JP2012132761A - 電池満充電容量推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電池の満充電容量の推定の精度を高めることができる電池満充電容量推定装置を提供する。
【解決手段】電池満充電容量推定装置７０は、ＣＭＵ２２と、ＢＭＵ３０と、電流計３５と、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフ９０とを備える。ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０とは、電池２０のＯＣＶを取得する。ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０と電流計３５とは、電池２０のＳＯＣを取得する。ＯＣＶ−満充電容量特性グラフ９０は、電池２０のＳＯＣが所定値であるときの、電池２０の満充電容量とＯＣＶとの関係を示す。ＢＭＵ３０は、取得された電池２０のＳＯＣが所定で値あるときに、取得されたＯＣＶとＯＣＶ−満充電容量特性グラフ９０とに基づいて、電池２０の満充電容量を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電気自動車の電池の満充電容量を推定する装置に関する。

従来、電池の開放電圧（OCV、Open Circuit Voltage）と、電池の充電率（SOC、State Of Charge）との初期特性を利用して、電池の満充電容量を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１９６６４号公報

一方、電池の劣化に伴い電池の満充電容量が変化する。このため、電池が劣化するにしたがい、特許文献１に開示されるＯＣＶ−ＳＯＣ初期特性を用いる技術によって推定される満充電容量と、電池の実際の満充電容量とが異なってくる。

電動モータで走行する電気自動車では、電池の充電量（電池に残っている電荷の量）を正確に把握することが求められている。電池充電量を正確に把握するために、電池の満充電容量をより正確に求めることが求められる。

本発明は、電池の満充電容量をより正確に求めることができる電池満充電容量推定装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の電池満充電容量推定装置は、電池の開放電圧値を取得する開放電圧取得手段と、前記電池の充電率を取得する充電率取得手段と、前記電池が所定の充電率のときの、前記電池の満充電容量と開放電圧との関係を示す満充電容量−開放電圧情報と、前記充電率取得手段によって取得された充電率が前記所定の充電率であるときに、前記開放電圧取得手段によって取得された開放電圧値と前記満充電容量−開放電圧情報とに基づいて、前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定手段とを備える。

請求項２に記載の電池満充電容量推定装置は、電池の開放電圧値を取得する開放電圧取得手段と、前記電池の充電率を取得する充電率取得手段と、複数の段階に分けられる前記電池の充電状態の各段階に設定されて、前記各段階での前記電池の満充電容量と開放電圧との関係を示す満充電容量−開放電圧情報と、前記充電率取得手段によって取得された充電率が所定の充電率であるときに、前記開放電圧取得手段によって取得された開放電圧値と、前記複数の段階のうち前記所定の充電率に対応する段階に設定される前記満充電容量−開放電圧情報とに基づいて、前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定手段とを備える。

請求項３に記載の電池満充電容量推定装置では、請求項１または請求項２の記載において、前記所定の充電率は、複数設定される。

ここで言う開放電圧について定義する。開放電圧値は、電池へ供給される電流がない状態であって、かつ、電池から外部へ供給される電流がない状態において、電圧の変動がないときの値である。この場合では電圧の変動がない状態を安定した状態とする。または、開放電圧値は、電池へ供給される電流がない状態であって、かつ、電池から外部へ供給される電流が略ない状態において、電圧の変動がほとんどないときの値である。この場合では、電圧の変動がほとんどない状態を安定した状態とする。ここで言う、略ない状態について説明する。電池が搭載される装置、例えば電気自動車などでは、電池は、各種アクセサリなどに接続されている。これらアクセサリは、電池が搭載される装置の電源がオフされた状態であっても、電池から電流が供給されている。略ない状態とは、このように、電池が搭載される装置のメインスイッチがオフされることによって外部への電流の供給が略なくなるが、電池に接続される各回路（アクセサリなど）への電流の供給が継続されている状態である。このため、電圧の変動はほとんどない状態となる。

請求項１に記載の発明によれば、電池の開放電圧値と、電池の満充電容量と開放電圧との関係を示す満充電容量−開放電圧情報とを用いて電池の満充電容量を推定するので、電池のより正確な満充電容量を求めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られる。さらに、所定の充電率を変更しても、当該変更後の所定の充電率に対応する満充電容量−開放電圧情報を備えているので、所定の充電率を変更しても対応することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１，２と同様の効果が得られる。さらに、所定の充電率が複数設定されることによって、電池の充電作業中に電池は所定の充電率になることが多くなる。このことによって、電池満充電容量推定装置が動作する回数が多くなるので、電池のより正確な満充電容量を推定することができる。

