(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電時における電池の端子電圧Ｖ及び充電電流Ｉを検出して単位充電量又は単位時間当たりの電池の電圧変化率を演算し、演算した前記電圧変化率に基づいて前記電池の満充電を判定する電池の満充電判定方式であって、
前記端子電圧Ｖのデータ及び充電電流Ｉのデータの対からなる電圧・電流データを複数対検出して、前記複数対の電圧・電流データに基づいて前記充電電流Ｉの所定値における前記端子電圧又はそれと所定の相関関係をもつ電圧である定電流換算電圧Ｖｓを演算し、単位充電量又は単位時間当たりの前記定電流換算電圧Ｖｓの変化率（ｄＶｓ／ｄＡｈ又はｄＶｓ／ｄｔ）を求めて前記電圧変化率とすることを特徴とする電池の満充電判定方式。
【請求項２】
請求項１記載の電池の満充電判定方式において、
前記電圧変化率が正ピークとなる場合に満充電と判定することを特徴とする電池の満充電判定方式。
【請求項３】
請求項１記載の電池の満充電判定方式において、
前記電圧変化率は、単位充電量当たりの電圧変化率からなることを特徴とする電池の満充電判定方式。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の電池の満充電判定方式において、
前記電圧・電流データのサンプリング期間中に前記充電電流Ｉを変更することにより前記複数対の電圧・電流データを得ることを特徴とする電池の満充電判定方式。
【請求項５】
請求項４記載の電池の満充電判定方式において、
所定の充電電流値ｉｐ１での充電を行う充電期間Ｔ１、前記充電電流値ｉｐ１と異なる所定の充電電流値ｉｐ２での充電を行う充電期間Ｔ２、前記充電電流値ｉｐ１での充電を行う充電期間Ｔ３を前記サンプリング期間に順次に設け、
前記充電期間Ｔ１における前記電圧・電流データ、前記充電期間Ｔ２における前記電圧・電流データ、前記充電期間Ｔ３における前記電圧・電流データを求め、
前記充電期間Ｔ１における前記電圧・電流データと前記充電期間Ｔ３における前記電圧・電流データとの補間データである充電期間Ｔ１、Ｔ３における電圧・電流データと、前記充電期間Ｔ２における前記電圧・電流データとに基づいて、前記定電流換算電圧Ｖｓを求めることを特徴とする電池の満充電判定方式。
【請求項６】
請求項５記載の電池の満充電判定方式において、
各前記充電期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ごとにそれぞれ複数対の前記電圧・電流データを求め、
求めた前記電圧・電流データに基づいて前記各充電期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ごとにそれぞれ平均の電圧・電流データを求め、
求めた前記平均の電圧・電流データを前記各充電期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の前記電圧・電流データとすることを特徴とする電池の満充電判定方式。
【請求項７】
請求項６記載の電池の満充電判定方式において、
各前記充電期間Ｔ２、Ｔ３の開始時点及び終了時点は、前記充電期間Ｔ１の開始時点の充電量Ａｈを０とした場合の充電量Ａｈが所定値に達する時点に設定されることを特徴とする電池の満充電判定方式。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか記載の電池の満充電判定方式において、
所定充電期間Ｔ１における前記充電電流値ｉｐ１は、前記充電期間Ｔ１における現状の充電電流値ｉであり、その変更を行わないことを特徴とする電池の満充電判定方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の満充電判定方式に関し、特にその満充電判定に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、電気自動車に使われる電池には、高性能で長寿命なＮｉーＭＨ電池電池が使われるようになってきた。