JPH09215111A

JPH09215111A - 電気自動車の電力制御装置

Info

Publication number: JPH09215111A
Application number: JP8024280A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tsuji; 匡辻; Tsuyoshi Sodeno; 強袖野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-15
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: JP3385837B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の充放電電力を最適に制御する。【解決手段】測定された放電電流増加時の電圧Ｖと電
流Ｉに基づいて電池１１の最大放電電力を演算し、電池
１１の電圧Ｖが第１の電圧より低下した時に最大放電電
力を制限し、制限後の最大放電電力にしたがって電池１
１の放電を制御する。また、測定された放電電流増加時
の電圧Ｖと電流Ｉに基づいて電池１１２の最大充電電力
を演算し、電池１１の電圧Ｖが第２の電圧を超過した時
に最大充電電力を制限し、制限後の最大充電電力にした
がって電池の充電を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車に搭載
される電池の放電電力と回生充電電力を制御する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車のエネルギー源となる電池
は、放電反応あるいは充電反応の時間経過につれて放電
または充電可能な電力が変動するという特性を有してい
る。一方、電気自動車において、走行負荷に応じて必要
な充放電電力は走行パターンに応じて時々刻々変化す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電気自動車の走行パタ
ーンに応じて必要な電力を常に電池から供給できれば問
題はないが、電池の放電深度、充放電電流、充放電時間
などの条件によっては走行パターンに応じた電力を供給
できないことがある。このような場合には、電池の端子
電圧が許容最大電圧Ｖmaxを越えたり、放電終止電圧Ｖm
inより低くならないように、充放電電力を制御する必要
がある。

【０００４】本発明の目的は、電池の充放電電力を最適
に制御する電気自動車の電力制御装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