本発明の第１の実施形態の電池満充電容量推定装置を備える電気自動車を示す概略図。 図１に示された電池とＢＭＵと統合制御ユニットとを概略的に示す概略図。 図１に示された電池のＯＣＶ−ＳＯＣ特性を示すグラフ。 図１に示された電池が所定のＳＯＣにあるときの、ＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフ。 図１に示す電池満充電容量推定装置の動作を示すフローチャート。 図１に示すＢＭＵが記憶しているＳＯＨを示すグラフ。 本発明の第２の実施形態に係る電池満充電容量推定装置が備える、ＳＯＣが８０％のときのＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフ。 本発明の第２の実施形態に係る電池満充電容量推定装置の動作を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態に係る電池満充電容量推定装置が備える第３のＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフ。 本発明の第３の実施形態に係る電池満充電容量推定装置の動作を示すフローチャート。

本発明の一実施形態に係る電池満充電容量推定装置を、図１〜６を用いて説明する。図１は、本実施形態の電池満充電容量推定装置７０を備える電気自動車１を示す概略図である。電気自動車１は、電池満充電容量推定装置７０を備える装置の一例である。

図１に示すように、電気自動車１は、電気自動車１を走行可能とする電動モータ（回転電機）１０と、電池２０と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）３０と、電流計３５（図２に示す）と、統合制御ユニット４０と、充電器５０とを備える。電気自動車１は、例えばガソリンなどの燃料を用いる内燃機関を備えず、電動モータ１０の駆動力によって走行する。電動モータ１０は、後輪２に減速ギヤ部３を介して連結されている。後輪２には、電動モータ１０の回転が伝達される。

図２は、電池２０と、ＢＭＵ３０と、統合制御ユニット４０と、電流計３５とを示す概略図である。図１，２に示すように、電池２０は、電気自動車１において電力を必要とする装置に電流を供給する。電池２０から電流が供給される装置は、上記したように、本実施形態では、電動モータ１０と、図示しないアクセサリなどである。

電池２０は、充電可能な充電池である。電池２０は、複数の電池セルユニット２１と、各電池セルユニット２１に設けられて各電池セルユニット２１を監視するＣＭＵ（Cell Monitor Unit）２２とを備えている。各電池セルユニット２１は、複数の電池セル２３を備えている。

ＢＭＵ３０は、各ＣＭＵ２２に接続されており、電池２０を制御する。この制御としては、例えば、電池２０から電動モータ１０へ供給される電流の調整である。また、各ＣＭＵ２２からＢＭＵ３０へ情報が伝達される。この情報は、各電池セルユニット２１の情報であり、例えば、各電池セル２３の電圧値と各電池セル２３の温度を示す情報である。ＢＭＵ３０は、各ＣＭＵ２２から送信される各電池セル２３の電圧値に基づいて電池２０の電圧値を算出する。

電流計３５は、電池２０から外部（電池２０の外部）へ供給される電流値を検出する。電流計３５は、ＢＭＵ３０に接続されており、検出した電流値をＢＭＵ３０に送信する。このため、ＢＭＵ３０は、電池２０から外部へ供給される電流値を把握している。

ＢＭＵ３０は、電池２０のＳＯＨ（State Of Health）を示す情報と、電池２０の満充電容量を示す情報と、電池２０のＳＯＣ（State Of Charge）を示す情報とを記憶している。満充電容量（Ａｈ）は、満充電時（充電率１００％）のときに電池２０に蓄えられる電荷の量である。

電池２０は、充電と放電とを繰り返すことによって、劣化する。電池２０は、劣化することによって、電池２０が劣化していないときの満充電容量に比べて、満充電容量が小さくなる。ＳＯＨは、電池２０が劣化していない状態（未使用で新品の状態）での満充電容量に対する、電池２０の満充電容量の割合（％）である容量維持率を示す。電池２０が劣化していない状態では、ＳＯＨは、１００％である。電池２０が劣化して、そのときの電池２０の満充電容量が小さくなると、ＳＯＨは、小さくなる。

