に大きくなり、ＳＯＣが大きい場合に小さくなる。図９の電流値は、ＳＯＣに対する最大入出力電流であり、閾値は、図９に示すＳＯＣと電流との関係を示すマップに基づいて、ＳＯＣに応じて算出されるが、閾値は、ＳＯＣに対する最大入出力電流よりも低い値として、オフセット誤差を算出する頻度を上げてもよい。これにより、セル１１の内部抵抗が落ち着いている場合に、オフセット誤差の算出を行うので、内部抵抗の変動によるセル電圧検出値の精度悪化を抑制することができる。
【００３８】
（３）電圧変動が大きいＳＯＣの範囲である場合
電圧変動が大きいＳＯＣの範囲である場合に、オフセット誤差を算出する。ここでは、図１０に示すＳＯＣと電圧変動との相関を示すマップ（制御手段）において、電圧変動が比較的大きくなるＳＯＣの範囲において、オフセット誤差を算出する。図１０のマップは、図９に示すＳＯＣと入出力電流との相関を示すマップと、図７に示すＳＯＣと内部抵抗との相関と、に基づいて、内部抵抗と電流の積となる電圧変動とＳＯＣとの相関を示すマップである。電圧変動が比較的大きいＳＯＣの領域では、検出する電圧に対して、検出値のノイズ、ｂｉｔ数による演算誤差による影響が相対的に小さくなり、セル電圧検出値の精度を良くすることができる。
【００３９】
以上の条件を満たす場合にのみ、オフセット誤差を算出し、精度が良いオフセット誤差を設定し、セル１１の電圧検出を精度良く行うことができる。
【００４０】
本発明の第１実施形態の効果について説明する。
【００４１】
各セルの電圧を検出するためのセル電圧検出回路において開放電圧が見かけ上揃っていても（図１１（ａ））、電流を流した場合には、各セル１１間で電圧のバラツキが生じる（図１１（ｂ））。
【００４２】
そのバラツキを補正するために、図１２に示すようにバッテリ監視装置４０において各セル１１の電圧を検出するセル電圧検出回路にスイッチ４１と抵抗４４を設けることで、セル１１毎に電圧を検出し、その値に基づいて容量調整回路部２１によって電圧を調整することが可能である。なお、図１２においては図２のバッテリ監視装置４と同じ働きを示す構成については図２と同じ番号を付している。
【００４３】
しかし、図１２に示すようなバッテリ監視装置４０においては、スイッチ４１、抵抗４４などの素子を設ける必要があり、コストが高くなる。
【００４４】
この実施形態では、セル１１の内部抵抗Ｒ２とＳＯＣとの相関を用いて推定されたオフセット誤差を用いて、各セル１１のセル開放電圧を検出することで、セル開放電圧を、セル電圧検出回路２０にスイッチなどの素子を設けずに、正確に検出することができる。そのため、組電池２を小型にすることができ、コストを抑えることができる。また、車両の走行時にオフセット誤差を検出し、更新するので、車両の生産時、出荷時における調整時間を短くし、作業効率を向上することができる。
【００４５】
オフセット誤差は、車両が起動された後に、セル１１の電圧、電流値を検出し、その電圧、電流値に基づいて内部抵抗Ｒ２を算出し、その内部抵抗Ｒ２からセル開放電圧Ｖ２を算出する。そして、セル開放電圧Ｖ２とセル開放電圧Ｖ１との偏差をオフセット誤差としてＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させ、セル１１の電圧を検出する場合には、記憶したオフセット誤差により補正を行うことで、セル１１の電圧を正確に算出することができる。
【００４６】
セル１１の劣化係数を算出し、劣化係数が閾値よりも大きく、セル１１の劣化があまり進んでいない場合に、オフセット誤差を算出し、セル１１の劣化が進んだ場合には、オフセット誤差を算出しないようにすることで、セル１１の劣化により精度が悪くなったオフセット誤差が算出されることを防ぎし、セル電圧検出値の精度悪化を防止することができる。
【００４７】
また、例えば車両が停車、あるいはアイドル運転を行っているような、セル１１の内部抵抗が落ち着いている状態から、電流値が閾値を超えるような場合に、オフセット誤差を算出する。セル１１の内部抵抗の変動が小さい状態のときにオフセット誤差を算出することで、内部抵抗の変動によるセル電圧検出値の精度悪化を防止することができる。
【００４８】
また、セル１１の内部抵抗が大きいＳＯＣ範囲で、オフセット誤差を検出することで、検出するセル１１の電圧に対する検出値のノイズ、ｂｉｔ数による演算誤差の影響を小さくすることができ、セル１１の電圧を精度良く算出することができる。