ＮｉーＭＨ電池の満充電判定法として、特開平７ー１４６１２号公報は、単位時間当たりの電圧変化率ｄＶ／ｄｔが前回より降下する場合に、満充電と判定する方式を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電圧変化率を用いる満充電判定方式において、充電電流Ｉが変動すると、この充電電流Ｉに電池の内部抵抗ｒを掛けた値である電池の抵抗電圧降下ΔＶｒが変化し、これにより電圧変化率が降下して満充電と誤判定する場合があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、満充電を高精度に判定可能な電池の満充電判定方式を提供することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明の電池の満充電判定方式によれば、単位時間当たり又は単位充電量当たりの電圧変化率で電池の満充電を判定するので、他の方式、たとえば電池温度や電池電圧に基づいて満充電を判定する方式に比較して精度よく満充電を判定することができる。  本構成では更に、複数対の電圧・電流データにより所定の定電流時（Ｉ＝０も可能）の端子電圧である定電流端子電圧Ｖｓを算出し、この定電流端子電圧Ｖｓの変化率により、満充電を算出する。たとえば、複数対の電圧・電流データにより電池の内部抵抗を求め、この内部抵抗に電流を掛けて電池の内部電圧降下を求め、端子電圧Ｖからこの内部電圧降下を減算して開放電圧を求め、この開放電圧を本発明で言う定電流換算電圧Ｖｓとして、その電圧変化率（ｄＶｓ／ｄＡｈ又はｄＶｓ／ｄｔ）を求めればよい。結局、複数対の電圧・電流データがあればそれらから所定の定電流時の定電流換算電圧Ｖｓを求められることは明白である。
【０００６】
このようにすれば、充電電流が変動していても正確に満充電判定することができる。また、充電装置の出力電流のふらつきを許容できるので、充電装置の回路構成を簡素化することができる。更に、出力電流値がばらつく種々の充電装置を用いることができ、たとえば充電ステーションが代わっても問題が生じない。
更に、電池の内部抵抗は電池温度によって変化するが、この温度変化による内部抵抗変化に起因して端子電圧Ｖが変動してもそれを同時に補償することができるので、温度変化による端子電圧Ｖと充電電流Ｉとの関係が変動するのも補償することができる。
【０００７】
なお、上記電圧・電流データとは、所定の同時点における端子電圧Ｖと充電電流値ｉとのペアを意味する。
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の電池の満充電判定方式において更に、単位充電量当たりの端子電圧又は電池温度の変化量が、正のピーク値近傍となる場合に満充電と判定するので、一層正確に満充電を判定することができる。
【０００８】
更に説明すると、たとえばニッケル水素電池のようなアルカリ二次電池では、残存容量が低レベル領域で大きな電圧変化率をもち、この電圧変化率は充電とともに急激に低下する。残存容量が中レベル領域では、電圧変化率は小さい略一定値となる（端子電圧Ｖは略一定増加率で増加する）。そして、残存容量が高レベル領域では、充電電荷が電池電極に吸収（蓄電）されにくくなったり、電解液の電気分解が始まるために内部抵抗が増加し、この内部抵抗の増加により電池の内部電圧降下が増大して電圧変化率は急激に増大する。その後、満充電近傍では、もはやこれ以上、充電電荷が電池電極に吸収（蓄電）されないので上記内部抵抗の増加は飽和し、その結果、上記内部抵抗の増加停止による電池の内部電圧降下の増大停止が電圧変化率の低下を生じる。最後に、発熱による電気分解電圧の低下により電池電圧が低下し、電圧変化率は負となる。
【０００９】
したがって、電圧変化率の正ピーク値近傍に満充電が存在することになる。
請求項３記載の構成によれば請求項１記載の電池の満充電判定方式において更に、電圧変化率は、単位充電量当たりの電圧変化率からなる。
このようにすれば、一層正確に満充電を判定することができる。
更に説明すると、単位時間当たりの電圧変化率ｄＶ／ｄｔにおいて充電電流Ｉがばらつくと、上述したように充電電流Ｉの変動による端子電圧Ｖのばらつきだけでなく、単位時間後の充電量Ａｈもばらつくことになる。すなわち、内部抵抗ｒは充電量Ａｈの状態により変動するので、結局、単位時間当たりの電圧変化率ｄＶ／ｄｔでは、充電電流Ｉのばらつきにより充電量Ａｈがばらついてそれにより内部抵抗ｒがばらつき、それが端子電圧Ｖに表れるという問題がある。
【００１０】
これに対し、単位充電量当たりの電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈでは、分母である単位充電量ｄＡｈは、電流積算により実測されるので、この問題は生じることがなく、結局、充電電流Ｉの変動に対してｄＶ／ｄｔよりもｄＶ／ｄＡｈの方が変動が小さく高精度となる。
請求項４記載の構成によれば請求項１乃至３のいずれか記載の電池の満充電判定方式において、電圧・電流データは周期的にサンプリングされる。
【００１１】
