JP2000261905A - 発電型電気自動車の電池制御方法 - Google Patents
発電型電気自動車の電池制御方法Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】精度及び使い勝手が優れた発電型電気自動車の
電池制御方法を提供すること。 【解決手段】基準状態電池電圧が常用最小電圧値Ｖｐを
超えて低下した場合に、常用最大電圧値Ｖｑ近傍まで充
電し、その後、目標電圧値Ｖｃ近傍まで放電する操作を
行う。このようにすれば、目標電圧値Ｖｃとそれに対応
する目標容量値とで規定される目標座標点に対する、目
標電圧値Ｖｃに一致する基準状態電池電圧とそれに実際
に対応する実際の容量値との間の容量ずれを良好に縮小
することができる。
電池制御方法を提供すること。 【解決手段】基準状態電池電圧が常用最小電圧値Ｖｐを
超えて低下した場合に、常用最大電圧値Ｖｑ近傍まで充
電し、その後、目標電圧値Ｖｃ近傍まで放電する操作を
行う。このようにすれば、目標電圧値Ｖｃとそれに対応
する目標容量値とで規定される目標座標点に対する、目
標電圧値Ｖｃに一致する基準状態電池電圧とそれに実際
に対応する実際の容量値との間の容量ずれを良好に縮小
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンと
充放電可能な電池によって駆動する電気モータを組み合
わせたハイブリッド自動車のように発電手段を搭載する
発電型電気自動車における電池制御方法に関する。
充放電可能な電池によって駆動する電気モータを組み合
わせたハイブリッド自動車のように発電手段を搭載する
発電型電気自動車における電池制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費向上等の目的のため、エンジ
ンと電池によって駆動するモータとを装備するＨＶ（ハ
イブリッド）自動車が注目を集めている。ＨＶ自動車に
搭載される電池は、主に、加速時等の高負荷運転時には
電池から放電され、減速時や一定速度走行等の低負荷運
転時には電池が充電される。このような電池の充放電を
安定に行うにはＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇ
ｅ／充電状態）を所定の一定値でバランスさせることが
必要であるため、ＳＯＣの検出は電池制御において不可
欠の技術となっている。
ンと電池によって駆動するモータとを装備するＨＶ（ハ
イブリッド）自動車が注目を集めている。ＨＶ自動車に
搭載される電池は、主に、加速時等の高負荷運転時には
電池から放電され、減速時や一定速度走行等の低負荷運
転時には電池が充電される。このような電池の充放電を
安定に行うにはＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇ
ｅ／充電状態）を所定の一定値でバランスさせることが
必要であるため、ＳＯＣの検出は電池制御において不可
欠の技術となっている。
【０００３】電池のＳＯＣ（又は残存容量）を検出する
方法としては、充放電電流の積算による方法（以下、電
流積算方式ともいう）や、電池電圧に基づいてＳＯＣを
推定する方法（以下、電圧推定方式ともいう）が知られ
ている。特開平１０ー５１９０６号公報は、中ＳＯＣ領
域において電圧変化が小さいことに鑑み、ＳＯＣの常用
（許容）上限値或いは常用（許容）下限値における電流
・電圧マップだけを予め記憶しておき、検出した電流・
電圧をこのマップに入れてＳＯＣを推定し、推定ＳＯＣ
があらかじめ設定されているＳＯＣの常用上限値に達し
たら電池を放電する。その後、推定ＳＯＣがあらかじめ
設定されているＳＯＣの常用下限値に達したら電池を充
電する充放電サイクルを強制的に繰り返す電池制御を提
案している。
方法としては、充放電電流の積算による方法（以下、電
流積算方式ともいう）や、電池電圧に基づいてＳＯＣを
推定する方法（以下、電圧推定方式ともいう）が知られ
ている。特開平１０ー５１９０６号公報は、中ＳＯＣ領
域において電圧変化が小さいことに鑑み、ＳＯＣの常用
（許容）上限値或いは常用（許容）下限値における電流
・電圧マップだけを予め記憶しておき、検出した電流・
電圧をこのマップに入れてＳＯＣを推定し、推定ＳＯＣ
があらかじめ設定されているＳＯＣの常用上限値に達し
たら電池を放電する。その後、推定ＳＯＣがあらかじめ
設定されているＳＯＣの常用下限値に達したら電池を充
電する充放電サイクルを強制的に繰り返す電池制御を提
案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電流積算方
式は、電池の充放電電流を逐次検出してこれをＳＯＣの
初期値に無限に累算（積算）する方法であるため、次第
に積算処理誤差が累積してしまい、正確な検出値が得ら
れいくいという問題があった。一方、電圧推定方式は、
上記累積誤差をもたないものの、たとえばニッケル水素
合金電池のように充電分極作用が大きく、電池電圧とＳ
ＯＣとの関係がその充放電履歴により大きく変化してし
まうタイプの電池（大ヒステリシス電池ともいう）で
は、電池電圧とＳＯＣとの関係、あるいは電池電圧と電
流と容量との関係をマップとしてあらかじめ記憶してい
ても、充放電履歴が異なるため、電圧データ又は電圧・
電流データをこのマップに入れて容量を推定しても、期
待した精度が得られないという問題があった。
式は、電池の充放電電流を逐次検出してこれをＳＯＣの
初期値に無限に累算（積算）する方法であるため、次第
に積算処理誤差が累積してしまい、正確な検出値が得ら
れいくいという問題があった。一方、電圧推定方式は、
上記累積誤差をもたないものの、たとえばニッケル水素
合金電池のように充電分極作用が大きく、電池電圧とＳ
ＯＣとの関係がその充放電履歴により大きく変化してし
まうタイプの電池（大ヒステリシス電池ともいう）で
は、電池電圧とＳＯＣとの関係、あるいは電池電圧と電
流と容量との関係をマップとしてあらかじめ記憶してい
ても、充放電履歴が異なるため、電圧データ又は電圧・
電流データをこのマップに入れて容量を推定しても、期
待した精度が得られないという問題があった。
【０００５】更に、上記従来公報では、電圧−容量特性
の傾斜が大きく、比較的高精度に検出可能な高ＳＯＣ値
の場合と低ＳＯＣ値の場合とで電圧・電流データに基づ
いてＳＯＣ（容量）検出を行い、その結果に基づいて、
電池状態を高ＳＯＣ値と低ＳＯＣ値との間を強制的に往
復させねばならないため、低ＳＯＣ値側に強制シフトさ
せた場合には必要な電力が電池から得られにくくなり、
高ＳＯＣ値側に強制シフトさせた場合には回生電力を電
池に貯蔵しにくくなり、電池の使い勝手が悪化し、走行
機能の低下や燃費の悪化が問題となる。
の傾斜が大きく、比較的高精度に検出可能な高ＳＯＣ値
の場合と低ＳＯＣ値の場合とで電圧・電流データに基づ
いてＳＯＣ（容量）検出を行い、その結果に基づいて、
電池状態を高ＳＯＣ値と低ＳＯＣ値との間を強制的に往
復させねばならないため、低ＳＯＣ値側に強制シフトさ
せた場合には必要な電力が電池から得られにくくなり、
高ＳＯＣ値側に強制シフトさせた場合には回生電力を電
池に貯蔵しにくくなり、電池の使い勝手が悪化し、走行
機能の低下や燃費の悪化が問題となる。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、精度及び使い勝手が優れた発電型電気自動車の電
池制御方法を提供することをその目的としている。
あり、精度及び使い勝手が優れた発電型電気自動車の電
池制御方法を提供することをその目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の各請求項記載の構成によれば、精度及び使い勝手が優
れた発電型電気自動車の電池制御方法を実現することが
できる。なお、これらの各請求項記載の発電型電気自動
車の電池制御方法の共通の特徴部分について以下に説明
する。
の各請求項記載の構成によれば、精度及び使い勝手が優
れた発電型電気自動車の電池制御方法を実現することが
できる。なお、これらの各請求項記載の発電型電気自動
車の電池制御方法の共通の特徴部分について以下に説明
する。
【０００８】第一に、測定した電池の測定電圧値及び測
定電流値に基づいて所定の基準電流値または所定の基準
電力値における電池電圧である基準状態電池電圧を演算
し、演算した基準状態電池電圧が所定の目標電圧値Ｖｃ
となるように電池の充放電を制御する。更に詳しく説明
すると、電気自動車の電池（走行電力蓄電用電池）では
充放電電流状態あるいは充放電電力状態は刻々と変化す
る使用モードをもつ。一方、電池電圧は、電池の内部抵
抗の影響によりその電流の大きさによって変動する。し
たがって、単に電池電圧と容量とのマップに測定した電
池電圧データを導入するだけでは正確な容量推定が困難
である。そこで、電池電圧と電流と容量とのマップを記
憶し、これに電池電圧データと電流データとを導入して
容量を推定することが考えられるが、この場合には、三
次元マップを記憶しなければならずメモリの大規模化を
招く。
定電流値に基づいて所定の基準電流値または所定の基準
電力値における電池電圧である基準状態電池電圧を演算
し、演算した基準状態電池電圧が所定の目標電圧値Ｖｃ
となるように電池の充放電を制御する。更に詳しく説明
すると、電気自動車の電池（走行電力蓄電用電池）では
充放電電流状態あるいは充放電電力状態は刻々と変化す
る使用モードをもつ。一方、電池電圧は、電池の内部抵
抗の影響によりその電流の大きさによって変動する。し
たがって、単に電池電圧と容量とのマップに測定した電
池電圧データを導入するだけでは正確な容量推定が困難
である。そこで、電池電圧と電流と容量とのマップを記
憶し、これに電池電圧データと電流データとを導入して
容量を推定することが考えられるが、この場合には、三
次元マップを記憶しなければならずメモリの大規模化を
招く。
【０００９】また、ニッケル水素電池のような大ヒステ
リシス電池では充電分極作用などの影響によりＳＯＣと
電池電圧との関係が一概に決定できない。この問題を解
決するために、本発明では、得られた電池電圧データと
電流データを一度、基準電流状態又は基準電力状態にお
ける電池電圧データである基準状態電池電圧に換算す
る。そして、この基準電流値または基準電力値における
常用容量範囲に対応する所定の目標電圧値Ｖｃを設定し
ておく。
リシス電池では充電分極作用などの影響によりＳＯＣと
電池電圧との関係が一概に決定できない。この問題を解
決するために、本発明では、得られた電池電圧データと
電流データを一度、基準電流状態又は基準電力状態にお
ける電池電圧データである基準状態電池電圧に換算す
る。そして、この基準電流値または基準電力値における
常用容量範囲に対応する所定の目標電圧値Ｖｃを設定し
ておく。
【００１０】このようにすれば、大規模メモリを必要と
することなく、この基準状態電池電圧と目標電圧値Ｖｃ
との差を解消するように充放電することにより、電流変
動にかかわらず、電池の容量を常にこの目標電圧値Ｖｃ
に対応する容量範囲に保持することができる。第二に、
電池の略満充電状態からの放電時の容量ー電圧特性を示
す放電時最小電圧特性線上の常用最小容量値Ｐ、電池の
略完全放電状態からの充電時の容量ー電圧特性を示す充
電時最大電圧特性線上の常用最大容量値Ｑを設定し、Ｑ
からＰに至らない放電又はＰからＱに至らない充電を行
うので、電池の容量状態（基準状態電池電圧−容量平面
上の座標点）を常用最大容量値Ｑと常用最小容量値Ｐと
の間の常用容量範囲に入れることができる。なお、上記