（１）発明の一実施の形態を示す図１に対応づけて請
求項１および請求項２の発明を説明すると、請求項１の
発明は、電池１１の電圧Ｖを測定する電圧測定手段１４
と、電池１１に流れる電流Ｉを測定する電流測定手段１
５と、電圧測定手段１４と電流測定手段１５により測定
された放電電流増加時の電圧Ｖと電流Ｉに基づいて電池
１１の最大放電電力を演算する電力演算手段１６と、電
圧測定手段１４により測定された電池１１の電圧Ｖが第
１の電圧より低下した時に電力演算手段１６により演算
された最大放電電力を制限する電力制限手段１６と、電
力制限手段１６により制限された最大放電電力にしたが
って電池１１の放電を制御する制御手段１６とを備え
る。測定された放電電流増加時の電圧と電流に基づいて
電池の最大放電電力を演算し、電池の電圧が第１の電圧
より低下した時に最大放電電力を制限し、制限後の最大
放電電力にしたがって電池の放電を制御する。なお、第
１の電圧は電池の放電終止電圧またはそれ以上の電圧と
するのが望ましい。（２）請求項２の電気自動車の電力制御装置は、電力
演算手段１６によって、電圧測定手段１４と電流測定手
段１５により測定された放電電流増加時の電圧Ｖと電流
Ｉに基づいて電池１１の最大充電電力を演算し、電力制
限手段１６によって、電圧測定手段１４により測定され
た電池１１の電圧が第２の電圧を超過した時に電力演算
手段１６により演算された最大充電電力を制限し、制御
手段１６によって、電力制限手段１６により制限された
最大充電電力にしたがって電池１１の充電を制御するよ
うにしたものである。測定された放電電流増加時の電圧
と電流に基づいて電池の最大充電電力を演算し、電池の
電圧が第２の電圧を超過した時に最大充電電力を制限
し、制限後の最大充電電力にしたがって電池の充電を制
御する。なお、第２の電圧は電池の許容最大電圧または
それ以下の電圧とするのが望ましい。（３）発明の実施の形態の変形例を示す図１９に対応
づけて請求項３および請求項４の発明を説明すると、請
求項３の発明は、複数の単セル１１１〜１１ｎが直列に
接続された電池１１Ａにおける各単セル１１１〜１１ｎ
の電圧を測定するセル電圧測定手段１４１〜１４ｎと、
電池１１Ａに流れる電流を測定する電流測定手段１５
と、セル電圧測定手段１４１〜１４ｎと電流測定手段１
５により測定された放電電流増加時の電圧と電流に基づ
いて電池１１Ａの最大放電電力を演算する電力演算手段
１６Ａと、セル電圧測定手段１４１〜１４ｎにより測定
された複数の単セル１１１〜１１ｎの電圧の内の最小電
圧が第３の電圧より低下した時に、電力演算手段１６Ａ
により演算された最大放電電力を制限する電力制限手段
１６Ａと、電力制限手段１６Ａにより制限された最大放
電電力にしたがって電池１１Ａの放電を制御する制御手
段１６Ａとを備える。測定された放電電流増加時の各単
セル電圧と電流に基づいて電池の最大放電電力を演算
し、電池の最小単セル電圧が第３の電圧より低下した時
に最大放電電力を制限し、制限後の最大放電電力にした
がって電池の放電を制御する。なお、第３の電圧は電池
の単セルの放電終止電圧またはそれ以上の電圧とするの
が望ましい。（４）請求項４の電気自動車の電力制御装置は、電力
演算手段１６Ａによって、セル電圧測定手段１４１〜１
４ｎと電流測定手段１５により測定された放電電流増加
時の電圧と電流に基づいて電池１１Ａの最大充電電力を
演算し、電力制限手段１６Ａによって、セル電圧測定手
段１４１〜１４ｎにより測定された複数の単セル１１１
〜１１ｎの電圧の内の最大電圧が第４の電圧を超過した
時に、電力演算手段１６Ａにより演算された最大充電電
力を制限し、制御手段１６Ａによって、電力制限手段１
６Ａにより制限された最大充電電力にしたがって電池１
１Ａの充電を制御するようにしたものである。測定され
た放電電流増加時の各単セル電圧と電流に基づいて電池
の最大充電電力を演算し、電池の最大単セル電圧が第４
の電圧を超過した時に最大充電電力を制限し、制限後の
最大充電電力にしたがって電池の充電を制御する。な
お、第４の電圧は電池の単セルの許容最大電圧またはそ
れ以下の電圧とするのが望ましい。（５）発明の実施の形態の他の変形例を示す図２０に
対応づけて請求項５〜８の発明を説明すると、請求項５
の発明は、複数の単セル１１１〜１１ｎが直列に接続さ
れた電池１１Ａの端子電圧を測定する端子電圧測定手段
１４と、電池１１Ａに流れる電流を測定する電流測定手
段１５と、端子電圧測定手段１４と電流測定手段１５に
より測定された放電電流増加時の端子電圧と電流に基づ
いて電池１１Ａの最大放電電力を演算する電力演算手段
１６Ｂと、電池１１Ａの各単セル１１１〜１１ｎの電圧
を測定するセル電圧測定手段１４１〜１４ｎと、セル電
圧測定手段１４１〜１４ｎにより測定された複数の単セ
ルの電圧の内の最小電圧が第３の電圧より低下した時
に、電力演算手段１６Ｂにより演算された最大放電電力
を制限する電力制限手段１６Ｂと、電力制限手段１６Ｂ
により制限された最大放電電力にしたがって電池１１Ａ
の放電を制御する制御手段１６Ｂとを備える。電池の放
電電流増加時の端子電圧と電流を測定して電池の最大放
電電力を演算し、電池の最小セル電圧が第３の電圧より
低下した時に最大放電電力を制限し、制限後の最大放電
電力にしたがって電池の放電を制御する。（６）請求項６の電気自動車の電力制御装置は、電力
演算手段１６Ｂによって、端子電圧測定手段１４と電流
測定手段１５により測定された放電電流増加時の端子電
圧と電流に基づいて電池１１Ａの最大充電電力を演算
し、電力制限手段１６Ｂによって、セル電圧測定手段１
４１〜１４ｎにより測定された複数の単セルの電圧の内
の最大電圧が第４の電圧を超過した時に、電力演算手段
１６Ｂにより演算された最大充電電力を制限し、制御手
段１６Ｂによって、電力制限手段１６Ｂにより制限され
た最大充電電力にしたがって電池１１Ａの充電を制御す
るようにしたものである。測定された電池の放電電流増
加時の端子電圧と電流に基づいて最大充電電力を演算
し、電池の最大セル電圧が第４の電圧を超過した時に最
大充電電力を制限し、制限後の最大充電電力にしたがっ
て電池の充電を制御する。（７）請求項７の発明は、複数の単セルが直列に接続
された電池１１Ａの端子電圧を測定する端子電圧測定手
段１４と、電池１１Ａに流れる電流を測定する電流測定
手段１５と、端子電圧測定手段１４と電流測定手段１５
により測定された放電電流増加時の端子電圧と電流に基
づいて電池１１Ａの最大放電電力を演算する電力演算手
段１６Ｂと、電池１１Ａの各単セルの電圧を測定するセ
ル電圧測定手段１４１〜１４ｎと、端子電圧測定手段１
４により測定された端子電圧が第１の電圧より低下した
時、またはセル電圧測定手段１４１〜１４ｎにより測定
された複数の単セルの電圧の内の最小電圧が第３の電圧
より低下した時に、電力演算手段１６Ｂにより演算され
た最大放電電力を制限する電力制限手段１６Ｂと、電力
制限手段１６Ｂにより制限された最大放電電力にしたが
って電池１１Ａの放電を制御する制御手段１６Ｂとを備
える。放電電流増加時の電池の端子電圧と電流を測定し
て電池の最大放電電力を演算し、電池の端子電圧が第１
の電圧より低下した時または最小セル電圧が第３の電圧
より低下した時に最大放電電力を制限し、制限後の最大
放電電力にしたがって電池の放電を制御する。（８）請求項８の電気自動車の電力制御装置は、電力
演算手段１６Ｂによって、端子電圧測定手段１４と電流
測定手段１５により測定された放電電流増加時の端子電
圧と電流に基づいて前記電池の最大充電電力を演算し、
電力制限手段１６Ｂによって、端子電圧測定手段１４に
より測定された端子電圧が第２の電圧を超過した時、ま
たはセル電圧測定手段１４１〜１４ｎにより測定された
複数の単セルの電圧の内の最大電圧が第４の電圧を超過
した時に、電力演算手段１６Ｂにより演算された最大充
電電力を制限し、制御手段１６Ｂによって、電力制限手
段１６Ｂにより制限された最大充電電力にしたがって電
池１１Ａの充電を制御するようにしたものである。測定
された放電電流増加時の電池の端子電圧と電流に基づい
て最大充電電力を演算し、電池の端子電圧が第２の電圧
を超過した時または最小セル電圧が第４の電圧を超過し
た時に最大充電電力を制限し、制限後の最大充電電力に
したがって電池の充電を制御する。