ＳＯＣは、電池２０の満充電容量に対する、電池２０の充電量である蓄えられている電荷の量の割合（％）を示す。言い換えると、ＳＯＣは、電池２０の充電率である。電池２０の満充電状態では、ＳＯＣは１００％となる。ＢＭＵ３０は、記憶されている満充電容量と、電池２０から外部へ供給される電流値の積算値と、電池２０の電圧とから、電池２０のＳＯＣを推定する。ここで言う電流値の積算値は、前回充電が完了したときから電池２０から流れる電流の積算値である。また、ＢＭＵ３０は、ＳＯＨとＳＯＣとに基づいて、電池２０の残量（残っている電荷量）を算出する。

ＳＯＨは、各電池セル２３の過去の温度変化の情報と電池２０の使用時間とに基づいてＢＭＵ３０によって推定される。この場合、満充電容量は、上記のように推定されるＳＯＨと、電池２０が劣化していないときの満充電容量とに基づいて算出される。

また、満充電容量は、後述される電池満充電容量推定装置７０によって推定される。この場合、ＳＯＨは、電池満充電容量推定装置７０によって推定された満充電容量と、劣化していないときの電池２０の満充電容量とに基づいて算出される。電池満充電容量推定装置７０による電池２０の満充電容量の推定については、後で詳細に説明する。

ここで、開放電圧であるＯＣＶ（Open Circuit Voltage）について定義する。開放電圧値は、電池２０へ供給される電流がない状態であって、かつ、電池２０から外部へ供給される電流がない状態において、電圧の変動がないときの値である。この場合では、電圧の変動がない状態を、電池２０の安定状態とする。または、開放電圧は、電池２０へ供給される電流がない状態であって、かつ、電池から外部へ供給される電流が略ない状態において、電圧の変動がほとんどない状態の値である。この場合では、電圧の変動がほとんどない状態を電池２０の安定状態とする。

ここで言う、略ない状態について説明する。電池２０が搭載される電気自動車１では、電池２０は、電動モータ１０と図示しないアクセサリなどに接続されている。これら電動モータ１０以外の接続相手（電流を供給する相手）の中には、電気自動車１のメインスイッチがオフされた状態（走行できない状態）であっても、電池２０から電流が供給されるものもある。略ない状態とは、このように、メインスイッチがオフされた状態であっても電池２０に接続される供給相手への電流の供給が継続されている状態である。このため、電圧の変動がほとんどない。本実施形態では、開放電圧値は、上記の、電池２０から外部への電流の供給が略ない状態ときの値である。

ＢＭＵ３０は、ＯＣＶ−ＳＯＣ特性グラフと、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフとを備えている。ＯＣＶ−ＳＯＣ特性グラフは、電池２０が劣化していない初期状態でのＯＣＶとＳＯＣとの関係を示すグラフである。図３は、電池２０が劣化していない初期状態でのＯＣＶ−ＳＯＣ特性グラフ８０を示している。図３では、横軸は、ＳＯＣを示す。横軸は、図中右側に進むにつれて、値が大きくなる。縦軸は、ＯＣＶを示す。縦軸は、図中上側に進むにつれて、値が大きくなる。図３に示すように、ＯＣＶとＳＯＣとは、一対一の関係である。

一方、ＯＣＶとＳＯＣとの関係は、電池２０の劣化状態に合わせて変化する。図３中、劣化した電池２０のＯＣＶ−ＳＯＣ特性グラフの例として、第１の状態Ａまで劣化した電池２０のＯＣＶ−ＳＯＣ特性グラフを２点鎖線で示し、第２の状態Ｂまで劣化した電池２０のＯＣＶ−ＳＯＣ特性グラフを１点鎖線で示している。第２の状態Ｂは、第１の状態Ａよりもさらに劣化した状態である。なお、ＢＵＭ３０は、ＯＣＶ−ＳＯＣ特性グラフとして、上記１，２点鎖線で示されるグラフを示すマップは備えてはいない。

図３に示すように、電池２０の満充電容量の変化に応じて、ＯＣＶ−ＳＯＣ特性が変化する。言い換えると、ＯＣＶとＳＯＣとに基づいて、電池２０の満充電容量を推定することができる。後述されるＯＣＶ−満充電容量特性グラフは、上記に基づいて電池２０の満充電容量を推定するために用いられる。

ＯＣＶ−満充電容量特性グラフは、電池２０のＳＯＣが所定の値であるときの、ＯＣＶと電池２０の満充電容量との関係を示すグラフである。図４は、一例として、ＳＯＣが５０％であるときの、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフ９０である。所定値である５０％は、ＢＭＵ３０に記憶されている。