の前に容量状態をＰ又はＱ点にセットするには、電池の
略満充電状態から放電させるか、略完全放電状態から充
電すればよい。
することなく、この基準状態電池電圧と目標電圧値Ｖｃ
との差を解消するように充放電することにより、電流変
動にかかわらず、電池の容量を常にこの目標電圧値Ｖｃ
に対応する容量範囲に保持することができる。第二に、
電池の略満充電状態からの放電時の容量ー電圧特性を示
す放電時最小電圧特性線上の常用最小容量値Ｐ、電池の
略完全放電状態からの充電時の容量ー電圧特性を示す充
電時最大電圧特性線上の常用最大容量値Ｑを設定し、Ｑ
からＰに至らない放電又はＰからＱに至らない充電を行
うので、電池の容量状態（基準状態電池電圧−容量平面
上の座標点）を常用最大容量値Ｑと常用最小容量値Ｐと
の間の常用容量範囲に入れることができる。なお、上記
の前に容量状態をＰ又はＱ点にセットするには、電池の
略満充電状態から放電させるか、略完全放電状態から充
電すればよい。
【００１１】第三に、電池の電圧（基準状態電池電圧）
を、Ｐ及びＱに対応する常用最大電圧値Ｖｑ及び常用最
小電圧値Ｖｐの間の所定の目標電圧値Ｖｃに収束するよ
うに充放電制御を行う。このようにすれば、基準状態電
池電圧が目標電圧値Ｖｃに一致した時点において、目標
電圧値Ｖｃに対応する目標容量値と実際の容量との差を
非常に小さくすることができる。更に、基準状態電池電
圧が常用最大電圧値Ｖｑ及び常用最小電圧値Ｖｐの範囲
内となるように充放電制御することにより、実際の容量
が範囲ＰーＱ内から逸脱することを防止することができ
る。
を、Ｐ及びＱに対応する常用最大電圧値Ｖｑ及び常用最
小電圧値Ｖｐの間の所定の目標電圧値Ｖｃに収束するよ
うに充放電制御を行う。このようにすれば、基準状態電
池電圧が目標電圧値Ｖｃに一致した時点において、目標
電圧値Ｖｃに対応する目標容量値と実際の容量との差を
非常に小さくすることができる。更に、基準状態電池電
圧が常用最大電圧値Ｖｑ及び常用最小電圧値Ｖｐの範囲
内となるように充放電制御することにより、実際の容量
が範囲ＰーＱ内から逸脱することを防止することができ
る。
【００１２】なお、基準状態電池電圧が常用最大電圧値
Ｖｑ及び常用最小電圧値Ｖｐの範囲内となるように運転
する代わりに、電流積算などの方法で算出した算出容量
を、常用最大電圧値Ｖｑに相当する常用最大容量値Ｑ及
び常用最小電圧値Ｖｐに相当する常用最小容量値Ｐの範
囲内に維持する充放電制御を行う場合でも、実際の容量
が範囲ＰーＱ内から逸脱することを防止することができ
る。
Ｖｑ及び常用最小電圧値Ｖｐの範囲内となるように運転
する代わりに、電流積算などの方法で算出した算出容量
を、常用最大電圧値Ｖｑに相当する常用最大容量値Ｑ及
び常用最小電圧値Ｖｐに相当する常用最小容量値Ｐの範
囲内に維持する充放電制御を行う場合でも、実際の容量
が範囲ＰーＱ内から逸脱することを防止することができ
る。
【００１３】したがって、充放電履歴による電池電圧と
容量との関係の変動を低減して、容量を簡単かつ精度よ
く上記ＰーＱの範囲内に維持して、過充電や過放電を回
避することができる。更に詳しく説明する。電気自動車
の電池（走行電力蓄電用電池）では充放電電流状態ある
いは充放電電力状態は刻々と変化する使用モードをも
つ。一方、電池電圧は、ニッケル水素電池のような大ヒ
ステリシス電池では充電分極作用などの影響により放電
電圧と充電電圧とが異なるとともに、放電電圧ー容量特
性及び充電電圧ー容量特性が大きく変動する。充電分極
の大きさは、過去の充放電履歴に依存するので、結局、
電池電圧は、電流のみならず過去の充放電履歴（過去の
充放電電流または充放電電力の変動実績）に大きく影響
される。
容量との関係の変動を低減して、容量を簡単かつ精度よ
く上記ＰーＱの範囲内に維持して、過充電や過放電を回
避することができる。更に詳しく説明する。電気自動車
の電池（走行電力蓄電用電池）では充放電電流状態ある
いは充放電電力状態は刻々と変化する使用モードをも
つ。一方、電池電圧は、ニッケル水素電池のような大ヒ
ステリシス電池では充電分極作用などの影響により放電
電圧と充電電圧とが異なるとともに、放電電圧ー容量特
性及び充電電圧ー容量特性が大きく変動する。充電分極
の大きさは、過去の充放電履歴に依存するので、結局、
電池電圧は、電流のみならず過去の充放電履歴（過去の
充放電電流または充放電電力の変動実績）に大きく影響
される。
【００１４】この問題に対し、本発明者らは多数の実験
の結果、次の知見を得た。基準電流または基準電力の充
放電状態（すなわち、電流変動による電池電圧降下の変
動の影響を無視できる充放電状態）では、基準状態電池
電圧（電池電圧）に対する容量のばらつきは、後述する
ように所定範囲に収束させることができる。
の結果、次の知見を得た。基準電流または基準電力の充
放電状態（すなわち、電流変動による電池電圧降下の変
動の影響を無視できる充放電状態）では、基準状態電池
電圧（電池電圧）に対する容量のばらつきは、後述する
ように所定範囲に収束させることができる。
【００１５】この容量のばらつきの収束を実現するに
は、略満充電状態（ここでは９５％以上の容量状態をい
う）からの放電時の容量ー電圧特性（放電時最小電圧特
性線）上の常用最小容量値Ｐと、電池の略完全放電状態
（ここでは５％未満の容量状態をいう）からの充電時の
容量ー電圧特性（充電時最大電圧特性線）上の所定の常
用最大容量値Ｑとの間で充放電を行えばよい。具体的な
制御としてはたとえば、基準状態電池電圧を、Ｐ、Ｑに
個別に対応する常用最大電圧値Ｖｑ及び常用最小電圧値
Ｖｐの間に保持する電圧制御を行う。なお、充放電履歴
の開始は、上記略満充電状態乃至上記略完全放電状態か
ら行う。
は、略満充電状態（ここでは９５％以上の容量状態をい
う）からの放電時の容量ー電圧特性（放電時最小電圧特
性線）上の常用最小容量値Ｐと、電池の略完全放電状態
（ここでは５％未満の容量状態をいう）からの充電時の
容量ー電圧特性（充電時最大電圧特性線）上の所定の常
用最大容量値Ｑとの間で充放電を行えばよい。具体的な
制御としてはたとえば、基準状態電池電圧を、Ｐ、Ｑに
個別に対応する常用最大電圧値Ｖｑ及び常用最小電圧値
Ｖｐの間に保持する電圧制御を行う。なお、充放電履歴
の開始は、上記略満充電状態乃至上記略完全放電状態か
ら行う。
【００１６】このようにすれば、充放電状態の変動の繰
り返しにかかわらず、容量を常用最小容量値Ｐ及び常用
最大容量値Ｑの間に維持することができる。これは、大
ヒステリシス電池においても、基準状態電池電圧とそれ
に対応する容量は、常用最小容量値Ｐとそれに放電時最
小電圧特性線上で対応する常用最小電圧値Ｖｐとで決定
される座標点と、常用最大容量値Ｑとそれに充電時最大
電圧特性線上で対応する常用最大電圧値Ｖｑとで決定さ
れる座標点とを両先端とする三日月形状の領域内に存在
するという知見に基づくものである。
り返しにかかわらず、容量を常用最小容量値Ｐ及び常用
最大容量値Ｑの間に維持することができる。これは、大
ヒステリシス電池においても、基準状態電池電圧とそれ
に対応する容量は、常用最小容量値Ｐとそれに放電時最
小電圧特性線上で対応する常用最小電圧値Ｖｐとで決定
される座標点と、常用最大容量値Ｑとそれに充電時最大
電圧特性線上で対応する常用最大電圧値Ｖｑとで決定さ
れる座標点とを両先端とする三日月形状の領域内に存在
するという知見に基づくものである。
【００１７】請求項１記載の構成によれば更に、基準状
態電池電圧が常用最小電圧値Ｖｐを超えて低下した場合
に、常用最大電圧値Ｖｑ近傍まで充電し、その後、目標
電圧値Ｖｃ近傍まで放電する操作を行う。このようにす
れば、目標電圧値Ｖｃとそれに対応する目標容量値とで
規定される目標座標点に対する、目標電圧値Ｖｃに一致
する基準状態電池電圧とそれに実際に対応する実際の容
量値との間の容量ずれを良好に縮小することができる。
態電池電圧が常用最小電圧値Ｖｐを超えて低下した場合
に、常用最大電圧値Ｖｑ近傍まで充電し、その後、目標
電圧値Ｖｃ近傍まで放電する操作を行う。このようにす
れば、目標電圧値Ｖｃとそれに対応する目標容量値とで
規定される目標座標点に対する、目標電圧値Ｖｃに一致
する基準状態電池電圧とそれに実際に対応する実際の容
量値との間の容量ずれを良好に縮小することができる。
【００１８】請求項２記載の構成は、上述した請求項１
の発明と超過充電からの回復処理だけが異なる。すなわ
ち、基準状態電池電圧が常用最小電圧値Ｖｐを超えて低
下した後、所定の条件を満足する場合に、満充電（容量
９５％以上）、好ましくは均等充電を行い、更にその
後、放電を行うことで電池の容量を常用最小電圧値Ｖｐ
近傍に復帰させ、その後、常用最小容量値Ｐから常用最
大容量値Ｑに至らない所定量の充電を行って電池の容量
を常用最大容量値Ｑと常用最小容量値Ｐとの間の常用容
量範囲に入れる。
の発明と超過充電からの回復処理だけが異なる。すなわ
ち、基準状態電池電圧が常用最小電圧値Ｖｐを超えて低
下した後、所定の条件を満足する場合に、満充電（容量
９５％以上）、好ましくは均等充電を行い、更にその
後、放電を行うことで電池の容量を常用最小電圧値Ｖｐ
近傍に復帰させ、その後、常用最小容量値Ｐから常用最
大容量値Ｑに至らない所定量の充電を行って電池の容量
を常用最大容量値Ｑと常用最小容量値Ｐとの間の常用容
量範囲に入れる。
【００１９】すなわち、この態様では常用範囲を逸脱し
た後の好適な時点で満充電を行って、再度、電池の基準
状態電池電圧−容量平面上の動作点（座標点）を、放電
時最小電圧特性線上の常用最小容量値Ｐに復帰させるこ
とができるので、その後、この容量範囲ＰーＱに対応す
る電圧範囲で運用することにより、容量ずれの解消を図
ることができる。
た後の好適な時点で満充電を行って、再度、電池の基準
状態電池電圧−容量平面上の動作点（座標点）を、放電
時最小電圧特性線上の常用最小容量値Ｐに復帰させるこ
とができるので、その後、この容量範囲ＰーＱに対応す
る電圧範囲で運用することにより、容量ずれの解消を図
ることができる。
【００２０】請求項３記載の構成によれば請求項２記載
の発電型電気自動車の電池制御方法において更に、この
満充電は、均等充電（所定基準状態電池電圧に達した
後、小電流値で所定時間充電する充電方式をいう）によ
り完全な満充電まで行われるので、その後の放電により
動作点を正確に最小電圧特性線上のＰ点に復帰させ、そ
の後の充電により正確に目標点に復帰させることができ
る。
の発電型電気自動車の電池制御方法において更に、この
満充電は、均等充電（所定基準状態電池電圧に達した
後、小電流値で所定時間充電する充電方式をいう）によ
り完全な満充電まで行われるので、その後の放電により
動作点を正確に最小電圧特性線上のＰ点に復帰させ、そ
の後の充電により正確に目標点に復帰させることができ
る。
【００２１】請求項３記載の構成によれば、電池電圧が
常用最小電圧値を所定量超えて超過放電した場合に、常
用最大電圧値Ｖｑからこの所定量を超えない範囲まで超
過充電し、その後、目標電圧値Ｖｃまで放電する操作を
行う。このようにすると、基準状態電池電圧が目標電圧
値Ｖｃに一致する場合の容量を、この目標電圧値Ｖｃに
対応する目標容量値に良好に復帰させることができる。
常用最小電圧値を所定量超えて超過放電した場合に、常
用最大電圧値Ｖｑからこの所定量を超えない範囲まで超
過充電し、その後、目標電圧値Ｖｃまで放電する操作を
行う。このようにすると、基準状態電池電圧が目標電圧
値Ｖｃに一致する場合の容量を、この目標電圧値Ｖｃに
対応する目標容量値に良好に復帰させることができる。
【００２２】請求項５記載の構成によれば請求項１乃至
４のいずれか記載の発電型電気自動車の電池制御方法に