【００４９】
次に本発明の第２実施形態について説明する。
【００５０】
この実施形態における電動車両の駆動システムの構成は第１実施形態と同じ構成であるので、ここでの説明は省略する。
【００５１】
オフセット誤差の算出方法について図１３のフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
ステップＳ３００では、各セル１１の電圧を検出し、電流センサ９によって電流を検出する。
【００５３】
ステップＳ３０１では、ＳＯＣ演算部３１によって、検出した電圧、電流によって各セル１１の内部抵抗Ｒ２を、
内部抵抗＝電圧／電流・・・式（３）
によって算出する。
【００５４】
ステップＳ３０２では、温度センサ７によって組電池２の温度を検出する。そして、検出した温度から図１４の組電池の温度と温度係数との相関を示すマップから温度係数を算出する。組電池２の温度は、ＳＯＣとセル１１の内部抵抗との相関に影響を与え、図１５に示すように、温度が低くなると或るＳＯＣに対して、セルの内部抵抗が大きくなる。
【００５５】
ステップＳ３０３では、ステップＳ３０１によって算出した内部抵抗Ｒ２をステップＳ３０２によって算出した組電池の温度、温度係数によって、
補正内部抵抗＝内部抵抗×温度係数×組電池の温度・・・式（６）
により、補正内部抵抗を算出する。これによって、組電池２の温度によるセル１１の内部抵抗Ｒ２の変化を考慮し、オフセット誤差を精度よく算出することができる。
【００５６】
ステップＳ３０４からステップＳ３０８の制御は、第１実施形態のステップＳ２０２からステップＳ２０６と同じ制御なので、ここでの説明は省略する。なお、この実施形態では、ステップＳ３０４移行では第１実施形態の内部抵抗Ｒ２の代わりに補正内部抵抗を用いる。
【００５７】
なお、内部抵抗が所定値よりも大きくなる温度範囲にのみ、この実施形態の補正を行っても良い。
【００５８】
以上の制御によって、セル１１の電圧をより正確に算出することができる。
【００５９】
本発明の第２実施形態の効果について説明する。
【００６０】
組電池２の近辺の温度を温度センサ７によって検出し、組電池２の温度によって、内部抵抗Ｒ２を補正する。組電池２の温度によってセル１１の内部抵抗は変化するが、この実施形態では、組電池２の温度によってセル１１の内部抵抗Ｒ２を補正するので、オフセット誤差を精度よく算出し、セル１１の電圧をより正確に検出することができる。
【００６１】
次に第３実施形態について説明する。
【００６２】
この実施形態ではＣＰＵ２２は、図１６に示すセル電圧検出温度誤差補正演算部３４をさらに備える。
【００６３】
次にこの実施形態のオフセット誤差の算出方法について図１７のフローチャートを用いて説明する。
【００６４】
ステップＳ４００からステップＳ４０５までの制御は第１実施形態のステップＳ２００からステップ２０５までの制御と同じ制御なので、ここでの説明は省略する。
【００６５】
ステップ４０６では、セル電圧検出誤差補正演算部３３によって、ＥＥＰＲＯＭ２４に各セル１１のオフセット誤差を記憶する。また、温度センサ８によってバッテリ監視装置４の温度を検出し、ＥＥＰＲＯＭ２４に記憶する。
【００６６】
次にセル電圧検出温度誤差補正演算部３４によって行うセル電圧補正制御について図１８のフローチャートを用いて説明する。
【００６７】
ステップＳ５００では、温度センサ８によってバッテリ監視装置４の温度を検出する。
【００６８】
ステップＳ５０１では、ＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されているオフセット誤差と、オフセット誤差を記憶したときのバッテリ監視装置４の温度を読み出す。
【００６９】
ステップＳ５０２では、記憶したバッテリ監視装置４の温度と、現在のバッテリ監視装置４の温度と、の温度差を算出する。
【００７０】
ステップＳ５０３では、図１９に示すバッテリ監視装置４の温度とオフセット誤差の温度係数との相関を示すマップからオフセット誤差の温度係数を算出する。図１９のマップは、予め実験などによって求められる。
【００７１】