本構成では更に、このサンプリング期間中に前記充電電流Ｉを変更することにより前記複数対の電圧・電流データを得る。このようにすれば、簡単かつ各サンプリング期間ごとに定電流換算電圧Ｖｓを求めることができる。
請求項５記載の構成によれば請求項４記載の電池の満充電判定方式において更に、
各サンプリング期間ごとに、少なくとも時間順次に三つのサブサンプリング期間である充電期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を設け、各充電期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ごとに電圧・電流データを求め、充電期間Ｔ２の前後の充電期間Ｔ１、Ｔ３の電圧・電流データを補間して補間電圧・電流データと、充電期間Ｔ２における電圧・電流データとから定電流換算電圧Ｖｓを求める。
【００１２】
このようにすればサンプリング期間中の充電の進行による複数の充電期間の間の充電量Ａｈの差に基づく電圧のばらつき（充電量Ａｈの変化による内部抵抗変化に起因する内部電圧降下の変化に基づく）が定電流換算電圧Ｖｓに誤差を生じさせるのを低減することができる。  請求項６記載の構成によれば請求項５記載の電池の満充電判定方式において更に、各充電期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ごとにそれぞれ複数対の電圧・電流データを求めて各充電期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ごとにそれぞれ平均の電圧・電流データを求め、求めた平均の電圧・電流データから定電流換算電圧Ｖｓを求める。
【００１３】
このようにすればデータ数が多いので、ＳＮ比を向上することができる。
請求項７記載の構成によれば請求項６記載の電池の満充電判定方式において更に、充電期間Ｔ１の終了時点、充電期間Ｔ２、Ｔ３の開始時点及び終了時点は、前記充電期間Ｔ１の開始時点の充電量Ａｈを０とした場合の充電量Ａｈが所定値に達する時点、すなわち充電量Ａｈにより決定される。
【００１４】
このようにすれば、充電電流Ｉの変動により、各電圧・電流データサンプリング期間が充電状態が変化してそれが内部抵抗に反映されるという問題が解消される。
請求項８記載の構成によれば請求項５乃至８のいずれか記載の電池の満充電判定式において更に、充電期間Ｔ１における充電電流値ｉｐ１を、充電期間Ｔ１における現状の充電電流値ｉとし、その変更を行わない。このようにすれば、電流設定は充電期間Ｔ２、Ｔ３の２回だけとなり容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電池の満充電判定方式を電気自動車搭載のニッケル水素電池に適用した場合の好適な態様を以下の実施例により具体的に説明する。
【００１６】
【実施例】
図１は、電気自動車の充電装置のブロック図である。
（装置の全体構成）
１は組み電池であり、多数の電池モジュール２を直列接続してなる。電池モジュール２は１０個の縦続接続された単電池セルからなる。３は温度センサ、４は電流センサ、５は各電池モジュール２の両端の電圧を検出する電圧検出回路、６は電池モジュール２の温度を検出する温度検出回路、７は組み電池１の充放電電流を検出する電流検出回路である。これら検出回路５〜７はこの実施例ではＡ／Ｄコンバータで構成されるが、専用回路で構成してもよい。
【００１７】
８は各検出回路５〜７からの信号を受け取り、充電器９の出力電流（充電電流）を制御するためのマイコン内蔵の充電制御回路であり、充電器９は所定の定電流で組み電池１を充電するよう接続されている。充電制御回路８は、実際には電池コントローラとして満充電判定動作を含む充電制御の他に、放電制御や電池保護制御などの他のル−チンを行う。充電制御回路８の満充電判定に関連する動作については後述する。各検出回路５〜７及び充電制御回路８は電池コントローラ１０を構成しており、電池コントローラ１０は充電器９及び外部コントローラ（図示せず）と通信可能となっている。
【００１８】
（ニッケル水素電池の特性）
定格容量が１００Ａｈの電池モジュール２の定電流（１０Ａ）充電時における充電容量（充電量）とモジュール電圧との関係を図２に示す。充電容量（充電量ともいう）Ａｈの増加とともにモジュ−ル電圧Ｖは一貫して増大し、満充電（１００Ａｈ）の直前において電圧Ｖの変化率（増加率）は増加し、その後、減少することがわかる。なお、図２における温度は電池モジュール２のケースの外表面の温度（環境温度）であり、温度検出回路６の検出温度とは異なる。