おいて更に、電池はニッケル水素電池とする。このよう
にすれば、大ヒステリシス特性を有するニッケル水素電
池を精度よく所定の常用容量範囲で運用することができ
る。
４のいずれか記載の発電型電気自動車の電池制御方法に
おいて更に、電池はニッケル水素電池とする。このよう
にすれば、大ヒステリシス特性を有するニッケル水素電
池を精度よく所定の常用容量範囲で運用することができ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施態様を以下の
実施例を参照して説明する。なお、発電型電気自動車と
しては、上述のハイブリッド車の他、燃料電池及びその
発電電力と負荷の要求電力とのアンバランスを吸収する
電池とをもつ燃料電池車などがある。
実施例を参照して説明する。なお、発電型電気自動車と
しては、上述のハイブリッド車の他、燃料電池及びその
発電電力と負荷の要求電力とのアンバランスを吸収する
電池とをもつ燃料電池車などがある。
【００２４】
【実施例】本発明の電池制御方法を用いたパラレルハイ
ブリッド自動車の構成例を図１に示す。１１はエンジ
ン、１２はエンジン１１の駆動力の一部で発電する交流
形式の発電機、１３は発電機１２から出力される交流電
力を直流電力に変換するインバータ、１４はニッケル水
素電池で構成した組み電池からなる電池装置（単に電池
ともいう）である。エンジン１１の出力は、トルク分配
機１５、ギヤ１７を介して、車輪１８に伝えられる。イ
ンバータ１３は、発電機１２及び電池１４から給電され
てモータ１６を駆動し、あるいはモータ１６で回生され
た電力で電池１４を充電する。
ブリッド自動車の構成例を図１に示す。１１はエンジ
ン、１２はエンジン１１の駆動力の一部で発電する交流
形式の発電機、１３は発電機１２から出力される交流電
力を直流電力に変換するインバータ、１４はニッケル水
素電池で構成した組み電池からなる電池装置（単に電池
ともいう）である。エンジン１１の出力は、トルク分配
機１５、ギヤ１７を介して、車輪１８に伝えられる。イ
ンバータ１３は、発電機１２及び電池１４から給電され
てモータ１６を駆動し、あるいはモータ１６で回生され
た電力で電池１４を充電する。
【００２５】図２は、図１に示したハイブリッド車の電
池１４を示すブロック図である。電池１４において、２
１は電池パック、２２は互いに直列接続されて電池パッ
ク２２を構成する多数の電池モジュール、２３は温度セ
ンサ、２４は各電池モジュール２２の電圧を検出する検
出回路、２５は温度検出回路、２６は電流検出回路、２
７は、電圧検出回路２４、温度検出回路２５、電流検出
回路２６からの信号に基づいて電池１４の容量を検出す
るための電池制御マイコン（電池コントローラともい
う）である。２８は、電池１４からのＳＯＣ信号などに
基づいて電池パック２１の充放電を実際に制御する車両
コントローラであり、車両コントローラ２８は、電池制
御マイコン２７や車両各部からの入力情報に基づいて、
エンジン１１、発電機１２、インバータ１６を制御す
る。
池１４を示すブロック図である。電池１４において、２
１は電池パック、２２は互いに直列接続されて電池パッ
ク２２を構成する多数の電池モジュール、２３は温度セ
ンサ、２４は各電池モジュール２２の電圧を検出する検
出回路、２５は温度検出回路、２６は電流検出回路、２
７は、電圧検出回路２４、温度検出回路２５、電流検出
回路２６からの信号に基づいて電池１４の容量を検出す
るための電池制御マイコン（電池コントローラともい
う）である。２８は、電池１４からのＳＯＣ信号などに
基づいて電池パック２１の充放電を実際に制御する車両
コントローラであり、車両コントローラ２８は、電池制
御マイコン２７や車両各部からの入力情報に基づいて、
エンジン１１、発電機１２、インバータ１６を制御す
る。
【００２６】この実施例で用いたニッケル水素電池（単
セル）の車両実走行時の電圧−電流特性を図３に示す。
図３中、特性線Ｌは、所定の定電力（電圧×電流＝一
定）曲線で、この実施例では、このハイブリッド自動車
システムにおける電池パック２１の最大放電電力値を電
池１セル当たりに換算して示したものである。
セル）の車両実走行時の電圧−電流特性を図３に示す。
図３中、特性線Ｌは、所定の定電力（電圧×電流＝一
定）曲線で、この実施例では、このハイブリッド自動車
システムにおける電池パック２１の最大放電電力値を電
池１セル当たりに換算して示したものである。
【００２７】図３中、破線３１は電池容量が満充電状態
である場合の電流、電圧特性であり、破線３２は、電池
容量が、最大放電電力値で放電する場合に電池電圧が最
低動作保障電圧Ｖ＿ｍｉｎに達する値である場合の電
流、電圧特性を示す。このように電流、電圧特性は満充
電付近では特性３１に示すように電圧が高く、電池容量
が低下すると特性３２のように電圧が低下する。
である場合の電流、電圧特性であり、破線３２は、電池
容量が、最大放電電力値で放電する場合に電池電圧が最
低動作保障電圧Ｖ＿ｍｉｎに達する値である場合の電
流、電圧特性を示す。このように電流、電圧特性は満充
電付近では特性３１に示すように電圧が高く、電池容量
が低下すると特性３２のように電圧が低下する。
【００２８】ここで、特性３１では電流＝０Ａの座標点
が容量Ｐ＿ｍａｘ’、電圧Ｖ＿ｍａｘ’の点で、特性３
２では電流＝０Ａの座標点が容量Ｐ＿ｍｉｎ’，電圧Ｖ
＿ｍｉｎ’の点である。このように、走行中の電流、電
圧特性を測定し、予め定めた定電流値（例えば電流＝０
Ａ）となるように電圧値を換算してこれを基準状態電池
電圧とし、これらの容量値と基準状態電池電圧値とを用
いれば、電流変化における電圧変動の影響を取り除くこ
とができる。
が容量Ｐ＿ｍａｘ’、電圧Ｖ＿ｍａｘ’の点で、特性３
２では電流＝０Ａの座標点が容量Ｐ＿ｍｉｎ’，電圧Ｖ
＿ｍｉｎ’の点である。このように、走行中の電流、電
圧特性を測定し、予め定めた定電流値（例えば電流＝０
Ａ）となるように電圧値を換算してこれを基準状態電池
電圧とし、これらの容量値と基準状態電池電圧値とを用
いれば、電流変化における電圧変動の影響を取り除くこ
とができる。
【００２９】或いは、満充電付近の電流、電圧特性３１
では、所定の定電力放電時（ここでは最大放電電力値
時）の点がＰ＿ｍａｘ、電圧Ｖ＿ｍａｘで、特性３２で
は上記定電力放電時の点がＰ＿ｍｉｎ，電圧Ｖ＿ｍｉｎ
の点である。このように、走行中の電流、電圧特性を測
定し、予め定めた定電力値となるように電圧値を換算し
てこれを基準状態電池電圧とし、これらの容量値と基準
状態電池電圧値とを用いれば、電力変化における電圧変
動の影響を取り除くことができる。
では、所定の定電力放電時（ここでは最大放電電力値
時）の点がＰ＿ｍａｘ、電圧Ｖ＿ｍａｘで、特性３２で
は上記定電力放電時の点がＰ＿ｍｉｎ，電圧Ｖ＿ｍｉｎ
の点である。このように、走行中の電流、電圧特性を測
定し、予め定めた定電力値となるように電圧値を換算し
てこれを基準状態電池電圧とし、これらの容量値と基準
状態電池電圧値とを用いれば、電力変化における電圧変
動の影響を取り除くことができる。
【００３０】このようにして、所定の定電力時（あるい
は定電流時）における基準状態電池電圧と容量との関係
を求めることができる。定電力放電時（ここでは最大放
電電力値時）の基準状態電池電圧と容量との関係を図４
に示し、定電流時の一例として電流＝０Ａ時の基準状態
電池電圧（開放電圧）と容量との関係を図５に示す。両
者はほとんど同じであるので、以下、図４の場合につい
て説明する。
は定電流時）における基準状態電池電圧と容量との関係
を求めることができる。定電力放電時（ここでは最大放
電電力値時）の基準状態電池電圧と容量との関係を図４
に示し、定電流時の一例として電流＝０Ａ時の基準状態
電池電圧（開放電圧）と容量との関係を図５に示す。両
者はほとんど同じであるので、以下、図４の場合につい
て説明する。
【００３１】図４において、４１はＳＯＣ１００％の状
態から放電傾向にあるときに測定した電圧特性（放電時
最小電圧特性線）、４２は完全放電に近い状態から充電
傾向にあるときに測定した電圧特性（充電時最大電圧特
性線）である。４１と４２の特性は大きくずれており、
放電傾向と充電傾向の特性には大きなヒステリシスが生
じることがわかる。
態から放電傾向にあるときに測定した電圧特性（放電時
最小電圧特性線）、４２は完全放電に近い状態から充電
傾向にあるときに測定した電圧特性（充電時最大電圧特
性線）である。４１と４２の特性は大きくずれており、
放電傾向と充電傾向の特性には大きなヒステリシスが生
じることがわかる。
【００３２】また、４３はＳＯＣ８０％の座標Ｐ＿Ｈｉ
（常用最大容量値Ｑ）点からＳＯＣ４０％の座標Ｐ＿Ｌ
ｏ（常用最小容量値Ｐ）点まで放電したときの電圧特性
線、４４はＳＯＣ４０％の座標Ｐ＿Ｌｏ点からＳＯＣ８
０％の座標Ｐ＿Ｈｉ点まで充電したときの電圧特性線で
ある。電圧特性線４３と４４の特性で囲まれたヒステリ
シスは、電圧特性線４１と４２に囲まれたヒステリシス
に対して、格段に小さくなっていることがわかる。な
お、座標Ｐ＿Ｈｉ点の電圧はＶ＿Ｈｉ（常用最大電圧値
Ｖｑ），座標Ｐ＿Ｌｏ点の電圧はＶ＿Ｌｏ（常用最小電
圧値Ｖｐ）である。
（常用最大容量値Ｑ）点からＳＯＣ４０％の座標Ｐ＿Ｌ
ｏ（常用最小容量値Ｐ）点まで放電したときの電圧特性
線、４４はＳＯＣ４０％の座標Ｐ＿Ｌｏ点からＳＯＣ８
０％の座標Ｐ＿Ｈｉ点まで充電したときの電圧特性線で
ある。電圧特性線４３と４４の特性で囲まれたヒステリ
シスは、電圧特性線４１と４２に囲まれたヒステリシス
に対して、格段に小さくなっていることがわかる。な
お、座標Ｐ＿Ｈｉ点の電圧はＶ＿Ｈｉ（常用最大電圧値
Ｖｑ），座標Ｐ＿Ｌｏ点の電圧はＶ＿Ｌｏ（常用最小電
圧値Ｖｐ）である。
【００３３】更に説明すると、ＳＯＣ８０％の座標Ｐ＿
Ｈｉ点は、略完全放電状態からの充電時の容量ー電圧特
性を示す充電時最大電圧特性線４２上でＳＯＣ８０％の
点と略みなすことができ、したがって、略完全放電状態
からＳＯＣ８０％まで（又はＶ＿Ｈｉまで）充電するこ
とにより達することができる。同様に、ＳＯＣ４０％の
座標Ｐ＿Ｌｏ点は、略満充電状態からの放電時の容量ー
電圧特性を示す放電時最小電圧特性線４３上でＳＯＣ４
０％の点と略みなすことができ、したがって、略満充電
状態からＳＯＣ４０％まで（又はＶ＿Ｌｏまで）放電す
ることにより達することができる。
Ｈｉ点は、略完全放電状態からの充電時の容量ー電圧特
性を示す充電時最大電圧特性線４２上でＳＯＣ８０％の
点と略みなすことができ、したがって、略完全放電状態
からＳＯＣ８０％まで（又はＶ＿Ｈｉまで）充電するこ
とにより達することができる。同様に、ＳＯＣ４０％の
座標Ｐ＿Ｌｏ点は、略満充電状態からの放電時の容量ー
電圧特性を示す放電時最小電圧特性線４３上でＳＯＣ４
０％の点と略みなすことができ、したがって、略満充電
状態からＳＯＣ４０％まで（又はＶ＿Ｌｏまで）放電す
ることにより達することができる。
【００３４】図４において、４３は、座標Ｐ＿Ｈｉ点か
ら放電する場合の基準状態電池電圧の変化を示す線（常
用最小電圧特性線）であり、４４は、座標Ｐ＿Ｌｏ点か
ら充放電する場合の基準状態電池電圧の変化を示す線
（常用最大電圧特性線）である。したがって、一度、座
標Ｐ＿Ｈｉ点又は座標Ｐ＿Ｌｏ点に達した後、容量４０
〜８０％またはそれに相当する基準状態電池電圧Ｖ＿Ｈ
ｉ又はＶ＿Ｌｏの間で電池の充放電（以下、標準充放電
ともいう）を行う場合には、電池の基準状態電池電圧と
容量との関係は、図３の斜線内にあることがわかる。
ら放電する場合の基準状態電池電圧の変化を示す線（常
用最小電圧特性線）であり、４４は、座標Ｐ＿Ｌｏ点か