【０００６】

【発明の効果】

（１）以上説明したように請求項１の発明によれば、
測定された放電電流増加時の電圧と電流に基づいて電池
の最大放電電力を演算し、電池の電圧が第１の電圧より
低下した時に最大放電電力を制限し、制限後の最大放電
電力にしたがって電池の放電を制御するようにしたの
で、最大放電電力の演算誤差や長時間の放電による過電
圧を速やかに収束させることができ、放電終止電圧など
の電池の過電圧管理における信頼性を向上させることが
できる。（２）請求項２の発明によれば、測定された放電電流
増加時の電圧と電流に基づいて電池の最大充電電力を演
算し、電池の電圧が第２の電圧を超過した時に最大充電
電力を制限し、制限後の最大充電電力にしたがって電池
の充電を制御するようにしたので、最大充電電力の演算
誤差や長時間の充電による過電圧を速やかに収束させる
ことができ、許容最大電圧などの電池の過電圧管理にお
ける信頼性を向上させることができる。（３）請求項３の発明によれば、測定された放電電流
増加時の各単セル電圧と電流に基づいて電池の最大放電
電力を演算し、電池の最小単セル電圧が第３の電圧より
低下した時に最大放電電力を制限し、制限後の最大放電
電力にしたがって電池の放電を制御するようにしたの
で、請求項１の効果に加え、各単セル間の電圧のばらつ
きを補償できる。（４）請求項４の発明によれば、測定された放電電流
増加時の各単セル電圧と電流に基づいて電池の最大充電
電力を演算し、電池の最大単セル電圧が第４の電圧を超
過した時に最大充電電力を制限し、制限後の最大充電電
力にしたがって電池の充電を制御するようにしたので、
請求項２の効果に加え、各単セル間の電圧のばらつきを
補償できる。（５）請求項５の発明によれば、電池の放電電流増加
時の端子電圧と電流を測定して電池の最大放電電力を演
算し、電池の最小セル電圧が第３の電圧より低下した時
に最大放電電力を制限し、制限後の最大放電電力にした
がって電池の放電を制御するようにしたので、請求項３
と同様な効果が得られる。（６）請求項６の発明によれば、測定された電池の放
電電流増加時の端子電圧と電流に基づいて最大充電電力
を演算し、電池の最大セル電圧が第４の電圧を超過した
時に最大充電電力を制限し、制限後の最大充電電力にし
たがって電池の充電を制御するようにしたので、請求項
４と同様な効果が得られる。（７）請求項７の発明によれば、放電電流増加時の電
池の端子電圧と電流を測定して電池の最大放電電力を演
算し、電池の端子電圧が第１の電圧より低下した時また
は最小セル電圧が第３の電圧より低下した時に最大放電
電力を制限し、制限後の最大放電電力にしたがって電池
の放電を制御するようにしたので、請求項３と同様な効
果が得られる。（８）請求項８の発明によれば、測定された放電電流
増加時の電池の端子電圧と電流に基づいて最大充電電力
を演算し、電池の端子電圧が第２の電圧を超過した時ま
たは最小セル電圧が第４の電圧を超過した時に最大充電
電力を制限し、制限後の最大充電電力にしたがって電池
の充電を制御するようにしたので、請求項４と同様な効
果が得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、一実施形態の電気自動車
の走行駆動機構の構成を示すブロック図である。力行時
には、電池１１が放電してインバータ１２に直流電力を
供給し、インバータ１２は直流電力を交流電力に変換し
てモータ１３に印加する。これにより、モータ１３が走
行エネルギーを発生して車両が走行する。一方、回生時
には、車両の走行エネルギーがモータ１３およびインバ
ータ１２を介して電気エネルギーに逆変換され、電池１
１が充電されるとともに、車両に回生ブレーキがかか
る。電圧センサー１４は電池１１の両端電圧Ｖを検出
し、電流センサー１５は電池１１に流れる電流Ｉを検出
する。なお、電流Ｉは、モータ駆動時に電池１１からイ
ンバータ１２へ流れる方向を正とし、回生充電時にイン
バータ１２から電池１１へ流れる方向を負とする。コン
トローラ１６は、電圧センサー１４および電流センサー
１５により検出された電圧Ｖと電流Ｉとに基づいて、電
池１１の最大放電電力と最大充電電力を演算し、演算結
果に基づいてインバータ１２の出力制御および回生制御
を行なう。

【０００８】《電池の特性について》ここで、電池の特
性について説明する。ある種類の電池、例えばリチウム
イオン電池やニッケル水素電池は次のような特性を有し
ている。（１）図２に示すように、電池の放電深度（以下、Ｄ
ＯＤ(Depth of Discharge)と呼ぶ）が低い状態（〜６０
％）では充電時と放電時の内部抵抗がほぼ一致する。（２）充放電時の電圧Ｖ−電流Ｉ特性の直線性がよ
い。この種の電池のこのような特性を利用すれば、ＤＯＤや
温度などの電池の状態に応じた正確な最大放電電力と最
大充電電力を演算することが可能である。なお、電池は
リチウムイオン電池やニッケル水素電池に限定されず、
上記特性を有する電池であればよい。