【００１９】
図３は、図２の電池充電における充電量Ａｈと電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈとの関係を示す。
図３から、満充電直前で電圧変化率が顕著に立ち上がり、満充電で正ピークとなり、その後電圧変化率が急激に低下し、その後、電圧変化率が負となることがわかる。また、温度が増加するとともに正ピークが小さくなり、温度が４０℃を超えると正ピークがかなり小さくなり、５０℃では電圧Ｖは満充電（１００Ａｈ）に達する前に逆に低下することがわかる。
【００２０】
図４は、各充電電流値における充電量Ａｈと電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈとの関係を示す。
図４から、充電電流が変動すると電圧変化率ｄＶ／ｄｔが変動することがわかる。
（満充電判定動作）
次に、この実施例の要旨である満充電判定動作を含む充電制御動作について図５のフローチャートを参照して以下に説明する。
【００２１】
まず、外部からの充電信号の入力によりこの充電制御動作が開始され、最初に各部の初期化が行われ、充電器９に所定の定電流（１０Ａ）での充電を開始させ、内蔵タイマーのカウントを開始する（Ｓ１）。
次に、検出回路５〜７から、端子電圧ＶＢ、充電電流ＩＢ、電池温度ＴＢを読み込み（Ｓ２）、充電開始からの時間を内蔵タイマから読み込む（Ｓ３）。
【００２２】
なお、割り込みルーチンを用いて所定間隔（たとえば１００ｍｓｅｃ）ごとに端子電圧ＶＢ、充電電流ＩＢ、電池温度ＴＢを読み込んでもよいことはもちろんである。
次に、充電異常判定を行い（Ｓ４）、異常であればアラーム発報、充電中止などの充電以上処理を行って（Ｓ５）、ルーチンを終了する。なお、この実施例における充電異常は、充電時間が異常に長く所定の基準時間を超えた場合、又は、電池温度が異常に高温で所定の基準温度を超え、正ピーク値の検出が期待できない場合を指定するものとする。
【００２３】
Ｓ４において充電異常と判定されない場合には、満充電であることを示すフラグＦｌａｇが立っている（ＯＮ）かどうかを調べ、立っていれば、均等充電処理を行って（Ｓ７）、ルーチンを終了する。
フラグがオフであれば、内蔵タイマの前回のカウント時間と今回のカウント時間との時間差を算出し、この時間差に読み込み済みの充電電流ＩＢを掛けて今回の充電量を算出し、この充電量を前回の充電量に累算して充電量Ｑｇを求める（Ｓ８）。
【００２４】
（定電流換算電圧Ｖｓ算出処理）、
次に、定電流換算電圧Ｖｓ算出処理を行う。この処理を図６を参照して以下に説明する。
（データサンプリング）
まず、満充電判定中を示すフラグＦ２が０（オフ）かどうかを調べ（Ｓ９０）、オフであればフラグＦ２を１（オン）にして（Ｓ９１）、Ｓ９２に進む。
【００２５】
Ｓ９２では、満充電判定期間となったかどうかを判定し、なったならＳ９３に進み、なっていなければＳ２へ戻る。なお、満充電判定期間となったかどうかは、前回のＳ９以下の満充電判定動作から累算した充電量ΔＱｇ（＝現時点の充電量Ｑｇから前回の満充電判定動作開始時点の充電量Ｑｇ’を差し引いた量）を求め、差ΔＱｇが所定の単位充放電量Ａｈｘに達した場合にＳ９３以下の満充電判定を行い、そうでなければ満充電判定には時期尚早であるとしてＳ２へリターンする。
【００２６】
Ｓ９３では、電圧・電流データをサンプリングするタイミングを決定する単位充電量差ΔＡｈが所定しきい値Ａｈｙに達したかどうかを調べ、達しなければＳ２へ戻り、達したら、電圧・電流データＶＢ、ＩＢ、充電量Ｑｇを読み込んで記憶し、単位充電量差ΔＡｈを０にリセットするデータサンプリング・ルーチンを１２回繰り返す。
【００２７】
次に、最初の３回分の電圧・電流データＶＢ、ＩＢから平均の電圧・電流データＶＢＭ１、ＩＢＭ１（前期平均電圧・電流データという）を求め、次の６回分の電圧・電流データＶＢ、ＩＢから平均の電圧・電流データＶＢＭ２、ＩＢＭ２（中期平均電圧・電流データという）を求め、最後の３回分の電圧・電流データＶＢ、ＩＢから平均の電圧・電流データＶＢＭ３、ＩＢＭ３（後期平均電圧・電流データという）を求める。
【００２８】
なお、このデータサンプリング・ルーチンは最初の３回が終了したら、充電器９に指令して充電電流を、前期平均電流データＩＢＭ１からΔＩ（ここでは３Ａ）だけ低下させる。その後、この充電電流（ばらつきがなければ７Ａ）で上記データサンプリング・ルーチンを６回実施し、その後、再度、充電器９に指令して中期平均電流データＩＢＭ２からからΔＩ（ここでは３Ａ）だけ増加させ、その後、この充電電流（ばらつきがなければ１０Ａ）で上記データサンプリング・ルーチンを３回実施する。