図４では、横軸は、満充電容量を示す。横軸は、図中右側に進むにつれて値が大きくなる。縦軸は、ＯＣＶを示す。縦軸は、図中上側に進むにつれて値が大きくなる。図４は、電池２０のＯＣＶとＳＯＣとから電池２０の満充電容量を推定するために用いられる。図４に示すように、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフでは、ＯＣＶと満充電容量とは、一対一の関係である。

統合制御ユニット４０は、電気自動車１の様々な制御を行っている。例えば、統合制御ユニット４０は、ＢＭＵ３０に接続されている。統合制御ユニット４０は、運転者のアクセルペダルの操作（踏み込み量）に応じてＢＭＵ３０を制御し、アクセルペダルの操作量に応じた電流が電動モータ１０に供給されるようにする。

また、統合制御ユニット４０は、ＢＭＵ３０からの情報によって、電池２０のＳＯＣを把握する。統合制御ユニット４０は、例えばインストルメントパネルに設けられる表示装置６０でＳＯＣを表示し、電池２０のＳＯＣを運転者に知らせる。

図１に示すように、充電器５０は、電池２０に連結されており、図示しない外部電源から供給される電流を調整して電池２０に供給する。このことによって、電池２０が充電される。充電器５０の動作は、ＢＭＵ３０によって制御される。

上記構成を有する電気自動車１では、ＣＭＵ２２と、ＢＭＵ３０と、電流計３５とは、電池２０のＳＯＣが所定値（本実施形態では、５０％）であるときに電池２０のＯＣＶを用いて電池２０の満充電容量を推定する電池満充電容量推定装置７０を構成する。言い換えると、本実施形態では、電池満充電容量推定装置７０は、ＣＭＵ２２と、ＢＭＵ３０と、電流計３５とを備える。

具体的には、ＣＭＵ２２が検出する各電池セル２３の電圧に基づいてＢＭＵ３０がＯＣＶを算出する。ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０は、電池の開放電圧値を取得する開放電圧取得手段の一例である。ＢＭＵ３０が算出する電池２０の電圧値と、電流計３５が検出する電流値に基づいてＢＭＵ３０が算出する電池２０から流れる電流の積算値（前回の充電が完了したときから電池２０から流れる電流の積算値）と、ＢＭＵ３０が記憶するＳＯＨ情報とから、電池２０のＳＯＣが推定される。ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０と電流計３５とは、電池のＳＯＣ（充電率）を取得する充電率取得手段の一例である。ＢＭＵ３０は、電池２０のＯＣＶとＳＯＣと、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフとから電池２０の満充電容量を推定する。ＢＭＵ３０は、充電率取得手段によって取得された充電率が所定の充電率であるときに、開放電圧取得手段によって取得された開放電圧値と満充電容量−開放電圧情報とに基づいて、電池の満充電容量を推定する満充電容量推定手段の一例である。

つぎに、電池満充電容量推定装置７０の動作を説明する。図５は、電池満充電容量推定装置７０の動作を示すフローチャートである。図５に示すように、ＢＭＵ３０は、ステップＳＴ１で、電池２０が普通充電中か否かを判定する。具体的には、ＢＭＵ３０は、充電器５０から、電池２０の充電開始の信号を受信したか否かを判定する。電池２０が充電を開始したと判定されると、ステップＳＴ２に進む。

なお、電池満充電容量推定装置７０は、電池２０が安定状態になりやすいときに動作する。電池２０の充電作業中は、電池２０に安定して電流が供給される状態であり、比較的安定状態になりやすい。このため、本実施形態では、電池満充電容量推定装置７０は、一例として、電池２０の充電作業の開始に合わせて動作する。

ステップＳＴ２では、ＢＭＵ３０は、ＣＭＵ２２から送信される各電池セル２３の電圧値と、電流計３５から送信される電流値の積算値と、ＢＭＵ３０に記憶されているＳＯＨとに基づいて、電池２０のＳＯＣを推定する。そして、推定したＳＯＣが所定値である５０％であるか否かを判定する。ＳＯＣが５０％であると判定すると、ついで、ステップＳＴ３に進む。

なお、電池２０の充電作業中でも電池２０から外部に電流は流れる。本実施形態では、具体的には、電池２０の充電作業中は電気自動車１に搭載される各ＥＣＵ（図示せず）が作動状態にあるため、１２Ｖバッテリ（図示せず）に電力を供給するために、電池２０からＤＣＤＣコンバータ（図示せず）へ電流が流れる。電流計３５が検出する電流値は、上記のように電池２０から外部へ流れる電流値である。１２Ｖバッテリは、上記各ＥＣＵに電流を供給するために用いられている。