【０００９】一般に、電池は、一定電流で放電した時に
放電反応の時間経過につれて電圧が低下し、一定電流で
充電した時に充電反応の時間経過につれて電圧が上昇す
るという特性を有している。図３は一定電流で放電した
時の電池の端子電圧Ｖの変化を示す。時刻ｔ１からｔ３
までの期間、一定電流Ｉ１で放電を行なうと端子電圧Ｖ
は図のように変化する。放電開始時刻ｔ１において、端
子電圧ＶはＶ0からＶ1まで０．１ｍＳ以下の瞬時に低下
する。この過渡電圧ＶXは電池の液抵抗や接触抵抗など
による電圧降下である。次に、時刻ｔ１からｔ２までの
期間Ｔ１において、端子電圧ＶはＶ1からＶ2まで急激に
低下する。この低下時間は１００ｍＳ以下であり、過渡
電圧ＶYは電池の電荷移動抵抗による電圧降下である。
さらに、時刻ｔ２からｔ３までの期間Ｔ２において、端
子電圧ＶはＶ2からＶ3まで緩やかに低下する。この過渡
電圧ＶZは電解液の濃度分極による電圧降下であり、一
般にこの領域は拡散領域と呼ばれる。その後、放電停止
時刻ｔ３を過ぎると、端子電圧Ｖは急激に回復する。期
間Ｔ１とＴ３は短時間に推移する過渡状態であり、期間
Ｔ２は電池の通常の使用状態である。このように、電池
の端子電圧は、放電電流に応じて変化するとともに、放
電反応の時間経過にともなって変化する。したがって、
放電反応の過渡状態における端子電圧に基づいて電池の
最大放電電力を演算すると誤差を生じ、場合によっては
放電時の端子電圧が電池の放電終止電圧以下に低下する
おそれがある。なお、放電終止電圧とは、これ以上放電
を継続できない電池の許容最小電圧である。

【００１０】《最大充放電電力の演算方法》次に、電池
の最大放電電力と最大充電電力の演算方法を説明する。
まず、放電中の電池のＶ−Ｉ特性をサンプリングし、図
４に示すように、サンプリング結果をＶ−Ｉグラフにプ
ロットする（図中に×印で示す）。上述したように、こ
の種の電池では充放電時の内部抵抗がほぼ一致し、且つ
Ｖ−Ｉ特性の直線性がよいので、サンプリング結果のＶ
−Ｉ特性を直線回帰することができ、さらに回帰直線を
充電側および放電側に延長することができる。図におい
て、回帰直線のＶ軸切片Ｅｏは電池の開放電圧を表わ
し、回帰直線の傾きは電池の内部抵抗Ｒを表わす。回帰
直線は、

【数１】Ｖ＝Ｅｏ−Ｉ・Ｒと表わすことができる。

【００１１】回帰直線と充電時の許容最大電圧Ｖmaxと
の交点Ａの電流ＩCmaxは充電許容値を与え、交点Ａでは
次式が成立する。

【数２】Ｖmax＝Ｅｏ−ＩCmax・Ｒ同様に、回帰直線と放電時の放電終止電圧Ｖminとの交
点Ｂの電流ＩDmaxは放電許容値を与え、交点Ｂでは次式
が成立する。

【数３】Ｖmin＝Ｅｏ−ＩDmax・Ｒ

【００１２】最大充電電力ＰCは、上記数式２により、

【数４】ＰC＝Ｖmax・ＩCmax＝Ｖmax・（Ｅｏ−Ｖmax）／Ｒまた、最大放電電力ＰDは、数式３により、

【数５】ＰD＝Ｖmin・ＩDmax＝Ｖmin・（Ｅｏ−Ｖmin）／Ｒとなる。放電中のＶ−Ｉ特性のサンプリング値は、電池
のＤＯＤや温度などの電池の状態に応じた値であり、こ
のようなサンプリング値を直線回帰して求められる最大
充電電力ＰCと最大放電電力ＰDは、当然ながらＤＯＤや
温度などの電池の状態に応じた電力である。

【００１３】ところで、電気自動車に搭載される電池の
放電終止電圧Ｖminは、通常、

【数６】Ｖmin≧Ｅｏ／２の関係にある。一方、一般に電池の最大出力Ｐ、すなわ
ち最大放電電力Ｐは、

【数７】Ｖ＝Ｅｏ／２にて得られることが知られている。このため、電気自動
車用電池の放電終止電圧Ｖminが、

【数８】Ｖmin＞Ｅｏ／２の範囲に設定されると、上述した方法で演算された最大
放電電力ＰDは、一般の電池の最大放電電力よりも小さ
くなる。この明細書では、放電終止電圧Ｖminを数式６
の範囲内で設定し、設定した放電終止電圧Ｖminに対し
て演算された放電電力を電池の最大放電電力とする。

【００１４】《電池のＶ−Ｉ特性のサンプリング方法》
次に、電池のＶ−Ｉ特性のサンプリング方法を説明す
る。電池の電圧Ｖと電流Ｉとの関係は上記数式１により
表わされる。ところが、上述したように、電池の端子電
圧Ｖは放電反応の時間経過につれて変化し、同一の放電
電流において電圧をサンプリングしても反応段階が違え
ば同一の電圧が得られない。逆に、同一の電圧において
電流をサンプリングしても反応段階が違えば同一の電流
は得られない。つまり、電池自体の化学反応の段階によ
って端子電圧Ｖと放電電流Ｉが変化するので、時々刻々
の電池の能力を正確に推定するためには、電池の反応段
階を考慮してＶ−Ｉ特性のサンプリングを行なう必要が
ある。