【００２９】
結局、この連続して実施される１２回のデータサンプリング・ルーチンにより、１２組の電圧・電流データＶＢ、ＩＢ、充電量Ｑｇが得られ、それらから、前期平均電圧・電流データＶＢＭ１、ＩＢＭ１、中期平均電圧・電流データＶＢＭ２、ＩＢとＭ２、後期平均電圧・電流データＶＢＭ３、ＩＢＭ３を求めることができる。なお、各充電量Ｑｇのデータは単位充電量差ΔＡｈずつ異なっていることになる。
【００３０】
図７は上記データサンプリングタイミングを示すタイミングチャートである。１０１〜１０３は最初の３回のデータサンプリングタイミングを示し、１０８〜１１０は最後の３回のデータサンプリングタイミングを示す。
（内部抵抗ｒ算出）
次に、前期平均電圧・電流データＶＢＭ１、ＩＢＭ１、中期平均電圧・電流データＶＢＭ２、ＩＢとＭ２、後期平均電圧・電流データＶＢＭ３、ＩＢＭ３より、内部抵抗ｒの算出を行う（Ｓ９４）。
【００３１】
まず、前期平均電圧・電流データＶＢＭ１、ＩＢＭ１と後期平均電圧・電流データＶＢＭ３、ＩＢＭ３より、平均電圧Ｖｍ１と平均電流ｉｍ１を求める。この平均電圧Ｖｍ１と平均電流ｉｍ１と中期平均電圧・電流データＶＢＭ２、ＩＢＭ２とから次式で電池１の内部抵抗ｒを算出する（Ｓ９４）。
ｒ＝ΔＶｍ／Δｍ
なお、ΔＶｍはＶｍ１−ＶＢＭ２の式で算出され、ΔＩｍはｉｍ１−ＩＢＭ２の式で算出される。
【００３２】
（定電流換算電圧Ｖｓ算出）
次に、求めた内部抵抗に基づいて定電流換算電圧Ｖｓを次の式で算出する（Ｓ９５）。
Ｖｓ＝−（基準定電流（ここでは１０Ａ）−平均電流）×ｒ＋平均電圧
なお、平均電流とは直前の３回分の電流データＩＢの平均値、平均電圧とは直前の３回分の電圧データＶＢの平均値である。
【００３３】
なお、基準定電流（ここでは１０Ａ）は任意の値とすることができ、０としてもよい。この場合、定電流換算電圧Ｖｓは開放電圧となる。
次に、フラグＦ２を０にリセットしてＳ１０へ進む。
Ｓ１０では、算出した定電流換算電圧Ｖｓから電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈを算出する。
【００３４】
この実施例では、前回のルーチンのＳ９で算出した定電流換算電圧Ｖｓ（以下、定電流換算電圧Ｖｓの前回値という）及び充電量Ｑｇの値（定電流換算電圧Ｖｓを算出するための期間の中央の時点での充電量とする。この実施例では、前回のルーチンのＳ９の６回目のデータサンプリング時点における充電量Ｑｇの値であり、充電量Ｑｇの前回値という）と、今回のルーチンのＳ９で算出した定電流換算電圧Ｖｓ（以下、定電流換算電圧Ｖｓの前回値という）及び充電量Ｑｇの値（今回のルーチンのＳ９の６回目のデータサンプリング時点における充電量Ｑｇの値であり、充電量Ｑｇの今回値という）とから次式で求める。
【００３５】
電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈ＝（定電流換算電圧Ｖｓの今回値−定電流換算電圧Ｖｓの前回値）／（充電量Ｑｇの今回値−充電量Ｑｇの前回値）
（放電量以上充電したかどうかの判別）
次に、今回の充電開始からの累計の充電量Ｑｇが直前の放電における累計の放電量Ｑｓよりも大きいかどうかを判定し（Ｓ１１）、大きければＳ１２へ、大きくなければＳ１３へ進む。これは、充電ロスなどを考慮すれば少なくとも直前の放電量Ｑｓ以上の充電がなされない限り、通常では満充電にはならないことを利用して誤満充電判定の確率を減らすためである。
【００３６】
（正ピーク値による常温時満充電判定）
次に、求めた電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈが正ピーク値かどうかを判定する（Ｓ１２）。なお、この実施例では、この正ピーク値かどうかの判定は、電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈが増加傾向になった後、減少傾向になったかどうかで判定するものとする。
【００３７】
このステップＳ１２を図８に示すフローチャートを参照して更に詳しく説明する。
（正のしきい値の設定及び増加傾向の判定）
この実施例では、増加傾向になったかどうかは、電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈがしきい値Ｖｔｈより正方向に大きいかどうかで判定する。この実施例ではしきい値ＶｔＨを可変値とするので、上記判定の前にしきい値ＶｔＨを次の式で算出する（Ｓ１２１）。