ステップＳＴ３では、ＢＭＵ３０は、充電器５０を制御し、電池２０への電流の供給を停止する。ついで、ステップＳＴ４に進む。ＢＭＵ３０は、ＣＭＵ２２から送信される各電池セル２３の電圧値に基づいて、電池２０が安定状態（電池２０の電圧の変動がない状態または変動が略ない状態）であるか否かを判定する。なお、ステップＳＴ３で電池２０への電流の供給を停止するのは、電池２０を安定状態にするためである。上記したように、電池２０の充電作業中は、電池２０に供給される充電電流は小さいため、安定状態に近い状態である。このため、電池２０への電流の供給が停止されると、電池２０は、比較的短い時間で安定状態になる。ＢＭＵ３０は、電池２０が安定状態になったと判定すると、ついでステップＳＴ５に進む。

ＢＭＵ３０は、ステップＳＴ５では、ＣＭＵ２２から送信される各電池セル２３の電圧値の情報から、電池２０のＯＣＶを検出する。ついで、ステップＳＴ６に進む。ＢＭＵ３０は、ステップＳＴ６では、検出されたＯＣＶと、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフとから、電池２０の現在の満充電容量を推定する。電池２０の満充電容量が推定されると、ついでステップＳＴ７に進む。

ＢＭＵ３０は、ステップＳＴ７では、記憶されている電池２０の満充電容量（ステップＳＴ２で用いた満充電容量）を、ステップＳＴ６で推定された電池２０の満充電容量に置き換える。また、ステップＳＴ６で推定された満充電容量に基づいて、ＳＯＨを推定する。具体的には、ＳＯＨは、電池２０が劣化していない状態での満充電容量に対するステップＳＴ６で推定される満充電容量の割合である。

図６は、ＢＭＵ３０が記憶している満充電容量を示すグラフ１００である。図６では、横軸は、電池２０の使用時間を示している。横軸は、図中右側に進むにつれて時間が経過していることを示す。縦軸は、ＢＭＵ３０に記憶されている満充電容量を示す。縦軸は、図中上側に進むにつれて値が大きくなる。図６中、電池２０の実際の満充電容量は、２点鎖線で示され、ＢＭＵ３０が記憶している満充電容量は、実線で示されている。

図６では、時間ｔ１，ｔ２のときに、電池満充電容量推定装置７０によって電池２０の満充電容量が推定されて、ＢＭＵ３０が記憶している満充電容量が新しく推定された満充電容量に置き換えられる様子が示されている。ついで、ステップＳＴ８に進む。ＢＭＵ３０は、ステップＳＴ８で、電池２０への電流の供給を再開することによって電池２０の充電作業を再開する。そして、ステップＳＴ１に戻る。

なお、ステップＳＴ１，ＳＴ２において、ＢＭＵ３０がＮｏ判定をすると、ステップＳＴ１に戻る。

なお、ステップＳＴ２で求められるＳＯＣは、ＢＵＭ３０に記憶されるＳＯＨに基づいて求められる。このため、ＢＭＵ３０に記憶されるＳＯＨは誤差を含む場合がある。この場合、ステップＳＴ２で求められるＳＯＣは、誤差を含むＳＯＨに基づいて求められるので、誤差を含む場合がある。しかしながら、ステップＳＴ１〜ステッＳＴ８の動作が繰り返されることによって、ＢＭＵ３０が記憶するＳＯＨは、正しい値に近づき、それゆえステップＳＴ２で求められるＳＯＣは正しい値に収束する。

なお、ＢＵＭ３０は、電池満充電容量装置７０として上記ステップＳＴ１〜ＳＴ８の動作でＳＯＨと満充電容量とを求める以外に、上記したように各電池セル２３の過去の温度変化の情報と電池２０の使用時間とに基づいてＳＯＨと満充電容量とを求めている。

このように、ＢＭＵ３０は、電池２０の使用時間や使用状態（本実施形態では、電池セル２３の過去の温度変化）などから劣化の程度を判定し、劣化の程度に応じたＳＯＨを推定するとともに推定されたＳＯＨから満充電容量を算出する。

そして、電池満充電容量推定装置７０は、ＯＣＶと満充電容量とが一対一の関係であることを示すＯＣＶ−満充電容量特性グラフと、電池２０のＯＣＶとを用いて満充電容量を推定するので、電池２０の満充電容量をより正確に推定することができる。言い換えると、電池２０の満充電容量の推定の精度を高めることができる。