【００１５】図５は、放電中の端子電圧Ｖと放電電流Ｉ
のサンプリングタイミングを説明する図である。一般
に、電池は、放電電流の減少時には電流の変化に対して
電圧の変化が遅れるという性質がある。そのため、端子
電圧Ｖと放電電流Ｉのサンプリングに際しては放電反応
から充電反応、放電反応から放電停止、あるいは平衡状
態から放電反応または充電反応というような、異なる反
応形態間の過渡現象と放電電流の減少時とを除くため
に、放電電流の立ち上がりを検出し、放電電流増加時の
端子電圧Ｖと放電電流Ｉをサンプリングする。また、過
渡領域（図３の過度電圧ＶX，ＶYを生じる期間Ｔ１）に
おける不安定な端子電圧Ｖと放電電流Ｉのサンプリング
を避けるために、放電電流の立ち上がりから所定時間Δ
ｔ後の端子電圧Ｖと放電電流Ｉをサンプリングする。

【００１６】ここで、放電電流の立ち上がりは電流Ｉと
その変化率ｄＩ／ｄｔが共に正となった時点とする。な
お、この放電電流の立ち上がり点は電池の放電反応の開
始点である。図５の例では、ｔ１，ｔ３，ｔ５が放電電
流の立ち上がり点になり、それらの時点から所定時間Δ
ｔ後のｔ２，ｔ４，ｔ６時点においてそれぞれ、端子電
圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と放電電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をサン
プリングする。これにより、電池の状態が急激に変化す
る不安定な過渡領域における測定が避けられ、安定な拡
散領域における電池の端子電圧Ｖと放電電流Ｉを測定す
ることができる。なお、Ｖ−Ｉ特性のサンプリングに際
しては、放電電流の立ち上がりから所定時間内に新たに
放電電流の立ち上がりがあった場合には、その時点から
改めて計時を開始し、所定時間後に端子電圧Ｖと放電電
流Ｉをサンプリングする。

【００１７】ところで、Ｖ−Ｉ特性のサンプリングタイ
ミングを放電電流の立ち上がりから所定時間後の１点だ
けにすると、次のような問題が生じる。図６は、放電電
流の立ち上がりから所定時間Δｔ後に放電電流Ｉと端子
電圧Ｖをサンプリングした時の様子を示す。また、図７
はサンプリング結果をＶ−Ｉグラフにプロットし、直線
回帰したものである。この電池の最大放電電力ＰDは、
上述した数式５により求められる。演算された最大放電
電力ＰDは、放電電流の立ち上がりから所定時間Δｔ後
のサンプリング結果に基づいて得られたものであるか
ら、所定時間Δｔだけ放電可能な最大電力である。とこ
ろが、この最大放電電力ＰDでΔｔ時間を越える放電を
行なうと、図７に直線Ｃで示すように、放電途中で端子
電圧Ｖが放電終止電圧Ｖmin以下になってしまう。

【００１８】つまり、電池の放電可能な電力は反応段階
により異なるので、必要な放電時間に応じたＶ−Ｉデー
タのサンプリングを行なう必要がある。そこで、放電電
流の立ち上がり後、複数の時点でＶ−Ｉ特性のサンプリ
ングを行なうことにする。図８は、放電電流の立ち上が
りから所定時間Δｔ１後とΔｔ２後に放電電流Ｉと端子
電圧Ｖをサンプリングした時の様子を示す。また、図９
はサンプリング結果をＶ−Ｉグラフにプロットし、直線
回帰したものである。図９において、直線Ｄは放電電流
の立ち上がりから所定時間Δｔ１後のサンプリングデー
タ（×印）に基づく回帰直線であり、直線Ｅは放電電流
の立ち上がりから所定時間Δｔ２後のサンプリングデー
タ（○印）に基づく回帰直線である。また、直線Ｆは、
放電電流の立ち上がりから所定時間Δｔ１後とΔｔ２後
のサンプリングデータ（×と○の両方）に基づく回帰直
線である。この回帰直線Ｆにより最大放電電力ＰDを求
めれば、放電電流と放電時間が異なる種々の放電形態に
対する平均的な最大電力を得ることができる。

【００１９】図１０は、電気自動車の通常の走行パター
ンにおいて複数の時点でＶ−Ｉ特性のサンプリングをし
た例を示す。この例では、放電電流の立ち上がりから１
秒後と３秒後にサンプリングを行なう。また、図１１は
サンプリング結果をＶ−Ｉグラフにプロットし、直線回
帰したものである。図１１において、直線Ｇは放電電流
の立ち上がりから１秒後のサンプリングデータ（×印）
に基づく回帰直線であり、直線Ｈは放電電流の立ち上が
りから３秒後のサンプリングデータ（○印）に基づく回
帰直線である。また、直線Ｊは、放電電流の立ち上がり
から１秒後と３秒後のサンプリングデータ（×と○の両
方）に基づく回帰直線である。

【００２０】図１２は、図１０と図１１に示すサンプリ
ングデータをサンプリングタイミングΔｔと放電電流Ｉ
により分類したものである。１秒後のサンプリングでは
５個のデータが採取され、３秒後のサンプリングでは３
個のデータが採取された。しかし、図１１に示すよう
に、Δｔが小さい１秒後のサンプリングデータは低電流
領域に集中しやすく、したがってこれらのデータによる
回帰演算精度は低い。一方、Δｔが大きい３秒後のサン
プリングデータは広い電流範囲に分布するものの、デー
タ数が少なくなりやすく、やはり回帰演算精度が低い。
ところが、放電電流の立ち上がりから複数の時点、すな
わち１秒後と３秒後のサンプリングデータは当然データ
数が多く、また電流Ｉと電圧Ｖの広い範囲に分布してい
るので、回帰演算精度が高くなる。したがって、これら
のデータによる回帰直線Ｊから最大放電電力ＰDを演算
すれば、放電電流と放電時間が異なる種々の放電形態に
対する理想的な平均最大電力を得ることができる。ま
た、複数の時点のサンプリングデータに基づいて回帰演
算精度が向上すれば、図４に示すように、算出された回
帰直線を充電側に延長して正確な最大充電電力ＰCを求
めることができる。