【００３８】
Ｖｔｈ＝Ｋ・ΔＩ・ｒ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ＋ΔＶ
なお、Ｋは内部抵抗による補正係数であり、０〜１の間の所定値たとえば０．５に設定される。ΔＩは想定される上記平均電流の変動幅である。したがって、Ｋ・ΔＩ・ｒは充電電流の変動による定電流換算電圧Ｖｓの変化幅に比例する値である。Ｖｏｆｆｓｅｔは電流変化検出系のオフセット電圧などで決定される値であり、電流変化がない場合における定電流換算電圧Ｖｓの変動量に関連する量である。ΔＶは、定電流充電時の定電流換算電圧Ｖｓの通常の電圧増加量であり、ここでは常温時の充電中期における電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈに等しい値とする。
【００３９】
次のＳ１２１では、電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈがしきい値Ｖｔｈより大きい場合に電圧が増加傾向にあると判定してＳ１２３へ進み、そうでなければＳ１３へ進む。
（減少傾向の判定）
増加傾向になったかどうかは、ノイズ誤差を減らすために、電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈの直前の５回の移動平均値を求め（Ｓ１２３）、この移動平均値が３回連続して直前の移動平均値から小さくなったかどうかを調べ（Ｓ１２４）、なった場合に減少傾向になったと判定してＳ１５へ進み、そうでなければＳ１３へ進んで高温時の満充電判定を行う。
【００４０】
（高温時満充電判定）
次に、高温時での満充電判定のために電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈが２回続けて０以下かどうか（又は所定の負値以下）かどうかを判定し（Ｓ１３）、そうでなければ満充電を示すフラグＦｌａｇをＯＦＦ（すなわち０）とし（Ｓ１４）、そうであれば満充電を示すフラグＦｌａｇをＯＮ（すなわち１）とし（Ｓ１５）、Ｓ２へリターンする。
【００４１】
なお、Ｓ１１において、充電量ＱｇがＱｓより小さい場合にＳ１３へ進むのは、電池が高温の状態では電池の蓄電能力が低下し、早期に満充電となる可能性があるので早期にＳ１３による満充電判定を行う必要があるからである。
なお、Ｓ１５では、満充電と判定して満充電を示すフラグＦｌａｇを立ててＳ２へ戻る。
【００４２】
（実施例効果）
上記説明したこの実施例の満充電判定動作では、従来のように電圧の単位時間当たりの変化率ではなく、単位充電量当たりのそれらの変化量により満充電を判定するので、充電電流がばらついてもピークの大きさは変わらないため、正確に満充電を判定することができる。
【００４３】
また、端子電圧や温度の絶対値ではなく、その変化量ににより満充電を判定するので、センサ誤差や電池特性のばらつきによる検出精度の低下を回避することができる。
また、単位充電量当たりの電圧変化率が所定の正のしきい値より大きい領域にあり、かつ、電圧変化率が略正ピークとなる場合に満充電と判定し、電圧変化率が正のしきい値より小さい正の領域で満充電と判定しないので、上記説明した充電電流の変化により電池の端子電圧が変動し、これにより電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈが正ピーク値をもち、その結果として満充電と誤判定するという問題を解決することができる。
【００４４】
また、充電電流の変動が電池の内部抵抗に関連して電圧変動となり、電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈが変動し、電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈによる満充電判定の信頼性を低下させるという問題を、複数組の電圧・電流データから定電流換算電圧Ｖｓを求め、この定電流換算電圧Ｖｓの電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈで満充電判定を行うという補償処理によりキャンセルしているので高精度の満充電判定を行うことができる。
【００４５】
また、この実施例では、充電器９が変更されたりして、充電電流が変動してもそれと無関係に定電流換算電圧Ｖｓを算出することができるので、たとえば複数の充電ステーションを利用しても満充電判定の信頼性が低下しないなどの効果も奏する。