ら充放電する場合の基準状態電池電圧の変化を示す線
（常用最大電圧特性線）である。したがって、一度、座
標Ｐ＿Ｈｉ点又は座標Ｐ＿Ｌｏ点に達した後、容量４０
〜８０％またはそれに相当する基準状態電池電圧Ｖ＿Ｈ
ｉ又はＶ＿Ｌｏの間で電池の充放電（以下、標準充放電
ともいう）を行う場合には、電池の基準状態電池電圧と
容量との関係は、図３の斜線内にあることがわかる。
【００３５】次に、本発明でいう目標電圧値Ｖｃ又は参
照電圧値として、上記斜線領域のほぼ中心点として、容
量６０％、基準状態電池電圧（単に電池電圧ともいう）
ＶＭの点を設定する。したがって、標準充放電を行って
いれば、電池電圧がＶＭであるということは、過去の充
放電履歴にかかわらず、ＶＭと常用最小電圧特性線４３
との交点の容量値約５５％から、ＶＭと常用最大電圧特
性線４４との交点の容量値約６５％まで容量の変動幅は
１０％に限定できることがわかる。
照電圧値として、上記斜線領域のほぼ中心点として、容
量６０％、基準状態電池電圧（単に電池電圧ともいう）
ＶＭの点を設定する。したがって、標準充放電を行って
いれば、電池電圧がＶＭであるということは、過去の充
放電履歴にかかわらず、ＶＭと常用最小電圧特性線４３
との交点の容量値約５５％から、ＶＭと常用最大電圧特
性線４４との交点の容量値約６５％まで容量の変動幅は
１０％に限定できることがわかる。
【００３６】図５においても同様であり、上記ＶＭに対
応するＶＭ’を適当にとれば、電流＝０Ａの時の電圧が
ＶＭ’であれば、過去の充放電履歴にかかわらず、容量
変動幅を約５５％から約６５％までと推定できることが
わかる。次に図４における特性線４３、４４内の充放電
特性（基準状態電池電圧ー容量特性）について、更に詳
細に調べた結果を図６に示す。
応するＶＭ’を適当にとれば、電流＝０Ａの時の電圧が
ＶＭ’であれば、過去の充放電履歴にかかわらず、容量
変動幅を約５５％から約６５％までと推定できることが
わかる。次に図４における特性線４３、４４内の充放電
特性（基準状態電池電圧ー容量特性）について、更に詳
細に調べた結果を図６に示す。
【００３７】６１は、座標Ｐ＿Ｈｉ点から放電する場合
の常用最小電圧特性線４３上の所定点Ｐ１からＰ２まで
充電する場合の特性線、６２は、Ｐ２からＰ３まで放電
する場合の特性線である。図６から、座標Ｐ１から充電
傾向で容量が推移する場合の特性線６１は座標Ｐ＿Ｈｉ
点に収束すること。更に言えば、特性線４３上の任意の
点から充電する場合は座標Ｐ＿Ｈｉ点に収束することが
わかる。一方、座標Ｐ２から放電傾向で容量が推移する
場合の特性線６２は座標Ｐ１に収束することがわかる。
の常用最小電圧特性線４３上の所定点Ｐ１からＰ２まで
充電する場合の特性線、６２は、Ｐ２からＰ３まで放電
する場合の特性線である。図６から、座標Ｐ１から充電
傾向で容量が推移する場合の特性線６１は座標Ｐ＿Ｈｉ
点に収束すること。更に言えば、特性線４３上の任意の
点から充電する場合は座標Ｐ＿Ｈｉ点に収束することが
わかる。一方、座標Ｐ２から放電傾向で容量が推移する
場合の特性線６２は座標Ｐ１に収束することがわかる。
【００３８】すなわち、特性線４３と４４とで囲まれる
常用領域内の所定点からの放電は、それ以前の上記所定
点までの充電における充電開始点が特性線４３上にあれ
ばそこに向かうことがわかる。同様に、特性線４３と４
４とで囲まれる常用領域内の所定点からの充電は、それ
以前の上記所定点までの放電における放電開始点が特性
線４４上にあればそこに向かうことがわかる。
常用領域内の所定点からの放電は、それ以前の上記所定
点までの充電における充電開始点が特性線４３上にあれ
ばそこに向かうことがわかる。同様に、特性線４３と４
４とで囲まれる常用領域内の所定点からの充電は、それ
以前の上記所定点までの放電における放電開始点が特性
線４４上にあればそこに向かうことがわかる。
【００３９】すなわち、この常用領域内では、ある状態
から一旦放電、或いは充電した後、ＳＯＣを基に戻そう
とすると、電圧も元の値に戻ろうとすることがわかる。
これは、ニッケル水素電池に限らず、充電可能な２次電
池全てに共通する特徴で、分極現象と呼ばれている。こ
こで、特性線４３上で電圧ＶＭ時の容量値をＳＯＣ１、
特性線４４上で電圧ＶＭ時の容量値をＳＯＣ２とする。
電圧ＶＭは、目標電圧値Ｖｃとして、容量６０％を中心
にＳＯＣ１とＳＯＣ２がプラスマイナス均等になるよう
に定める。
から一旦放電、或いは充電した後、ＳＯＣを基に戻そう
とすると、電圧も元の値に戻ろうとすることがわかる。
これは、ニッケル水素電池に限らず、充電可能な２次電
池全てに共通する特徴で、分極現象と呼ばれている。こ
こで、特性線４３上で電圧ＶＭ時の容量値をＳＯＣ１、
特性線４４上で電圧ＶＭ時の容量値をＳＯＣ２とする。
電圧ＶＭは、目標電圧値Ｖｃとして、容量６０％を中心
にＳＯＣ１とＳＯＣ２がプラスマイナス均等になるよう
に定める。
【００４０】この状態で、いま座標Ｐ＿Ｈｉ点から走行
を開始した場合を想定する。ハイブリッド自動車の走行
中に定電力放電時の電池電圧（基準状態電池電圧）がＶ
Ｍになるように発電機１２をコントロ−ルすると、座標
Ｐ＿Ｈｉ点は特性４３上を推移し、ＳＯＣは８０％から
特性４３が電圧ＶＭと交わるＳＯＣ１に推移して安定す
ることが、図６からわかる。
を開始した場合を想定する。ハイブリッド自動車の走行
中に定電力放電時の電池電圧（基準状態電池電圧）がＶ
Ｍになるように発電機１２をコントロ−ルすると、座標
Ｐ＿Ｈｉ点は特性４３上を推移し、ＳＯＣは８０％から
特性４３が電圧ＶＭと交わるＳＯＣ１に推移して安定す
ることが、図６からわかる。
【００４１】その後、運転者が電池容量を消費するよう
な走行を行い、例えば座標Ｐ１点のＳＯＣまで到達する
場合には、今度は特性線６１上を電圧ＶＭまで電圧が回
復するため、ほぼＳＯＣは６０％で安定することがわか
る。即ち、容量の変動範囲をＳＯＣ８０％〜４０％に限
定（又は電池電圧をＶ＿Ｈｉ〜Ｖ＿Ｌｏに限定）して、
電池特性のヒステリシスを小さくすることで、少なくと
もＳＯＣ１からＳＯＣ２の範囲でＳＯＣが維持される。
更に、充放電を繰り返すと、容量は徐々に目標電圧値Ｖ
ｃ（ＶＭ）に対応する目標容量値（ＳＯＣ６０％）に収
束される。
な走行を行い、例えば座標Ｐ１点のＳＯＣまで到達する
場合には、今度は特性線６１上を電圧ＶＭまで電圧が回
復するため、ほぼＳＯＣは６０％で安定することがわか
る。即ち、容量の変動範囲をＳＯＣ８０％〜４０％に限
定（又は電池電圧をＶ＿Ｈｉ〜Ｖ＿Ｌｏに限定）して、
電池特性のヒステリシスを小さくすることで、少なくと
もＳＯＣ１からＳＯＣ２の範囲でＳＯＣが維持される。
更に、充放電を繰り返すと、容量は徐々に目標電圧値Ｖ
ｃ（ＶＭ）に対応する目標容量値（ＳＯＣ６０％）に収
束される。
【００４２】なお、電池のヒステリシス特性が小さい鉛
電池等は、電池容量の使用範囲を限定することなく目標
とする容量を維持することが可能である。また、電圧Ｖ
Ｍは電池容量を維持したい容量に対して設定すること
で、維持する容量を本実施例の６０％ではなく任意の容
量に変更することが可能である。 （過放電からの回復処理例１）次に図６において、常用
最小電圧特性線４３及び常用最大電圧特性線４４で囲ま
れる三日月状の常用範囲から放電側に逸脱した場合につ
いて、図７を参照して説明する。
電池等は、電池容量の使用範囲を限定することなく目標
とする容量を維持することが可能である。また、電圧Ｖ
Ｍは電池容量を維持したい容量に対して設定すること
で、維持する容量を本実施例の６０％ではなく任意の容
量に変更することが可能である。 （過放電からの回復処理例１）次に図６において、常用
最小電圧特性線４３及び常用最大電圧特性線４４で囲ま
れる三日月状の常用範囲から放電側に逸脱した場合につ
いて、図７を参照して説明する。
【００４３】いま、動作点（座標）は、ＳＯＣ１（８０
％）とＳＯＣ２（４０％）の間で、かつ、座標Ｑ（Ｐ＿
Ｈｉ）点、目標点（目標容量値（６０％）、目標電圧値
Ｖｃ（１．１Ｖ））、座標Ｐ’点を結ぶ放電特性線４５
上にあるとする。この状態で車両要求により放電がＢ点
まで進行し、その後、車両走行負荷の減少により電池充
電が可能となったとする。すると、電池はＢ点からＢ’
点を通ってＱ点（厳密にはＱ点より少し小さい値となる
がほぼＱ点とみなせる）に至る充電特性線４６上をたど
って復帰する。したがって、その後、ほぼＱ点から放電
させることにより、再び目標点Ｃ’に復帰させることが
できる。
％）とＳＯＣ２（４０％）の間で、かつ、座標Ｑ（Ｐ＿
Ｈｉ）点、目標点（目標容量値（６０％）、目標電圧値
Ｖｃ（１．１Ｖ））、座標Ｐ’点を結ぶ放電特性線４５
上にあるとする。この状態で車両要求により放電がＢ点
まで進行し、その後、車両走行負荷の減少により電池充
電が可能となったとする。すると、電池はＢ点からＢ’
点を通ってＱ点（厳密にはＱ点より少し小さい値となる
がほぼＱ点とみなせる）に至る充電特性線４６上をたど
って復帰する。したがって、その後、ほぼＱ点から放電
させることにより、再び目標点Ｃ’に復帰させることが
できる。
【００４４】すなわち、常用範囲よりも過放電した場合
には、単に目標電圧値Ｖｃまで充電するだけでは容量は
Ｂ’点となり、不足する。そこで、この実施例では、常
用範囲よりも過放電した場合には、単に目標電圧値Ｖｃ
まで充電するだけではなく、常用最大容量値Ｑ（または
それに相当する常用最大電圧値Ｖｑ）近傍まで復帰させ
た後、目標電圧値Ｖｃまで放電させる。このようにすれ
ば、基準状態電池電圧Ｖが目標電圧値Ｖｃとなる場合の
動作点を目標点Ｃ’近傍に良好に復帰させることができ
る。
には、単に目標電圧値Ｖｃまで充電するだけでは容量は
Ｂ’点となり、不足する。そこで、この実施例では、常
用範囲よりも過放電した場合には、単に目標電圧値Ｖｃ
まで充電するだけではなく、常用最大容量値Ｑ（または
それに相当する常用最大電圧値Ｖｑ）近傍まで復帰させ
た後、目標電圧値Ｖｃまで放電させる。このようにすれ
ば、基準状態電池電圧Ｖが目標電圧値Ｖｃとなる場合の
動作点を目標点Ｃ’近傍に良好に復帰させることができ
る。
【００４５】上記過放電からの回復処理例１を含む具体
的な充放電制御の一例を以下に説明する。まず、検出し
た電圧データと電流データとのペアから定電力時の基準
状態電池電圧（又は定電流時の基準状態電池電圧）を算
出する。なお、電圧データは各セルごとに検出すること
が好ましいが直列に接続される複数のセルの電圧を検出
する場合はそれを１セル当たりの値に補正する。
的な充放電制御の一例を以下に説明する。まず、検出し
た電圧データと電流データとのペアから定電力時の基準
状態電池電圧（又は定電流時の基準状態電池電圧）を算
出する。なお、電圧データは各セルごとに検出すること
が好ましいが直列に接続される複数のセルの電圧を検出
する場合はそれを１セル当たりの値に補正する。
【００４６】次に、動作点を特性線４３又は４４上に上
述の方法（満充電状態からの放電又は完全放電状態から
の充電）でもってきた後、電池電圧がＶ＿Ｈｉ〜Ｖ＿Ｌ
ｏの範囲を逸脱しないようにその充放電を制御する。具
体的には、電池電圧Ｖ＿Ｈｉに達したら充電を禁止し、
電池電圧がＶ＿Ｌｏに達したら放電を禁止する。これと
は別に電流の積算によって仮のＳＯＣを算出しておく。
次に、前記比較結果に基づきＳＯＣを補正する。
述の方法（満充電状態からの放電又は完全放電状態から
の充電）でもってきた後、電池電圧がＶ＿Ｈｉ〜Ｖ＿Ｌ
ｏの範囲を逸脱しないようにその充放電を制御する。具
体的には、電池電圧Ｖ＿Ｈｉに達したら充電を禁止し、
電池電圧がＶ＿Ｌｏに達したら放電を禁止する。これと
は別に電流の積算によって仮のＳＯＣを算出しておく。