また、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ８の動作が繰り返されることによって、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフを用いて得られるＳＯＨは、正しい値に収束していくので、より正確な値が推定されるようになる。

本実施形態では、ＳＯＣが５０％のときのＯＣＶ−満充電容量特性グラフが用いられている。しかしながら、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフは、ＳＯＣが５０％のときのものに限定されるものではない。例えば、ＳＯＣの所定値として、ＳＯＣが８０％のＯＣＶ−満充電容量特性グラフが用いられてもよい。ＯＣＶ−満充電容量特性グラフのＳＯＣは、任意に設定することができる。

例えば、ＳＯＣの所定値として９０％を選択すると、電池２０が充電される際には高い頻度で、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフを用いて満充電容量が推定されることになる。このため、記憶される満充電容量の情報とＳＯＨの情報とがより正確な状態で維持される。

なお、第１の実施形態では、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフ９０は、満充電容量−開放電圧情報の一例である。満充電容量−開放電圧情報は、グラフではなくマップなど他の形式であってもよい。

つぎに、本発明の第２の実施形態に係る電池満充電容量推定装置を、図７，８を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、電池満充電容量推定装置７０は、ＳＯＣの所定値が複数設定される点と、ＳＯＣの所定値が複数設定されることにともなってＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフを複数備える点のみが第１の実施形態と異なる。他の点については、第１の実施形態と同じである。また、本実施形態では、電池満充電容量推定装置７０は、第１の実施形態と同じに、電気自動車１に搭載される。上記異なる点について、具体的に説明する。

本実施形態では、ＳＯＣの所定値は、複数設定される。所定値は、ＢＭＵ３０に記憶される。具体的には、所定値として、８０％と、６０％と、５０％とが用いられる。また、ＢＭＵ３０は、ＳＯＣの所定値が複数設定されることに伴って、各所定値に対応するＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフを備える。

図７は、ＳＯＣが８０パーセントのときのＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフ１００である。図中８０％は実線で示されている。図７の横軸と縦軸とは、図４と同じである。具体的には、横軸は、満充電容量を示し、図中右側に進むにつれて値が大きくなる。縦軸は、ＯＣＶを示し、図中上側に進むにつれて値が大きくなる。ＢＭＵ３０は、ＳＯＣの所定値が５０，６０％の各々に対応するＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフも同様に備えている。図７中、比較のため、ＳＯＣの所定値が５０％のときのＯＣＶ−満充電容量特性を示すグラフを１点鎖線で示し、所定値が６０％のときのＯＣＶ−満充電容量特性グラフを２点鎖線で示す。

図８は、本実施形態の電池満充電容量推定装置７０の動作を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートに対して、ステップＳＴ５，ＳＴ７間に、ステップＳＴ２１，ＳＴ２２が設けられる。他の動作は、図５に示すフローチャートと同じである。ステップＳＴ２１，ＳＴ２２について説明する。

図８に示すように、ステップＳＴ５からステップＳＴ２１に進む。ステップＳＴ２１では、ＢＭＵ３０は、複数のＯＣＶ−満充電容量特性グラフから、所定値に対応するものを検索する。対応するグラフが検索されると、ついで、ステップＳＴ２２に進む。

ステップＳＴ２２では、ＢＭＵ３０は、検出されたＯＣＶと、ステップＳＴ２１で選択したＯＣＶ−満充電容量特性グラフとから、電池２０の満充電容量を推定する。ついで、ステップＳＴ７に進む。

本実施形態では、第１の実施形態と同様の作用と効果とを得ることができる。さらに、ＳＯＣの所定値が複数設定されることによって、電池２０の充電作業中に、電池２０のＳＯＣが所定値になることが多くなる。

例えば、ＳＯＣの所定値を１つとするとともに、比較的高い値とした場合、例えば所定値を９０％とした場合、電池２０の充電作業開始時のＳＯＣが９０未満でありかつＳＯＣの所定値まで充電されずに充電作業を終了すると、電池満充電容量推定装置７０は動作しない。

しかしながら、本実施形態のように、ＳＯＣの所定値として複数の値を設定することによって、電池２０の充電作業中にＳＯＣが所定値になることが多くなる。このことによって、電池満充電容量推定装置が動作する回数が多くなるので、電池２０の満充電容量をより正確に推定することができる。