また、電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈが０又は所定の負値となる場合に満充電と判定するので、高温時にも満充電判定できるとともに、常温時において万一、正ピーク値判定の見逃しにより満充電と判定できず過充電状態に移行しても、その後、電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈが０又は負値となる場合に満充電と再判定できるので、早期に過充電を防止することができる。
【００４６】
（変形態様）
しきい値Ｖｔｈを、電池の満充電容量の８５％〜９５％の容量における電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈの値に等しく設定することができる。このようにすれば、正しい正ピーク値を確実に満充電と判定するとともに、電流変動による偽の正ピーク値を良好に排除することができる。
【００４７】
ただし、電池の満充電容量の８５％〜９５％の容量における電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈの値は電池温度により変動するので、予めマップに電池温度としきい値Ｖｔｈとの関係を記憶しておき、検出した電池温度をこのマップに代入してしきい値を求めてもよい。
また、電池の充電電流の１０％×電池の満充電容量の１０％〜８０％の容量における内部抵抗との積よりも大きく正のしきい値を設定するので、充電電流が１０％変化しても正確に満充電判定を行うことができる。
【００４８】
また、上記所定の正のしきい値とは、一定値でもよく、今回の充電時の電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈの最小値に正の一定値を加えた値としてもよく、前回充電時の電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈの正ピーク値と最小値との間の差に所定割合を掛けたものでもよい。更に、温度により電圧変化率ｄＶ／ｄＡｈの正ピーク値が変化することから検出温度により正ピーク値を変更してもよい。電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈの正ピーク値の大きさと温度との関係を予めマップに記憶しておき、検出した温度に基づいて正ピーク値の大きさを予想し、この大きさと電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈの最小値との差に所定の係数を掛けて、正のしきい値Ｖｔｈとしてもよい。
しきい値Ｖｔｈを、予想される満充電時の電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈの正ピーク値）と、非満充電時の予想される最大の正ピーク値との差の半分程度としてもよい。前回の満充電時の正ピーク値の大きさを記憶しておき、この記憶値を前回と今回との温度差で補正して今回の正ピーク値とし、この正ピーク値から今回の電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈの最小値を差し引いた値に所定の係数（たとえば０．５）を掛けて今回のしきい値Ｖｔｈとしてもよい。
【００４９】
また、上記実施例では、図７に示す電流パターンで内部抵抗ｒを算出したが、単純に単位充電量ΔＡｈごとに充電電流値を周期的かつ段階的に変化させ、互いに充電電流が異なる隣接する２つの期間の端子電圧ＶＢを検出すれば内部抵抗ｒを検出することができる。
（他の電圧・電流データのサンプリング方式１）
更に、上記実施例では、単位充電量ΔＡｈごとに１２回のデータサンプリングを行い、かつ、最初３回のデータサンプリングを所定の充電電流値ｉｐ１（１０Ａ）での充電を行う充電期間Ｔ１に行い、次の６回のデータサンプリングを所定の充電電流値ｉｐ２（７Ａ）での充電を行う充電期間Ｔ２に行い、最後の３回のデータサンプリングを所定の充電電流値ｉｐ１（１０Ａ）での充電を行う充電期間Ｔ３に行い、充電期間Ｔ１における各電圧・電流データの平均値と充電期間Ｔ３における電圧・電流データの平均値とから定電流換算電圧Ｖｓを求めている。
【００５０】
しかし、更に次のようにして内部抵抗算出のための各電圧・電流データをサンプリングしてもよい。