次に、前記比較結果に基づきＳＯＣを補正する。
【００４７】このＳＯＣ補正について更に詳しく説明す
ると、電流積算により求めた容量が目標容量値６０％に
達した場合に、基準状態電池電圧と目標電圧値Ｖｃとし
てのＶＭとの差を求め、この差が０になるまで補償充放
電としての充電又は放電を行う。なお、この差は電流積
算誤差とみなせるので、電流積算容量の値に累算しな
い。
ると、電流積算により求めた容量が目標容量値６０％に
達した場合に、基準状態電池電圧と目標電圧値Ｖｃとし
てのＶＭとの差を求め、この差が０になるまで補償充放
電としての充電又は放電を行う。なお、この差は電流積
算誤差とみなせるので、電流積算容量の値に累算しな
い。
【００４８】このようにすれば、その後、次に、電流積
算により求めた容量が目標容量値６０％に達するまで、
積算誤差なしに電流積算容量を用いて容量推定し、この
電流積算容量と目標容量値との差に基づいて、この差を
解消するように充放電制御することにより、容量を目標
容量値に収束させることができる。なお、上述した電池
電圧がＶ＿Ｈｉ〜Ｖ＿Ｌｏの範囲を逸脱しないようにそ
の充放電を制御する代わりに、電流積算容量がＰ＿Ｈｉ
〜Ｐ＿Ｌｏの範囲を逸脱しないように充放電制御しても
よい。
算により求めた容量が目標容量値６０％に達するまで、
積算誤差なしに電流積算容量を用いて容量推定し、この
電流積算容量と目標容量値との差に基づいて、この差を
解消するように充放電制御することにより、容量を目標
容量値に収束させることができる。なお、上述した電池
電圧がＶ＿Ｈｉ〜Ｖ＿Ｌｏの範囲を逸脱しないようにそ
の充放電を制御する代わりに、電流積算容量がＰ＿Ｈｉ
〜Ｐ＿Ｌｏの範囲を逸脱しないように充放電制御しても
よい。
【００４９】（過放電からの回復処理例２）上述した
（過放電からの回復処理例１）を実施すると、目標電圧
値ＶｃにおいてたとえばＣ’点に復帰させることができ
る。しかしながら、この後、常用最大電圧値Ｖｑと常用
最小電圧値Ｖｐとの間で目標電圧値Ｖｃに収束させつつ
電池を運転する場合、電池の動作点は、Ｑ、Ｏ、Ｐ、
Ｏ’、Ｑを結ぶ以前の範囲内から、Ｑ、Ｃ’、Ｐ’、
Ｂ、Ｑを結ぶ範囲内にシフトする。すなわち、基準状態
電池電圧Ｖが目標電圧値Ｖｃに一致する場合の容量範囲
はＯ〜Ｏ’から、Ｃ’〜Ｂにシフトしてしまう。
（過放電からの回復処理例１）を実施すると、目標電圧
値ＶｃにおいてたとえばＣ’点に復帰させることができ
る。しかしながら、この後、常用最大電圧値Ｖｑと常用
最小電圧値Ｖｐとの間で目標電圧値Ｖｃに収束させつつ
電池を運転する場合、電池の動作点は、Ｑ、Ｏ、Ｐ、
Ｏ’、Ｑを結ぶ以前の範囲内から、Ｑ、Ｃ’、Ｐ’、
Ｂ、Ｑを結ぶ範囲内にシフトする。すなわち、基準状態
電池電圧Ｖが目標電圧値Ｖｃに一致する場合の容量範囲
はＯ〜Ｏ’から、Ｃ’〜Ｂにシフトしてしまう。
【００５０】そこで、本実施態様では、このシフトを解
消するために、車両状態がそれを許す時間帯を検出して
この時間帯に自動的又は定期的に均等充電を行い、その
後、放電により基準状態電池電圧ＶをＰ点（常用最小電
圧値Ｖｐ）に復帰させ、その後、充電により目標電圧値
Ｖｃに復帰させる。これにより、上記シフトを解消する
ことができる。特に、この実施態様では、常用範囲から
放電側に逸脱する場合に限り、その後、車両状況が許す
場合に均等充電するので、車両走行に支障が生じないと
いう利点がある。なお、均等充電を簡略化して単なる満
充放電処理としてもよく、あるいは、通常は満充電処理
を行い、時々、均等充電処理を行ってもよい。
消するために、車両状態がそれを許す時間帯を検出して
この時間帯に自動的又は定期的に均等充電を行い、その
後、放電により基準状態電池電圧ＶをＰ点（常用最小電
圧値Ｖｐ）に復帰させ、その後、充電により目標電圧値
Ｖｃに復帰させる。これにより、上記シフトを解消する
ことができる。特に、この実施態様では、常用範囲から
放電側に逸脱する場合に限り、その後、車両状況が許す
場合に均等充電するので、車両走行に支障が生じないと
いう利点がある。なお、均等充電を簡略化して単なる満
充放電処理としてもよく、あるいは、通常は満充電処理
を行い、時々、均等充電処理を行ってもよい。
【００５１】（過放電からの回復処理例３）上述した
（過放電からの回復処理例１）の欠点は、座標Ｐが座標
Ｐ’にシフトするために、常用最小電圧特性線が４３か
ら４５に、常用最大電圧特性線が４４から４７にシフト
し、その結果、目標電圧値Ｖｃにおける容量幅が低容量
側にシフトしてしまう点にある。上述した（過放電から
の回復処理例２）を実施してそれを解消することもでき
るが、便宜的に、次の方法によってもシフトを低減ない
し解消することができる。
（過放電からの回復処理例１）の欠点は、座標Ｐが座標
Ｐ’にシフトするために、常用最小電圧特性線が４３か
ら４５に、常用最大電圧特性線が４４から４７にシフト
し、その結果、目標電圧値Ｖｃにおける容量幅が低容量
側にシフトしてしまう点にある。上述した（過放電から
の回復処理例２）を実施してそれを解消することもでき
るが、便宜的に、次の方法によってもシフトを低減ない
し解消することができる。
【００５２】図７において、上記放電側シフトは、常用
範囲を超えた過大な放電に起因することは明らかであ
る。そこで、この実施態様では、たとえばＢ点から充電
復帰する場合に、この常用範囲からの超過放電量（容量
Ｂ（２０％）と常用最小容量値Ｐ（４０％）との差）よ
りも小さい所定量（超過充電量）だけ常用最大容量値Ｑ
より超過充電する。このようにすれば、直前の上記超過
放電による動作点左シフトの影響を、直後の上記超過充
電による動作点右シフトの影響である程度キャンセルす
ることができる。
範囲を超えた過大な放電に起因することは明らかであ
る。そこで、この実施態様では、たとえばＢ点から充電
復帰する場合に、この常用範囲からの超過放電量（容量
Ｂ（２０％）と常用最小容量値Ｐ（４０％）との差）よ
りも小さい所定量（超過充電量）だけ常用最大容量値Ｑ
より超過充電する。このようにすれば、直前の上記超過
放電による動作点左シフトの影響を、直後の上記超過充
電による動作点右シフトの影響である程度キャンセルす
ることができる。
【００５３】したがって、このようにすれば、動作点を
良好に上記過放電前の位置に復帰させることができ、目
標電圧値Ｖｃにおける容量ばらつきをＯ、Ｏ’の範囲内
に近づけることができる。 （過放電からの回復処理例４）更に、上述した（過放電
からの回復処理例３）で、上記超過充電して到達したＳ
ＯＣ１を超える動作点から、再度ＳＯＣ２未満となる超
過放電を行う。ただし、今度の超過放電量（超過放電に
より到達した容量値とＳＯＣ２との差）は直前の超過充
電量（超過充電により到達した容量値とＳＯＣ１との
差）より小さくする。このようにすれば、更に、動作点
を更に良好に上記過放電前の位置に復帰させることがで
き、目標電圧値Ｖｃにおける容量ばらつきをＯ、Ｏ’の
範囲内に近づけることができる。
良好に上記過放電前の位置に復帰させることができ、目
標電圧値Ｖｃにおける容量ばらつきをＯ、Ｏ’の範囲内
に近づけることができる。 （過放電からの回復処理例４）更に、上述した（過放電
からの回復処理例３）で、上記超過充電して到達したＳ
ＯＣ１を超える動作点から、再度ＳＯＣ２未満となる超
過放電を行う。ただし、今度の超過放電量（超過放電に
より到達した容量値とＳＯＣ２との差）は直前の超過充
電量（超過充電により到達した容量値とＳＯＣ１との
差）より小さくする。このようにすれば、更に、動作点
を更に良好に上記過放電前の位置に復帰させることがで
き、目標電圧値Ｖｃにおける容量ばらつきをＯ、Ｏ’の
範囲内に近づけることができる。
【００５４】更に、この方式の一態様として、臨時の目
標ＳＯＣ値を本来の目標容量値６０％の両側に交互にス
イングし、かつ目標容量値に次第に近づけていくことが
できる。上記方式は、磁気ヒステリシスを有する磁性膜
の残留磁化を解消する交流消磁と同じ方式である。な
お、上記各回復処理例においての所定容量までの充電動
作や放電動作は、それらに対応する基準状態電池電圧に
基づいて行うことができるが、その他、電流積算容量に
基づいて行うこともできる。
標ＳＯＣ値を本来の目標容量値６０％の両側に交互にス
イングし、かつ目標容量値に次第に近づけていくことが
できる。上記方式は、磁気ヒステリシスを有する磁性膜
の残留磁化を解消する交流消磁と同じ方式である。な
お、上記各回復処理例においての所定容量までの充電動
作や放電動作は、それらに対応する基準状態電池電圧に
基づいて行うことができるが、その他、電流積算容量に
基づいて行うこともできる。
【００５５】次に、上述の充放電制御例の更に具体的な
制御操作をフローチャートを参照して以下に説明する。
まず、車両コントローラ２８の充放電制御を図８を参照
して簡単に説明する。車両コントローラ２８は、走行状
態及び操作状態に基づいて算出した車両負荷と、電池コ
ントローラ２７から受信したＳＯＣ信号（電池の現在容
量を示す信号）との合計値とエンジン１１の出力とが一
致するように、エンジン１１を制御する原動機コントロ
ーラ（図示せず）に指令する制御を行う。ハイブリッド
車におけるこの制御自体はこの実施例の要旨ではないの
でこれ以上の説明は省略する。
制御操作をフローチャートを参照して以下に説明する。
まず、車両コントローラ２８の充放電制御を図８を参照
して簡単に説明する。車両コントローラ２８は、走行状
態及び操作状態に基づいて算出した車両負荷と、電池コ
ントローラ２７から受信したＳＯＣ信号（電池の現在容
量を示す信号）との合計値とエンジン１１の出力とが一
致するように、エンジン１１を制御する原動機コントロ
ーラ（図示せず）に指令する制御を行う。ハイブリッド
車におけるこの制御自体はこの実施例の要旨ではないの
でこれ以上の説明は省略する。
【００５６】車両コントローラ２８による、電池１４の
充放電制御に関する部分の具体的な制御を図８に示す。
ステップ１０００では電池コントローラ２７からＳＯＣ
を読み込み、ステップ１００２では読み込んだＳＯＣと
あらかじめ目標とする目標ＳＯＣとの差を求めて、これ
を電池要求電力値とする。
充放電制御に関する部分の具体的な制御を図８に示す。
ステップ１０００では電池コントローラ２７からＳＯＣ
を読み込み、ステップ１００２では読み込んだＳＯＣと
あらかじめ目標とする目標ＳＯＣとの差を求めて、これ
を電池要求電力値とする。
【００５７】ステップ１００４では、算出した電池要求
電力値にあらかじめ算出した走行負荷電力を加算して合
計負荷電力とし、エンジン出力要求値をこの合計負荷電
力に一致させる。また、車両コントローラ２８はエンジ
ン出力と走行負荷電力との差を算出してその差だけ、発
電機１２又はモータ１６を駆動する制御を行うが、この
制御もこの実施例の要旨ではないので、説明を省略す
る。
電力値にあらかじめ算出した走行負荷電力を加算して合
計負荷電力とし、エンジン出力要求値をこの合計負荷電
力に一致させる。また、車両コントローラ２８はエンジ
ン出力と走行負荷電力との差を算出してその差だけ、発
電機１２又はモータ１６を駆動する制御を行うが、この
制御もこの実施例の要旨ではないので、説明を省略す
る。
【００５８】次に、電池コントローラ２７におけるＳＯ
Ｃ決定動作について図９を参照して以下に説明する。な
お、過去において、動作点は以前に特性線４３上、又は
４４上へ上述の方法で設定された後、電池電圧がＶ＿Ｈ
ｉ〜Ｖ＿Ｌｏの範囲を逸脱しないようにその充放電を制
御されることにより、特性線４３と４４との間にあるも
のとする。
Ｃ決定動作について図９を参照して以下に説明する。な