本実施形態では、ＳＯＣの所定値として、３つの値が設定された。しかしながら、３つは一例である。４つや６つなど他の複数でもよい。

本実施形態では、各段階に設定されるＯＣＶ−満充電容量特性グラフは、満充電容量−開放電圧情報の一例である。各段階に設定される満充電容量−開放電圧情報は、グラフではなくマップなどの他の形式であってもよい。

つぎに、本発明の第３の実施形態に係る電池満充電容量推定装置を、図９，１０を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、満充電容量−開放電圧情報が、第１の実施形態と異なる。他の構成は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について、具体的に説明する。なお、本実施形態の電池満充電容量推定装置７０は、第１の実施形態と同じに、電気自動車１に搭載される。

電池２０の充電状態は、複数の段階に分けられる。本実施形態では、充電率（ＳＯＣ）が０≦ＳＯＣ≦２０（％）の状態を第１の段階とし、充電率が２０＜ＳＯＣ≦４０（％）の状態を第２の段階とし、充電率が４０＜ＳＯＣ≦６０（％）の状態を第３の段階とし、充電率が６０＜ＳＯＣ≦８０（％）の状態を第４の段階とし、充電率が８０＜ＳＯＣ≦１００（％）の状態を第５の段階とする。

ＢＭＵ３０は、上記各段階での、ＯＣＶと電池２０の満充電容量との関係を示す満充電容量−開放電圧情報として、ＯＣＶ−満充電容量特性グラフを備えている。具体的には、ＢＭＵ３０は、第１の段階に設定される第１のＯＣＶ−満充電容量特性グラフと、第２の段階に設定される第２のＯＣＶ−満充電容量特性グラフと、第３の段階に設定される第３のＯＣＶ−満充電容量特性グラフと、第４の段階に設定される第４のＯＣＶ−満充電容量特性グラフと、第５の段階に設定される第５のＯＣＶ−満充電容量特性グラフ１０１とを備えている。

図９は、第５のＯＣＶ−満充電容量特性グラフ１０１を実線で示している。図９の横軸と縦軸とは、図４と同じである。具体的には、横軸は、満充電容量を示し、図中右側に進むにつれて値が大きくなる。縦軸はＯＣＶを示し、図中上側に進むにつれて値が大きくなる。第１〜４のＯＣＶ−満充電容量特性グラフも、図９のように形成される。第１〜４のＯＣＶ−満充電容量特性グラフを示す図は省略する。なお、比較のため、第１のＯＣＶ−満充電容量特性グラフを、図９中１点鎖線で示している。第２のＯＣＶ−満充電容量特性グラフを、図９中２点鎖線で示している。第３のＯＣＶ−満充電容量特性グラフを、図９中３点鎖線で示している。第４のＯＣＶ−満充電容量特性グラフを、図９中４点鎖線で示している。

ＢＭＵ３０は、ＳＯＣが予め設定される所定値になると、第１〜５のＯＣＶ−満充電容量特性グラフのうち、ＳＯＣの所定値に対応するものを選択し、用いる。本実施形態では、ＳＯＣの所定値が５０％であるので、第３のＯＣＶ−満充電容量特性グラフが用いられる。

つぎに、電池満充電容量推定装置７０の動作を説明する。図１０は、電池満充電容量推定装置７０の動作を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、第１の実施形態で用いられた図５に示すフローチャートに対して、ステップＳＴ５，ＳＴ７間にステップＳＴ３１，ＳＴ３２が設けられる点と異なる。他のステップは、図５に示されるステップと同じである。ステップＳＴ３１，ＳＴ３２について説明する。

ステップＳＴ５からステップＳＴ３１に進む。ステップＳＴ３１では、ＢＭＵ３０は、電池２０の充電状態を示す第１〜５の段階のうち、ＳＯＣの所定値に対応する段階に設定されるＯＣＶ−満充電容量特性グラフを検索する。本実施形態では、ＢＭＵ３０は、第３のＯＣＶ−満充電容量特性グラフを検索しる。ついで、ステップＳＴ３２に進む。

ステップＳＴ３２では、ＢＭＵ３０は、検出されたＯＣＶと、ステップＳＴ３１で検索された第３のＯＣＶ−満充電容量特性グラフとから、電池２０の現在の満充電容量を推定する。ついで、ステップＳＴ７に進む。