【００２１】なお、図８〜図１１に示すサンプリング例
では、放電電流の立ち上がり後の２時点でサンプリング
を行なう例を示したが、サンプリングタイミングは３つ
以上としてもよい。また、Ｖ−Ｉ特性のサンプリングに
際しては、放電電流の立ち上がりから所定時間内に新た
に放電電流の立ち上がりがあった場合には、その時点か
ら改めて計時を開始し、所定時間後に端子電圧Ｖと放電
電流Ｉをサンプリングする。

【００２２】《Ｖ−Ｉ特性のサンプリングデータの記憶
方法》上述した複数のタイミングでサンプリングしたデ
ータは、次の方法でストックする。放電電流Ｉの範囲を
複数の領域に分割し、各領域ごとに所定個数のストック
メモリを用意する。例えば図１３に示すように、放電電
流の範囲を５つの領域に分割し、各領域ごとに３個ずつ
ストックメモリを用意する。そして、所定のサンプリン
グ時間中に、上述したタイミングで電流ｉｎと電圧ｖｎ
（ｎはサンプリング順位を示す）とをサンプリングし、
電流領域ごとに分類してストックする。電流領域におけ
るデータが所定個数に達したら、最も古いデータを消去
して最新のデータをストックする。例えば図１３の例に
おいて、（ｉ8，ｖ8）のデータがサンプリングされ、そ
のデータがＩ2〜Ｉ3領域に含まれる場合には、その領域
の最も古いデータ（ｉ3，ｖ3）を消去し、代りに最新の
データ（ｉ8，ｖ8）を記憶する。このサンプリングデー
タのストック方法によれば、各分割電流領域ごとに一次
回帰するのに充分な所定個数のデータしかストックしな
いので、特定の分割電流領域に集中したサンプリングデ
ータに基づくＶ−Ｉ特性の直線回帰が避けられ、端子電
圧と放電電流の広い範囲のサンプリングデータに基づい
て正確な直線回帰が可能となり、正確な最大充放電電力
ＰD，ＰCを推定できる。また、分割電流領域ごとに所定
個数のサンプリングデータをストックするので、放電電
流範囲内の広い範囲のサンプリングデータを用いて正確
な直線回帰を行なうことができ、正確な最大充放電電力
ＰD，ＰCを推定できる上に、コントローラに膨大なメモ
リ容量を確保する必要もなくなる。

【００２３】Ｖ−Ｉ特性のサンプリングは所定時間内ま
たは所定の放電電気量ごとに行ない、上記方法でストッ
クしたデータに基づいて最大放電電力ＰDと最大充電電
力ＰCを演算する。最大放電電力ＰDと最大充電電力ＰC
の演算を終了したらメモリにストックされているサンプ
リングデータをすべて消去し、次のサンプリング時間に
は改めてデータをストックする。これにより、電池の最
新の状態における端子電圧Ｖと放電電流Ｉをサンプリン
グすることができ、最新の電池状態におけるサンプリン
グデータに基づいて正確な最大放電電力ＰDと最大充電
電力ＰCを演算できる。

【００２４】《充放電電力の演算処理》図１４は、コン
トローラ１６の電力演算処理を示すフローチャートであ
る。コントローラ１６は、電気自動車の運行中はこの処
理を繰り返し実行する。ステップ１において、放電電流
増加時の複数の時点で電圧Ｖと電流Ｉをサンプリング
し、上述した方法でサンプリングデータをストックす
る。このサンプリングは所定時間内、または所定の放電
電気量ごとに行なう。サンプリングが終了したら、ステ
ップ２で狭い電流範囲における回帰演算を防止して演算
精度を上げるため、３つ以上の分割電流領域にサンプリ
ングデータがストックされているか否かを確認する。３
つ以上の領域にデータがストックされていればステップ
３へ進み、ストックデータによりＶ−Ｉ特性を直線回帰
する。一方、ステップ２において３つ以上の分割電流領
域にサンプリングデータがストックされていなかった時
は、最大充放電電力ＰD，ＰCの演算は行なわない。ステ
ップ４において、回帰直線により放電終止電圧Ｖminに
おける電流ＩDmaxを求め、上記数式５により最大放電電
力ＰDを演算するとともに、許容最大電圧Ｖmaxにおける
電流ＩCmaxを求め、上記数式４により最大充電電力ＰC
を演算する。

【００２５】《出力制限処理》力行時の車両の走行パタ
ーンによっては、最大放電電力ＰDを越える走行負荷が
かかることがある。最大放電電力ＰDは、放電電流の立
ち上がりから比較的、短時間の間にサンプリングされた
データに基づいて演算された電力であり、短時間に放電
可能な電力ということができる。例えば、電力演算時の
サンプリング間隔よりも長い時間、大電流の放電が行な
われると、最大放電電力ＰDを越えてしまい、端子電圧
Ｖが放電終止電圧Ｖmin以下になる。また、放電深度Ｄ
ＯＤが増加すれば最大放電電力ＰDは低下するので、最
大放電電力ＰDの演算間隔よりも長い時間、大電流の放
電が行なわれた時も同様な結果になる。なお、放電電流
の立ち上がりから所定時間後、長時間にわたって複数の
時点でＶ−Ｉ特性をサンプリングし、そのようなサンプ
リング結果に基づいて最大放電電力ＰDを演算すれば、
長時間の放電に対する最大放電電力ＰDを演算すること
ができる。しかし、長時間の放電が行なわれることは少
ないので、放電電流の立ち上がりから長時間後のデータ
の数は少なくなり、そのようなデータを含めて回帰直線
の演算を行なうと回帰直線の精度を低下させるおそれが
あり、好ましくない。一方、演算された最大放電電力Ｐ
Dは多少の誤差を含むことがある。車両の走行パターン
に応じて最大出力が要求され、最大放電電力ＰDまで放
電を行なった時に、最大放電電力ＰDに誤差があるとそ
の分だけ端子電圧Ｖが放電終止電圧Ｖminを下回ってし
まう。