お、過去において、動作点は以前に特性線４３上、又は
４４上へ上述の方法で設定された後、電池電圧がＶ＿Ｈ
ｉ〜Ｖ＿Ｌｏの範囲を逸脱しないようにその充放電を制
御されることにより、特性線４３と４４との間にあるも
のとする。
【００５９】図９では、まず、ステップ９０１で走行中
の電圧ＶＢ、電流ＩＢ、温度ＴＢを検出し、電圧ＶＢと
電流ＩＢの複数ペアを基に最小２乗法によって内部抵抗
Ｒｋを算出し、それを基に基準状態電池電圧として所定
電力放電時の電圧（基準状態電池電圧）ＶＢｗを算出す
る（ステップ９０２）。 ＶＢ０＝ＶＢ＋Ｒｋ×ＩＢ ＶＢｗ＝｛ＶＢ０＋（ＶＢ０2 −４×Ｒｋ×α）0.5｝
×０．５ なお、αは用いた定電力（ここでは２１ｋＷ）である。
の電圧ＶＢ、電流ＩＢ、温度ＴＢを検出し、電圧ＶＢと
電流ＩＢの複数ペアを基に最小２乗法によって内部抵抗
Ｒｋを算出し、それを基に基準状態電池電圧として所定
電力放電時の電圧（基準状態電池電圧）ＶＢｗを算出す
る（ステップ９０２）。 ＶＢ０＝ＶＢ＋Ｒｋ×ＩＢ ＶＢｗ＝｛ＶＢ０＋（ＶＢ０2 −４×Ｒｋ×α）0.5｝
×０．５ なお、αは用いた定電力（ここでは２１ｋＷ）である。
【００６０】次に、ステップ９０３によって電流積算法
により算出し、ステップ９０４によって算出したＳＯＣ
が常用最小容量値Ｐである４０％をより小さい状態（超
過放電状態ともいう）かどうか、又は現在、過去の上記
超過放電状態からの回復処理中（この実施例では後述す
るフラグＦ１又はＦ２の少なくともどちらかが１である
状態）かどうかを調べ、そうでなければステップ９０７
に進み、そうであればステップ９０６に進む。なお、電
流積算方式ではなく、基準状態電池電圧ＶＢｗに基づい
て予め記憶するマップに基づいて容量を推定してもよ
い。
により算出し、ステップ９０４によって算出したＳＯＣ
が常用最小容量値Ｐである４０％をより小さい状態（超
過放電状態ともいう）かどうか、又は現在、過去の上記
超過放電状態からの回復処理中（この実施例では後述す
るフラグＦ１又はＦ２の少なくともどちらかが１である
状態）かどうかを調べ、そうでなければステップ９０７
に進み、そうであればステップ９０６に進む。なお、電
流積算方式ではなく、基準状態電池電圧ＶＢｗに基づい
て予め記憶するマップに基づいて容量を推定してもよ
い。
【００６１】これは、常用最小容量値Ｐを超えない限
り、推定容量がばらついても大きな問題とはならず、か
つ、推定容量が常用最小容量値Ｐを超えて低下する超過
放電時には、基準状態電池電圧ＶＢｗに対する容量ばら
つきが格段に小さくなるので、少なくとも超過放電は基
準状態電池電圧ＶＢｗにより過去の充放電履歴にかかわ
らず実用上ほぼ正確に検出できるからである。更に、図
７からわかるように、常用最小容量値Ｐよりも放電する
場合には容量変化に対する基準状態電池電圧ＶＢｗの変
化が大きく、感度がよいという利点もある。
り、推定容量がばらついても大きな問題とはならず、か
つ、推定容量が常用最小容量値Ｐを超えて低下する超過
放電時には、基準状態電池電圧ＶＢｗに対する容量ばら
つきが格段に小さくなるので、少なくとも超過放電は基
準状態電池電圧ＶＢｗにより過去の充放電履歴にかかわ
らず実用上ほぼ正確に検出できるからである。更に、図
７からわかるように、常用最小容量値Ｐよりも放電する
場合には容量変化に対する基準状態電池電圧ＶＢｗの変
化が大きく、感度がよいという利点もある。
【００６２】ステップ９０６では、上記超過放電状態か
らの回復処理を行う。この回復処理の一例を図１０を参
照して以下に説明する。まず、ステップ９０６０にて、
フラグＦ１が０かどうかを調べる。このフラグＦ１が１
であるということは、超過放電状態（たとえば図７のＢ
点）から充電特性線４６をたどって略Ｑ点まで充電中で
あることを示すフラグである。
らの回復処理を行う。この回復処理の一例を図１０を参
照して以下に説明する。まず、ステップ９０６０にて、
フラグＦ１が０かどうかを調べる。このフラグＦ１が１
であるということは、超過放電状態（たとえば図７のＢ
点）から充電特性線４６をたどって略Ｑ点まで充電中で
あることを示すフラグである。
【００６３】フラグＦ１が１であればステップ９０６３
に進み、０であればステップ９０６１に進み、目標容量
値を８０％にシフトする。次の、ステップ９０６２にて
フラグＦ１を１にセットする。次に、ステップ９０６３
にて、ステップ９０３で算出したＳＯＣが常用最大容量
値Ｑである８０％に達したかどうかを調べ、達していな
ければステップ９０７へ進み、達したら、特性線４６を
たどって略Ｑ点に既に到達したと判断してステップ９０
６４にてフラグＦ１を０にリセットする。
に進み、０であればステップ９０６１に進み、目標容量
値を８０％にシフトする。次の、ステップ９０６２にて
フラグＦ１を１にセットする。次に、ステップ９０６３
にて、ステップ９０３で算出したＳＯＣが常用最大容量
値Ｑである８０％に達したかどうかを調べ、達していな
ければステップ９０７へ進み、達したら、特性線４６を
たどって略Ｑ点に既に到達したと判断してステップ９０
６４にてフラグＦ１を０にリセットする。
【００６４】次に、フラグＦ２が０かどうかを調べる
（ステップ９０６５）。このフラグＦ２が１であるとい
うことは、略Ｑ点から放電特性線４５上をたどってＣ’
点に達するまでの間の放電中であることを意味する。フ
ラグＦ２が１であればステップ９０６８へ進み、０であ
れば目標ＳＯＣ（目標容量値）を６０％に復帰させ（ス
テップ９０６６）、フラグＦ２を１にセットし（ステッ
プ９０６７）、ステップ９０６８へ進む。
（ステップ９０６５）。このフラグＦ２が１であるとい
うことは、略Ｑ点から放電特性線４５上をたどってＣ’
点に達するまでの間の放電中であることを意味する。フ
ラグＦ２が１であればステップ９０６８へ進み、０であ
れば目標ＳＯＣ（目標容量値）を６０％に復帰させ（ス
テップ９０６６）、フラグＦ２を１にセットし（ステッ
プ９０６７）、ステップ９０６８へ進む。
【００６５】ステップ９０６８では、上記放電によりス
テップ９０３で算出したＳＯＣが６０％に達したかどう
かを判断し、達しなければステップ９０７へ進み、達し
たらフラグＦ２を０にリセットしてステップ９０３に進
む。なお、上記実施例では、ステップ９０３にて積算し
た容量値により動作点を判定したが、基準状態電池電圧
でそれを判定してもよいことはもちろんである。たとえ
ば、略Ｑ点に達したかどうかは基準状態電池電圧ＶＢｗ
とＶｑとの一致で判定でき、Ｃ’点に達したかどうかは
基準状態電池電圧ＶＢｗとＶＭとの一致で判定できる。
テップ９０３で算出したＳＯＣが６０％に達したかどう
かを判断し、達しなければステップ９０７へ進み、達し
たらフラグＦ２を０にリセットしてステップ９０３に進
む。なお、上記実施例では、ステップ９０３にて積算し
た容量値により動作点を判定したが、基準状態電池電圧
でそれを判定してもよいことはもちろんである。たとえ
ば、略Ｑ点に達したかどうかは基準状態電池電圧ＶＢｗ
とＶｑとの一致で判定でき、Ｃ’点に達したかどうかは
基準状態電池電圧ＶＢｗとＶＭとの一致で判定できる。
【００６６】このように制御すれば、図７のＢ点から略
Ｑ点をたどってＣ’点に動作点をシフトさせることがで
きる。これに対し、Ｂ点から単に目標電圧値Ｖｃ＝ＶＭ
まで充電するだけでは容量はＢ’となり、その後、基準
状態電池電圧をＶｐ〜Ｖｑ間で制御する場合、基準状態
電池電圧が目標電圧値Ｖｃ＝ＶＭである場合の実際の容
量のばらつきはＣ’〜Ｂ’となってしまう。
Ｑ点をたどってＣ’点に動作点をシフトさせることがで
きる。これに対し、Ｂ点から単に目標電圧値Ｖｃ＝ＶＭ
まで充電するだけでは容量はＢ’となり、その後、基準
状態電池電圧をＶｐ〜Ｖｑ間で制御する場合、基準状態
電池電圧が目標電圧値Ｖｃ＝ＶＭである場合の実際の容
量のばらつきはＣ’〜Ｂ’となってしまう。
【００６７】ステップ９０７では、演算された上記ＳＯ
Ｃ及び目標ＳＯＣを発電機１２等を制御している車両コ
ントローラ２８に実際に出力する。ステップ９０８で
は、ＳＯＣが上限８０％と下限４０％の範囲かどうかを
監視する。このサブルーチンを図１１、図１２を参照し
て以下に説明する。図１１において、ステップ１００１
では、求めたＳＯＣが８０％を超えた場合を判別し、ス
テップ１００２によってそれ以上の充電を禁止する充電
制限指令をコントローラ１２に出力する。なお、ステッ
プ９０６１〜９０６３の処理が行われている場合（Ｆ１
＝１）の場合はこの限りではない。ステップ１００３で
は、求めたＳＯＣが４０％を下回った場合を判別し、ス
テップ１００４によって回復処理をするための回復処理
指令をコントローラ１２に出力する。
Ｃ及び目標ＳＯＣを発電機１２等を制御している車両コ
ントローラ２８に実際に出力する。ステップ９０８で
は、ＳＯＣが上限８０％と下限４０％の範囲かどうかを
監視する。このサブルーチンを図１１、図１２を参照し
て以下に説明する。図１１において、ステップ１００１
では、求めたＳＯＣが８０％を超えた場合を判別し、ス
テップ１００２によってそれ以上の充電を禁止する充電
制限指令をコントローラ１２に出力する。なお、ステッ
プ９０６１〜９０６３の処理が行われている場合（Ｆ１
＝１）の場合はこの限りではない。ステップ１００３で
は、求めたＳＯＣが４０％を下回った場合を判別し、ス
テップ１００４によって回復処理をするための回復処理
指令をコントローラ１２に出力する。
【００６８】他の方法として図１２に示すように、基準
状態電池電圧によりＳＯＣの上限、下限を監視してもよ
い。詳しく説明すると、ステップ１１０１で定電力放電
時の基準状態電池電圧ＶＢｗがＳＯＣ８０％の電圧に相
当するＶ＿Ｈｉを越えた場合、ステップ１１０２によっ
てそれ以上の充電を防止するために充電制限指令を出力
する。なお、ステップ９０６１〜９０６３の処理が行わ
れている場合（Ｆ１＝１）の場合はこの限りではない。
ステップ１１０３で定電力放電時の基準状態電池電圧Ｖ
ＢｗがＳＯＣ４０％の電圧に相当するＶ＿Ｌｏを下回っ
た場合、ステップ１１０４によって回復処理をするため
の回復処理指令をコントローラ１２に出力する。なお、
この場合、定電力放電時の基準状態電池電圧ＶＢｏで上
下限を検出するほか、定電流放電時の基準状態電池電圧
（例えば、電流＝０Ａ時の電圧）ＶＢｏで上下限を検出
しても良い。
状態電池電圧によりＳＯＣの上限、下限を監視してもよ
い。詳しく説明すると、ステップ１１０１で定電力放電
時の基準状態電池電圧ＶＢｗがＳＯＣ８０％の電圧に相
当するＶ＿Ｈｉを越えた場合、ステップ１１０２によっ
てそれ以上の充電を防止するために充電制限指令を出力
する。なお、ステップ９０６１〜９０６３の処理が行わ
れている場合（Ｆ１＝１）の場合はこの限りではない。
ステップ１１０３で定電力放電時の基準状態電池電圧Ｖ
ＢｗがＳＯＣ４０％の電圧に相当するＶ＿Ｌｏを下回っ
た場合、ステップ１１０４によって回復処理をするため
の回復処理指令をコントローラ１２に出力する。なお、
この場合、定電力放電時の基準状態電池電圧ＶＢｏで上
下限を検出するほか、定電流放電時の基準状態電池電圧
（例えば、電流＝０Ａ時の電圧）ＶＢｏで上下限を検出
しても良い。
【００６９】ステップ９０９では、走行が終了したかど
うかを調べ、終了したらステップ９１０によって演算の
結果を次回の走行開始時の初期値とするために図示しな
いメモリ等に保存し、一連の制御を終了する。なお、上
述した回復処理では、既に述べたように、基準状態電池
電圧ＶＢｗか目標電圧値Ｖｃに一致する場合のＳＯＣの
ばらつき範囲は厳密には初期状態に回復しない。そこ
で、この実施例では、超過放電が発生したらその後、所
定条件で均等充電（または満充電）を行う。この均等充