本実施形態では、第１の実施形態と同様の作用と効果とを得ることができる。さらに、電池２０の充電段階に応じて第１〜５のＯＣＶ−満充電容量特性グラフが設けられるので、充電率の所定値が変更されても、ＢＭＵ３０は、当該変更後の所定値に対応するＯＣＶ−満充電容量特性グラフを備えているの、対応することができる。

本実施形態では、電池２０の充電状態は、第１〜５の段階に分けられた。しかしながら、これは、一例である。電池２０の充電状態が複数の段階に分かれていればよい。例えば、第１〜８の段階に分かれてもよい。第１〜５のＯＣＶ−満充電容量特性グラフは、満充電容量―開放電圧情報の一例である。

つぎに、本発明の第４の実施形態に係る電池満充電容量推定装置を説明する。なお、第３の実施形態と同様の機能を有する構成は、第３の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ＳＯＣの所定値が複数設定される点が第３の実施形態と異なる。他は、第３の実施形態と同じである。本実施形態の電池満充電容量推定装置７０は、第３の実施形態と同じに、電気自動車１に搭載されている。

本実施形態では、ＳＯＣの複数の所定値として、一例として、８０，６０，５０％が用いられる。

本実施形態では、ＳＯＣの所定値が複数設定されることによって、第３の実施形態の効果に加えて、第２の実施形態の効果を得ることができる。

なお、第１〜４の実施形態では、開放電圧取得手段の一例として、ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０を備える。開放電圧取得手段は、ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０とを備える構造以外であってもよい。要するに、電池の開放電圧を取得する機能を有していればよい。また、開放電圧値を取得するために、ＣＭＵ２２が電池セル２３の電圧値を検出し、ＢＭＵ３０が電池セル２３の電圧値から電池２０の電圧値を算出した。このように、開放電圧値を取得するために、検出、算出などの手段が用いられてよく、これらの手段が複数組み合わされて用いられてもよい。

また、第１〜４の実施形態では、充電率取得手段の一例として、ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０電流計３５とを備える。充電率取得手段は、ＣＭＵ２２とＢＭＵ３０と電流計３５とを備える構造以外であってもよい。要するに、電池の充電率を取得する機能を有していればよい。また、充電率を取得するために、電流計３５が電流値を検出し、ＢＭＵ３０が電池２０の電圧値を算出するとともに、これらの結果から充電率を推定した。このように、充電率を取得するために、検出、算出、推定などの手段が用いられてよく、これら手段が複数組み合わされて用いられてもよい。

また、第１〜４の実施形態では、ＢＭＵ３０は、満充電容量推定部の一例である。ＢＭＵ３０とは別の装置が満充電容量推定部として機能してもよい。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

２０…電池、２２…ＣＭＵ（開放電圧取得手段、充電率取得手段）、３０…ＢＭＵ（開放電圧取得手段、充電率取得手段、満充電容量推定部）、３５…電流計（充電率取得手段）、７０…電池満充電容量推定装置、９０…ＯＣＶ−満充電容量特性グラフ（満充電容量−開放電圧情報）、１００…ＯＣＶ−満充電容量特性グラフ（満充電容量−開放電圧情報）、１０１…ＯＣＶ−満充電容量特性グラフ（満充電容量−開放電圧情報）。

Claims (3)

1. 電池の開放電圧値を取得する開放電圧取得手段と、
   前記電池の充電率を取得する充電率取得手段と、
   前記電池が所定の充電率のときの、前記電池の満充電容量と開放電圧との関係を示す満充電容量−開放電圧情報と、
   前記充電率取得手段によって取得された充電率が前記所定の充電率であるときに、前記開放電圧取得手段によって取得された開放電圧値と前記満充電容量−開放電圧情報とに基づいて、前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定手段と
   を具備することを特徴とする電池満充電容量推定装置。
2. 電池の開放電圧値を取得する開放電圧取得手段と、
   前記電池の充電率を取得する充電率取得手段と、
   複数の段階に分けられる前記電池の充電状態の各段階に設定されて、前記各段階での前記電池の満充電容量と開放電圧との関係を示す満充電容量−開放電圧情報と、
   前記充電率取得手段によって取得された充電率が所定の充電率であるときに、前記開放電圧取得手段によって取得された開放電圧値と、前記複数の段階のうち前記所定の充電率に対応する段階に設定される前記満充電容量−開放電圧情報とに基づいて、前記電池の満充電容量を推定する満充電容量推定手段と
   を具備することを特徴とする電池満充電容量推定装置。
3. 前記所定の充電率は、複数設定される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池満充電容量推定装置。

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