図１９のマップは、次のようにして作成される。まず、バッテリ監視装置４のセル電圧検出回路２０に、正確な電圧を与える。この時の検出値と印加した電圧値との差がオフセット誤差となる。温度を変えて何点かの温度とその温度におけるオフセット誤差を求める。そして、温度別によるセル電圧検出回路２０におけるオフセット誤差の平均値を求めて曲線を引くと図２０に示す曲線が得られる。そして、各温度における曲線の傾きを求めることで、図１９のマップが作成される。なお、各セル１１に対して、セル電圧検出回路２０は約±５０ｍｖの範囲でそれぞれ異なるオフセット誤差を持つが、同じセル電圧検出回路２０であれば、図２０に示すようにその特性はほぼ同じとなる。
【００７２】
ステップＳ５０４では、記憶したオフセット誤差と、温度差と、温度係数と、から、
セル電圧補正値＝オフセット誤差＋温度差×温度係数・・・式（７）
によって各セルのセル電圧補正値を算出する。
【００７３】
以上の制御によりバッテリ監視装置４の温度に基づいてオフセット誤差を補正することで、セル１１の電圧を正確に算出することができる。
【００７４】
なお、セル電圧補正値は、使用時に温度補正をするために記憶しない。
【００７５】
本発明の第３実施形態の効果について説明する。
【００７６】
バッテリ監視装置４によって検出する電圧はバッテリ監視装置４の温度の影響を受けるが、この実施形態ではバッテリ監視装置４の温度に基づいて、オフセット誤差を補正するので、セル１１の電圧をより精度良く算出することができる。
【００７７】
次にこの実施形態の第４実施形態について図２１を用いて説明する。
【００７８】
この実施形態ではＣＰＵ２２に車両状態判定部３５と、充電パターン制御部３６と、をさらに備える。
【００７９】
この実施形態のオフセット誤差を算出する方法について図２２のフローチャートを用いて説明する。
【００８０】
ステップＳ６００では、車両状態判定部３５において、車両が停車し、組電池２が外部充電器１２によって充電されているかどうか判定する。そして、車両が停車し、組電池２が充電されている場合には、ステップＳ６０１へ進む。
【００８１】
ステップＳ６０１では、容量調整部３０によって各セル１１の電圧調整を行う。この電圧調整は第１実施形態のステップ１００からステップ１０４による制御を実行することで調整が行われる。
【００８２】
ステップＳ６０２では、充電パターン制御部３６によって、所定時間経過するまで外部充電器１２からの充電を一時的停止する。所定時間は、組電池２の内部抵抗が落ち着くまでの時間（数分程度）であり、予め設定された時間である。
【００８３】
ステップＳ６０３では、充電電流パターンを設定する。この実施形態では図２３に示す所定のパルス波形となる充電電流パターンを設定する。この充電電流パターンは、所定のセル電圧サンプリング周期で、所定の充電電流値、所定のパルス時間、パルス数によって行われる。
【００８４】
このパルス波形の充電電流値は、外部充電器１２の充電可能電力と、組電池２の電圧とによって決定され、
充電電流値＝外部充電器の充電可能電力／組電池の電圧・・・式（８）
によって算出される。
【００８５】
また、セル電圧サンプリング周期は、車両ノイズの周期と重ならないように予め実験などによって定められた周期である。この実施形態では、車両を停止させて行うために、車両ノイズの周期は外部充電器１２が有する周期となるので、セル電圧サンプリング周期は、外部充電器１２が有する周期と重ならないように設定される。なお、セル電圧サンプリング周期は、離散化による影響を小さくするために、短くすることが望ましい。
【００８６】
パルス時間は、１パルスあたりの充電時間であり、このパルス時間が長くなると、充電電流を流した際の各セル１１内部のイオンの偏りによって、内部抵抗が変化する。また、パルス数が多くなれば、セル電圧値を平均化した時に、ノイズの影響を小さくすることができるが、多すぎる場合には、ＳＯＣが変化し、セル１１の内部抵抗が変化する。そのため、パルス時間とパルス数は、充電電流とパルス時間とパルス数との積がセル容量よりも十分に小さくなるように設定される。これによって、この制御によって流れる電流によるセル１１のＳＯＣ、内部抵抗に与える影響を小さくすることができる。
【００８７】
ステップＳ６０４からステップＳ６１０までの制御は、第１実施形態のステップＳ２００からステップＳ２０６までの制御と同じ制御であるので、ここでの説明は省略する。
【００８８】
本発明の第４実施形態の効果について説明する。
【００８９】