電開始条件としては、運転者による手動開始でもよい
し、あるいは走行状態を判別して自動的に決定してもよ
い。
うかを調べ、終了したらステップ９１０によって演算の
結果を次回の走行開始時の初期値とするために図示しな
いメモリ等に保存し、一連の制御を終了する。なお、上
述した回復処理では、既に述べたように、基準状態電池
電圧ＶＢｗか目標電圧値Ｖｃに一致する場合のＳＯＣの
ばらつき範囲は厳密には初期状態に回復しない。そこ
で、この実施例では、超過放電が発生したらその後、所
定条件で均等充電（または満充電）を行う。この均等充
電開始条件としては、運転者による手動開始でもよい
し、あるいは走行状態を判別して自動的に決定してもよ
い。
【００７０】この均等充電による回復処理を図１３を参
照して以下に説明する。まず、ステップ２０００で均等
充電を開始する。この実施例では、均等充電は満充電電
圧Ｖｑ近傍まで充電後、微小電流で所定時間充電を継続
する充電操作を言い、次にステップ２００２で均等充電
が完了したかどうかを調べる。均等充電が完了したら、
基準状態電池電圧ＶＢｗが常用最小電圧値Ｖｐに達する
まで又は電流積算容量が１００％から４０％になるまで
放電し（ステップ２００４）、次に、基準状態電池電圧
ＶＢｗが常用最小電圧値Ｖｐに達するまで又は電流積算
容量が４０％から６０％になるまで充電し（ステップ２
００６）、ルーチンを終了する。
照して以下に説明する。まず、ステップ２０００で均等
充電を開始する。この実施例では、均等充電は満充電電
圧Ｖｑ近傍まで充電後、微小電流で所定時間充電を継続
する充電操作を言い、次にステップ２００２で均等充電
が完了したかどうかを調べる。均等充電が完了したら、
基準状態電池電圧ＶＢｗが常用最小電圧値Ｖｐに達する
まで又は電流積算容量が１００％から４０％になるまで
放電し（ステップ２００４）、次に、基準状態電池電圧
ＶＢｗが常用最小電圧値Ｖｐに達するまで又は電流積算
容量が４０％から６０％になるまで充電し（ステップ２
００６）、ルーチンを終了する。
【００７１】（変形態様）図９におけるステップ９０６
の他の実施例を以下に説明する。まず前提となる技術思
想を図７を参照して説明する。たとえばＢ点まで超過放
電した場合、それからＱ点を超える所定の容量値たとえ
ばＰ’点まで充電する場合を考える。この容量値Ｐ’か
ら放電する放電特性線（たとえば４８）がＯ点を通るな
ら、その後、ＳＯＣ１とＳＯＣ２との間で充放電を繰り
返す限り、基準状態電池電圧ＶＢｗが目標電圧値Ｖｃ＝
ＶＭに一致する状態で、容量値のばらつきの上限はＯ点
となり、容量のばらつきはＣ’〜Ｂよりも左にシフトす
ることがわかる。ただし、このＰ点を超える超過放電が
生じた後に実施するこの超過充電がその前の超過放電よ
り大きければ、後の超過充電の影響野方が大きくなって
しまう。
の他の実施例を以下に説明する。まず前提となる技術思
想を図７を参照して説明する。たとえばＢ点まで超過放
電した場合、それからＱ点を超える所定の容量値たとえ
ばＰ’点まで充電する場合を考える。この容量値Ｐ’か
ら放電する放電特性線（たとえば４８）がＯ点を通るな
ら、その後、ＳＯＣ１とＳＯＣ２との間で充放電を繰り
返す限り、基準状態電池電圧ＶＢｗが目標電圧値Ｖｃ＝
ＶＭに一致する状態で、容量値のばらつきの上限はＯ点
となり、容量のばらつきはＣ’〜Ｂよりも左にシフトす
ることがわかる。ただし、このＰ点を超える超過放電が
生じた後に実施するこの超過充電がその前の超過放電よ
り大きければ、後の超過充電の影響野方が大きくなって
しまう。
【００７２】前述したように、Ｐ点を超えて超過放電す
る場合の特性は最小電圧特性線４１上に近接する。した
がって、予め、超過放電量（Ｐ点の容量４０％を基準）
または到達した最低電圧に対応して、好適な超過充電量
（Ｐ点の容量８０％を基準）又は到達するべき最高電圧
を、予めマップに記憶しておくものとする。
る場合の特性は最小電圧特性線４１上に近接する。した
がって、予め、超過放電量（Ｐ点の容量４０％を基準）
または到達した最低電圧に対応して、好適な超過充電量
（Ｐ点の容量８０％を基準）又は到達するべき最高電圧
を、予めマップに記憶しておくものとする。
【００７３】図１４に示すフローチャートを参照して更
に具体的に説明すると、ステップ３０００では、このマ
ップに基づき、算出した超過放電量（Ｐ点の容量４０％
を基準、図７では２０％）または到達した最低電圧（図
７ではＢ点の基準状態電池電圧ＶＢｗ）に対応して、好
適な超過充電量（Ｐ点の容量８０％を基準）又は到達す
るべき最高電圧を読み出し、Ｂ点からＰ’点まで超過充
電する。
に具体的に説明すると、ステップ３０００では、このマ
ップに基づき、算出した超過放電量（Ｐ点の容量４０％
を基準、図７では２０％）または到達した最低電圧（図
７ではＢ点の基準状態電池電圧ＶＢｗ）に対応して、好
適な超過充電量（Ｐ点の容量８０％を基準）又は到達す
るべき最高電圧を読み出し、Ｂ点からＰ’点まで超過充
電する。
【００７４】次のステップ３０００では、上記超過充電
量（Ｐ点の容量８０％を基準）又は到達するべき最高電
圧で決定される動作点（ここではＰ’点）からＯ点まで
放電し、その後、基準状態電池電圧ＶＢｗが目標電圧値
Ｖｃ＝ＶＭ＝１．１Ｖとなるように制御すればよい。あ
るいは、電流積算方式により容量を６０％に制御する。
量（Ｐ点の容量８０％を基準）又は到達するべき最高電
圧で決定される動作点（ここではＰ’点）からＯ点まで
放電し、その後、基準状態電池電圧ＶＢｗが目標電圧値
Ｖｃ＝ＶＭ＝１．１Ｖとなるように制御すればよい。あ
るいは、電流積算方式により容量を６０％に制御する。
【００７５】このようにすれば、より簡単に動作点の復
帰をおこなうことができる。更にこの変形態様によれ
ば、この超過放電を更に超過充電でキャンセルする方式
を発展させて、その後、目標容量値から所定量だけ充電
側又は放電側に離れた容量値へ交互に充放電しつつ、目
標容量値に近づく操作を行うことも可能である。
帰をおこなうことができる。更にこの変形態様によれ
ば、この超過放電を更に超過充電でキャンセルする方式
を発展させて、その後、目標容量値から所定量だけ充電
側又は放電側に離れた容量値へ交互に充放電しつつ、目
標容量値に近づく操作を行うことも可能である。
【００７６】このようにすると、磁気ヒステリシス特性
を有する強磁性体の残留磁化を次第に振幅が小さくなる
交流磁界で交流消磁する場合と同じく、残留する分極に
よる充放電ヒステリシスをもつ電池においても、基準状
態電池電圧が目標電圧値Ｖｃに一致する場合の容量を、
この目標電圧値Ｖｃに対応する目標容量値に良好に復帰
させることができる
を有する強磁性体の残留磁化を次第に振幅が小さくなる
交流磁界で交流消磁する場合と同じく、残留する分極に
よる充放電ヒステリシスをもつ電池においても、基準状
態電池電圧が目標電圧値Ｖｃに一致する場合の容量を、
この目標電圧値Ｖｃに対応する目標容量値に良好に復帰
させることができる
【図１】本発明の電池制御方法を用いたパラレルハイブ
リッド自動車の構成例を示すブロック図である。
リッド自動車の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したハイブリッド車の電気系統を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】この実施例で用いたニッケル水素電池（単セ
ル）の車両実走行時の電圧−電流特性を示す図である。
ル）の車両実走行時の電圧−電流特性を示す図である。
【図４】図３に基づいて作成した定電力状態における電
圧−容量特性を示す図である。
圧−容量特性を示す図である。
【図５】図３に基づいて作成した定電流状態における電
圧−容量特性を示す図である。
圧−容量特性を示す図である。
【図６】図４における充放電軌跡を示す定電力状態にお
ける電圧−容量特性を示す図である。
ける電圧−容量特性を示す図である。
【図７】図４における超過放電及びその後の回復充電軌
跡を示す定電力状態における電圧−容量特性を示す図で
ある。
跡を示す定電力状態における電圧−容量特性を示す図で
ある。
【図８】この実施例の電池制御方法を示すフローチャー
トである。
トである。
【図９】この実施例の電池制御方法を示すフローチャー
トである。
トである。
【図１０】この実施例の電池制御方法を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図１１】この実施例の電池制御方法を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図１２】この実施例の電池制御方法を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図１３】この実施例の電池制御方法を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図１４】この実施例の電池制御方法を示すフローチャ
ートである。
ートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｒ 31/36 Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｄ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ 7/34 (72)発明者 山下 貴史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 河合 利幸 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB12 CB13 CB21 CB31 CC01 CC04 CC27 3G093 AA07 AA16 BA14 DB00 DB09 DB19 DB20 EB00 FA07 FA10 FA11 FB05 FB06 5G003 AA07 BA01 CA01 CA11 CB01 DA07 DA12 DA18 FA06 GB06 GC05 5H115 PG04 PI16 PI18 PI24 PI29 PU01 PU26 QN02 SE06 TI01 TI05 TI06 TI10 TU16 TU17
Claims (5)
- 【請求項１】発電手段と、前記発電手段が発電した電力
を貯蔵するとともに走行モータに給電する電池とを備え
る電気自動車の電池制御方法において、 測定した電池の測定電圧値及び測定電流値に基づいて所
定の基準電流値または所定の基準電力値における電池電
圧である基準状態電池電圧を演算し、 前記電池の略満充電状態からの放電時の容量ー電圧特性
を示す放電時最小電圧特性線上の所定の常用最小容量値
Ｐを設定し、 前記電池の略完全放電状態からの充電時の容量ー電圧特
性を示す充電時最大電圧特性線上の所定の常用最大容量
値Ｑを設定し、 前記常用最大容量値Ｑからの前記常用最小容量値Ｐに至
らない所定量の放電又は前記常用最小容量値Ｐからの前
記常用最大容量値Ｑに至らない所定量の充電を行って前
記電池の容量を前記常用最大容量値Ｑと前記常用最小容
量値Ｐとの間の常用容量範囲に入れ、 前記基準状態電池電圧を、前記常用最小容量値Ｐ及び常
用最大容量値Ｑに個別に対応する常用最大電圧値Ｖｑ及
び常用最小電圧値Ｖｐの間の所定の目標電圧値Ｖｃに収
束するように充放電制御を行い、 前記基準状態電池電圧が前記常用最小電圧値Ｖｐを超え
て低下した場合に、前記常用最大電圧値Ｖｑ近傍まで充
電し、その後、前記目標電圧値Ｖｃ近傍まで放電する操
作を行うことを特徴とする発電型電気自動車の電池制御