【００２６】そこで、図１５に示すように、端子電圧Ｖ
が基準電圧Ｖ1以下になった時に制限係数Ｋにより最大
放電電力ＰDを補正し、出力制限を行なう。この出力制
限は所定時間Ｔ２ごとに繰り返し、端子電圧Ｖが基準電
圧Ｖ1以上になるまで行なう。図１５において、時刻ｔ
１で放電を開始し、放電電力が最大放電電力ＰDを越え
たとする。端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ1以下になった時刻
ｔ２で、制限係数Ｋを１からｋに更新する。制御遅延時
間Ｔ１後の時刻ｔ３で、最大放電電力はｋ・ＰDに制限
される。この結果、放電電流Ｉが減少し、端子電圧Ｖが
増加する。時刻ｔ２からＴ２時間後の時刻ｔ４におい
て、端子電圧Ｖと基準電圧Ｖ1を比較し、Ｖ＜Ｖ1であれ
ば制限係数Ｋを更新して出力を制限し、Ｖ≧Ｖ1であれ
ば制限係数Ｋおよび最大放電電力ＰDを変更しない。こ
の例では、時刻ｔ４でＶ＜Ｖ1であるから、制限係数Ｋ
をｋ²とする。制御遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ５で、最大
放電電力がｋ²・ＰDに制限され、放電電流Ｉが減少し、
端子電圧Ｖが増加する。次に、時刻ｔ４からＴ２時間後
の時刻ｔ６においても、Ｖ＜Ｖ1であるから制限係数Ｋ
をｋ³に更新する。制御遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ７で、
最大放電電力がｋ³・ＰDに制限される。その結果、放電
電流Ｉが減少し、端子電圧Ｖが増加する。時刻ｔ６から
Ｔ２時間後の時刻ｔ８では、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ１
よりも高く、したがって制限係数Ｋを更新しない。

【００２７】放電開始直後の時刻ｔ１からｔ８までの期
間は、放電電力がオーバーシュートし、最大放電電力Ｐ
DがＴ２時間ごとに頻繁に制限されている。上述したよ
うに、この放電開始直後の放電電力のオーバーシュート
は最大放電電力ＰDの演算誤差に起因するものである。
一方、定常状態になった時刻ｔ９において、ふたたびＶ
＜Ｖ1が検出され、制限係数Ｋがｋ⁴に更新される。制御
遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ１０で、最大放電電力ＰD’が
ｋ⁴・ＰDに制限され、放電電流Ｉが減少し、端子電圧Ｖ
が増加する。この定常状態における放電電力の超過は、
上述したように長時間にわたって放電が継続したためで
ある。時刻ｔ１２において放電モードから回生充電モー
ドに切り換わると、端子電圧Ｖは急激に上昇し、この時
点において制限係数Ｋを１にリセットする。

【００２８】なお、基準電圧Ｖ1は、

【数９】Ｖ1≧Ｖmin を満たす任意の値を選択することができる。また、出力
制限処理の繰り返し時間Ｔ２は制御遅延時間Ｔ１よりも
長い時間とし、定数ｋは放電電力のオーバーシュートが
所定の収束時間内に０になる最適な値を設定する。制限
係数Ｋの最小値を０．１とし、それ以下は０と見なす。
例えば収束時間を３Ｓとする。ｋ＝０．８とした場合、
ｎ＝１０でＫが０．１よりも小さくなるから、繰り返し
時間Ｔ２を３００ｍＳに選べば３Ｓで制限係数Ｋが０と
なり、出力電力が０となる。

【００２９】図１６は出力制限処理を示すフローチャー
トである。コントローラ１６は放電が開始されるとこの
処理を実行する。ステップ１１において、端子電圧Ｖを
基準電圧Ｖ1と比較し、Ｖ＜Ｖ1であればステップ１２へ
進み、Ｖ≧Ｖ1であればステップ１８へ進む。Ｖ≧Ｖ1の
時は、ステップ１８で電流Ｉが負か、すなわち放電モー
ドから回生充電モードに切り換わったかどうかを確認す
る。放電モードのままであればステップ１１へ戻り、回
生充電モードに切り換わるとステップ１７へ進む。ステ
ップ１７では、出力制限回数を示す変数ｎに０を設定し
て処理を終了する。一方、Ｖ＜Ｖ1の時は、ステップ１
２で出力制限回数を示す変数ｎをインクリメントする。
なお、変数ｎの初期値は０である。ステップ１３で制限
係数Ｋを設定する。第１回目の出力制限時にはｎ＝１で
あるから、制限係数Ｋはｋである。ステップ１４で、演
算された最大放電電力ＰDに制限係数Ｋを乗じて補正す
る。ステップ１５では、タイマーにＴ２時間を設定して
スタートさせる。このＴ２時間は、図１５で説明した出
力制限処理の繰り返し時間である。ステップ１６で、電
流Ｉが負か、すなわち放電モードから回生充電モードに
切り換わったかどうかを確認し、回生充電モードに切り
換わったらステップ１７へ進み、変数ｎに０を設定して
処理を終了する。一方、放電モードが継続している時は
ステップ１９へ進み、タイマーがタイムアップしてＴ２
時間が経過したかどうかを確認する。Ｔ２時間が経過し
たらステップ１１へ戻り、上記処理を繰り返す。