この実施形態では、外部充電器１２によって充電を行う場合に、組電池２のＳＯＣと内部抵抗に与える影響が小さい充電パターンを設定し、その時にオフセット誤差を算出することで、オフセット誤差を精度良く算出することができ、セル１１の電圧を正確に検出することができる。
【００９０】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態の電動車両システムの駆動システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態のバッテリ監視装置の概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態のＣＰＵの概略ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態の容量調整制御を示すフローチャートである。
【図５】セルの内部抵抗を算出するマップである。
【図６】本発明の第１実施形態のオフセット誤差を算出するためのフローチャートである。
【図７】内部抵抗とＳＯＣとの相関を示すマップである。
【図８】ＳＯＣとセル開放電圧との相関を示すマップである。
【図９】ＳＯＣとセルの最大入出力電流との相関を示すマップである。
【図１０】ＳＯＣと電圧変動との相関を示すマップである。
【図１１】（ａ）セルの電圧が見かけ上揃っている状態を示す模式図である。（ｂ）（ａ）の状態から電流を取り出した場合の状態を示す模式図である。
【図１２】本発明を用いない場合のバッテリ監視装置の概略ブロック図である。
【図１３】本発明の第２実施形態のオフセット誤差を算出するためのフローチャートである。
【図１４】組電池と温度係数との相関を示すマップである。
【図１５】セルの温度によって変化する、ＳＯＣと内部抵抗との相関を示すマップである。
【図１６】本発明の第３実施形態のＣＰＵの一部の概略ブロック図である。
【図１７】本発明の第３実施形態のオフセット誤差を算出するためのフローチャートである。
【図１８】本発明の第３実施形態のセル電圧補正制御を示すフローチャートである。
【図１９】バッテリ監視装置の温度とオフセット誤差の温度係数との相関を示すマップである。
【図２０】バッテリ監視装置の温度とオフセット誤差との相関を示すマップである。
【図２１】本発明の第４実施形態のＣＰＵの概略ブロック図である。
【図２２】本発明の第４実施形態のオフセット誤差を算出するためのフローチャートである。
【図２３】本発明の第４実施形態の充電電流パターンを示すマップである。
【符号の説明】
【００９２】
１      モータ
２      組電池
４      バッテリ監視装置
７      温度センサ（温度計測手段）
８      温度センサ（バッテリ監視装置）
９      電流センサ（電流検出手段）
１１    セル
２２    ＣＰＵ（セル電圧オフセット誤差推定手段）
２４    ＥＥＰＲＯＭ（記憶装置）
【図１】
0004918895.tif 000002
【図２】
0004918895.tif 000003
【図３】
0004918895.tif 000004
【図４】
0004918895.tif 000005
【図５】
0004918895.tif 000006
【図６】
0004918895.tif 000007
【図７】
0004918895.tif 000008
【図８】
0004918895.tif 000009
【図９】
0004918895.tif 000010
【図１０】
0004918895.tif 000011
【図１１】
0004918895.tif 000012
【図１２】
0004918895.tif 000013
【図１３】
0004918895.tif 000014
【図１４】
0004918895.tif 000015
【図１５】
0004918895.tif 000016
【図１６】
0004918895.tif 000017
【図１７】
0004918895.tif 000018
【図１８】
0004918895.tif 000019
【図１９】
0004918895.tif 000020
【図２０】
0004918895.tif 000021
【図２１】
0004918895.tif 000022
【図２２】
0004918895.tif 000023
【図２３】
0004918895.tif 000024