すなわち、まず充電電流を所定の充電電流値ｉｐ１（ここでは１０Ａ）にセットし、このセットから所定時間経過後又は所定充電量充電後、第一回目の電圧・電流データのサンプリングを行う。次に、充電電流をｉｐ１と異なる所定の充電電流値ｉｐ２（ここでは７Ａ）にセットし、このセットから所定時間経過後又は所定充電量充電後、第二回目の次の電圧・電流データのサンプリングを行う。次に、求めた両電圧・電流データＶＢ、ＩＢから上述の方法で内部抵抗の算出及び定電流換算電圧Ｖｓの算出を行う。
【００５１】
このようにすれば、充電電流値のセットから実際に充電電流がその値に落ち着くまでの間の電圧値、電流値のばらつきをなくすことができ、より正確な電圧・電流データＶＢ、ＩＢを得ることができる。
（他の電圧・電流データのサンプリング方式２）
更に、上記他の電圧・電流データのサンプリング方式１において、第二回目の電圧・電流データのサンプリングを行った後、再び充電電流を元のｉｐ１に再セットし、この再セットから所定時間経過後又は所定充電量充電後、第三回目の次の電圧・電流データのサンプリングを行う。次に、求めた第一回目の電圧・電流と第三回目の次の電圧・電流データとの補間の電圧・電流データＶＢ、ＩＢを求め、この補間の電圧・電流データＶＢ、ＩＢと第二回目の電圧・電流データＶＢ、ＩＢとから上述の方法で内部抵抗の算出及び定電流換算電圧Ｖｓの算出を行う。
【００５２】
このようにすれば、充電の進行によるパラメータ変化を上記補間処理によりキャンセルできるので、一層正確な電圧・電流データＶＢ、ＩＢを得ることができる。
（他の電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈの算出法）
また、上記した電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈは次のように求めてもよい。
【００５３】
まず、上記した他の電圧・電流データのサンプリング方式１又は２によって得た電圧・電流データＶＢ、ＩＢを用いて第一回目の定電流換算電圧Ｖｓの第一回値を求め、この定電流換算電圧Ｖｓの第一回値の算出の基礎となる電圧・電流データＶＢ、ＩＢのサンプリング時点から所定の充電量値ｄＡｈ遅れた時点にて、再度、上記した他の電圧・電流データのサンプリング方式１又は２によって次の電圧・電流データＶＢ、ＩＢのサンプリングを行い、得た電圧・電流データＶＢ、ＩＢを用いて定電流換算電圧Ｖｓの第二回値を求め、これら定電流換算電圧Ｖｓの第一回値と第二回値との差を上記所定の充電量値ｄＡｈで除算することによって、電圧変化率ｄＶｓ／ｄＡｈを求める。
【００５４】
なお、電圧・電流データＶＢ、ＩＢのサンプリングに上記した他の電圧・電流データのサンプリング方式１を用いる場合には、定電流換算電圧Ｖｓの第一回値、第二回値の算出の基礎となる電圧・電流データＶＢ、ＩＢのサンプリング時点としては、上記した他の電圧・電流データのサンプリング方式１における充電電流値ｉｐ２（ここでは７Ａ）での上記第二回目の電圧・電流データのサンプリング時点を選択することが好ましい。
【００５５】
また、電圧・電流データＶＢ、ＩＢのサンプリングに上記した他の電圧・電流データのサンプリング方式２を用いる場合には、定電流換算電圧Ｖｓの第一回値、第二回値の算出の基礎となる電圧・電流データＶＢ、ＩＢのサンプリング時点としては、上記した他の電圧・電流データのサンプリング方式２における充電電流値ｉｐ１（ここでは１０Ａ）での上記第三回目の電圧・電流データのサンプリング時点を選択することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１で用いた充電装置のブロック図である。
【図２】  電池モジュール２の定電流充電時における充電容量（充電量）とモジュール電圧との関係を示す特性図である。
【図３】  電池モジュール２の定電流充電時における充電容量（充電量）とモジュール電圧変化率との関係を示す特性図である。
【図４】  電池モジュール２の種々の充電電流値での充電時における充電容量（充電量）とモジュール電圧変化率との関係を示す特性図である。
【図５】  この実施例の満充電判定方式を示すフローチャートである。
【図６】  図５に示す満充電判定方式の一部を示すフローチャートである。
【図７】  図６におけるデータサンプリングタイミング及び充電電流の強制変更状態を示すタイミングチャートである。
【図８】  図５に示す満充電判定方式の一部を示すフローチャートである。
【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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