方法。 - 【請求項２】発電手段と、前記発電手段が発電した電力
を貯蔵するとともに走行モータに給電する電池とを備え
る電気自動車の電池制御方法において、 測定した電池の測定電圧値及び測定電流値に基づいて所
定の基準電流値または所定の基準電力値における電池電
圧である基準状態電池電圧を演算し、 前記電池の略満充電状態からの放電時の容量ー電圧特性
を示す放電時最小電圧特性線上の所定の常用最小容量値
Ｐを設定し、 前記電池の略完全放電状態からの充電時の容量ー電圧特
性を示す充電時最大電圧特性線上の所定の常用最大容量
値Ｑを設定し、 前記常用最大容量値Ｑからの前記常用最小容量値Ｐに至
らない所定量の放電又は前記常用最小容量値Ｐからの前
記常用最大容量値Ｑに至らない所定量の充電を行って前
記電池の容量を前記常用最大容量値Ｑと前記常用最小容
量値Ｐとの間の常用容量範囲に入れ、 前記基準状態電池電圧を、前記常用最小容量値Ｐ及び常
用最大容量値Ｑに個別に対応する常用最大電圧値Ｖｑ及
び常用最小電圧値Ｖｐの間の所定の目標電圧値Ｖｃに収
束するように充放電制御を行い、 前記基準状態電池電圧が前記常用最小電圧値Ｖｐを超え
て低下した場合に、その後の所定の期間に満充電を行
い、更にその後、放電を行うことにより、前記電池の容
量を常用最小電圧値Ｖｐ近傍に復帰させ、その後、前記
常用最小容量値Ｐからの前記常用最大容量値Ｑに至らな
い所定量の充電を行って前記電池の容量を前記常用最大
容量値Ｑと前記常用最小容量値Ｐとの間の常用容量範囲
に入れることを特徴とする発電型電気自動車の電池制御
方法。 - 【請求項３】請求項２記載の発電型電気自動車の電池制
御方法において、 前記満充電は、均等充電により行われることを特徴とす
る電気自動車の電池制御方法。 - 【請求項４】発電手段と、前記発電手段が発電した電力
を貯蔵するとともに走行モータに給電する電池とを備え
る電気自動車の電池制御方法において、 測定した電池の測定電圧値及び測定電流値に基づいて所
定の基準電流値または所定の基準電力値における電池電
圧である基準状態電池電圧を演算し、 前記電池の略満充電状態からの放電時の容量ー電圧特性
を示す放電時最小電圧特性線上の所定の常用最小容量値
Ｐを設定し、 前記電池の略完全放電状態からの充電時の容量ー電圧特
性を示す充電時最大電圧特性線上の所定の常用最大容量
値Ｑを設定し、 前記常用最大容量値Ｑからの前記常用最小容量値Ｐに至
らない所定量の放電又は前記常用最小容量値Ｐからの前
記常用最大容量値Ｑに至らない所定量の充電を行って前
記電池の容量を前記常用最大容量値Ｑと前記常用最小容
量値Ｐとの間の常用容量範囲に入れ、 前記基準状態電池電圧を、前記常用最小容量値Ｐ及び常
用最大容量値Ｑに個別に対応する常用最大電圧値Ｖｑ及
び常用最小電圧値Ｖｐの間の所定の目標電圧値Ｖｃに収
束するように充放電制御を行い、 前記基準状態電池電圧が前記常用最小電圧値Ｖｐから所
定量だけ超えて低下した場合に、前記基準状態電池電圧
が前記常用最大電圧値Ｖｑから前記所定量を超えない範
囲で充電し、その後、前記目標電圧値Ｖｃまで放電する
操作を行うことを特徴とする発電型電気自動車の電池制
御方法。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか記載の発電型電
気自動車の電池制御方法において、 前記電池はニッケル水素電池であることを特徴とする発
電型電気自動車の電池制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05930999A JP3738363B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 発電型電気自動車の電池制御方法 |
| US09/512,275 US6232744B1 (en) | 1999-02-24 | 2000-02-24 | Method of controlling battery condition of self-generation electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05930999A JP3738363B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 発電型電気自動車の電池制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261905A true JP2000261905A (ja) | 2000-09-22 |
| JP3738363B2 JP3738363B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=13109653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05930999A Expired - Fee Related JP3738363B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-03-05 | 発電型電気自動車の電池制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3738363B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020058895A (ko) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 이계안 | 하이브리드 전기 자동차의 발전기 파워 제한방법 |
| JP2008547008A (ja) * | 2005-06-23 | 2008-12-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 自動車アキュムレータ用のバッテリー状態検出方法および装置 |
| JP2009519701A (ja) * | 2005-12-13 | 2009-05-14 | コバシス， エルエルシー | バッテリ充電状態のリセット |
| JP2010123321A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Sony Corp | 電池パックおよび制御方法 |
| WO2013133113A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | 日産自動車株式会社 | 二次電池の制御装置およびｓｏｃ検出方法 |
| JP2014072992A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Mitsubishi Motors Corp | 電池の充電可否判断装置 |
| CN104160291A (zh) * | 2012-03-08 | 2014-11-19 | 日产自动车株式会社 | 二次电池的控制装置、充电控制方法以及充电状态检测方法 |
| WO2021172447A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池の充電方法 |
-
1999
- 1999-03-05 JP JP05930999A patent/JP3738363B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020058895A (ko) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 이계안 | 하이브리드 전기 자동차의 발전기 파워 제한방법 |
| JP2008547008A (ja) * | 2005-06-23 | 2008-12-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 自動車アキュムレータ用のバッテリー状態検出方法および装置 |
| JP2009519701A (ja) * | 2005-12-13 | 2009-05-14 | コバシス， エルエルシー | バッテリ充電状態のリセット |
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| CN104160291A (zh) * | 2012-03-08 | 2014-11-19 | 日产自动车株式会社 | 二次电池的控制装置、充电控制方法以及充电状态检测方法 |
| JP2013213808A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-10-17 | Nissan Motor Co Ltd | 二次電池の制御装置およびｓｏｃ検出方法 |
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| EP2824468A4 (en) * | 2012-03-08 | 2015-08-12 | Nissan Motor | CONTROL DEVICE FOR A SECONDARY BATTERY, CHARGING CONTROL METHOD AND CHARGING STATUS DETECTION METHOD |
| US9562948B2 (en) | 2012-03-08 | 2017-02-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device for secondary battery, and SOC detection method |
| US9577457B2 (en) | 2012-03-08 | 2017-02-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device for secondary battery, charging control method, and SOC detection method |
| JP2014072992A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Mitsubishi Motors Corp | 電池の充電可否判断装置 |
| WO2021172447A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池の充電方法 |
| JPWO2021172447A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ||
| JP7576744B2 (ja) | 2020-02-27 | 2024-11-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池の充電方法 |
| US12489153B2 (en) | 2020-02-27 | 2025-12-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method for charging nonaqueous electrolyte secondary cell having lithium-transition metal positive electrode active material |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3738363B2 (ja) | 2006-01-25 |
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