【００３０】《回生制限処理》力行時と同様に回生充電
時においても、車両の走行パターンによっては最大充電
電力ＰCを越える回生電力が発生することがある。最大
充電電力ＰCは、放電電流の立ち上がりから比較的、短
時間の間にサンプリングされたデータに基づいて演算さ
れた電力であり、短時間に回生充電可能な電力というこ
とができる。例えば、電力演算時のサンプリング間隔よ
りも長い時間、大電流の回生充電が行なわれると、最大
充電電力ＰCを越えてしまい、端子電圧Ｖが許容最大電
圧Ｖmaxを越える。また、演算された最大充電電力ＰCは
多少の誤差を含むことがある。車両の走行パターンに応
じて最大回生ブレーキ力が要求され、最大充電電力ＰC
で充電を行なった時に、最大充電電力ＰCに誤差がある
とその分だけ端子電圧Ｖが許容最大電圧Ｖmaxを越えて
しまう。

【００３１】そこで、図１７に示すように、端子電圧Ｖ
が基準電圧Ｖ2を越えた時に制限係数Ｋにより最大充電
電力ＰCを補正し、回生制限を行なう。この回生制限は
所定時間Ｔ２ごとに繰り返し、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ
2以下になるまで行なう。図１７において、時刻ｔ１で
回生充電を開始し、充電電力が最大充電電力ＰCを越え
たとする。端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ2を越えた時刻ｔ２
で、制限係数Ｋを１からｋに更新する。制御遅延時間Ｔ
１後の時刻ｔ３で、最大充電電力ＰCがｋ・ＰCに制限さ
れる。この結果、充電電流Ｉおよび端子電圧Ｖが減少す
る。時刻ｔ２からＴ２時間後の時刻ｔ４において、端子
電圧Ｖと基準電圧Ｖ2を比較し、Ｖ＞Ｖ2であれば制限係
数Ｋを更新して出力を制限し、Ｖ≦Ｖ2であれば制限係
数Ｋおよび最大充電電力ＰCを変更しない。この例で
は、時刻ｔ４でＶ＞Ｖ2であるから、制限係数Ｋをｋ²と
する。制御遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ５で、最大充電電力
がｋ²・ＰCに制限され、充電電流Ｉおよび端子電圧Ｖが
減少する。次に、時刻ｔ４からＴ２時間後の時刻ｔ６に
おいても、Ｖ＞Ｖ2であるから制限係数Ｋをｋ³に更新す
る。遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ７で最大充電電力がｋ³・
ＰCに制限され、放電電流Ｉおよび端子電圧Ｂが減少す
る。時刻ｔ６からＴ２時間後の時刻ｔ８では、端子電圧
Ｖが基準電圧Ｖ２よりも低く、したがって制限係数Ｋを
更新しない。

【００３２】回生充電開始直後の時刻ｔ１からｔ８まで
の期間は、充電電力がオーバーシュートし、最大充電電
力ＰCがＴ２時間ごとに頻繁に制限されている。上述し
たように、この回生充電開始直後の充電電力のオーバー
シュートは最大充電電力ＰCの演算誤差に起因するもの
である。一方、定常状態になった時刻ｔ９において、ふ
たたびＶ＞Ｖ2が検出され、制限係数Ｋがｋ⁴に更新され
る。制御遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ１０で、最大充電電力
がｋ⁴・ＰCに制限され、充電電流Ｉおよび端子電圧Ｖが
減少する。この定常状態における充電電力の超過は、上
述したように長時間にわたって充電が継続したためであ
る。時刻ｔ１２において回生充電モードから放電モード
に切り換わると、端子電圧Ｖは急激に低下し、この時点
において制限係数Ｋを１にリセットする。

【００３３】なお、基準電圧Ｖ2は、

【数１０】Ｖ2≦Ｖmax を満たす任意の値を選択することができる。また、回生
制限処理の繰り返し時間Ｔ２は制御遅延時間Ｔ１よりも
長い時間とし、定数ｋは充電電力のオーバーシュートが
所定の収束時間内に０になる最適な値を設定する。制限
係数Ｋの最小値を０．１とし、それ以下は０と見なす。
例えば、収束時間を３Ｓとする。ｋ＝０．８とした場
合、ｎ＝１０でＫが０．１よりも小さくなるから、繰り
返し時間Ｔ２を３００ｍＳに選べば３Ｓで制限係数Ｋが
０となり、回生電力が０となる。上述した出力制限処理
と回生制限処理では、同一の時間間隔Ｔ２で制限処理を
行なう例を示したが、出力制限と回生制限においてそれ
ぞれ別個の時間間隔でそれぞれの制限処理を行なうよう
にしてもよい。

【００３４】図１８は回生制限処理を示すフローチャー
トである。コントローラ１６は回生充電が開始されると
この処理を実行する。ステップ２１において、端子電圧
Ｖを基準電圧Ｖ2と比較し、Ｖ＞Ｖ2であればステップ２
２へ進み、Ｖ≦Ｖ2であればステップ２８へ進む。Ｖ≦
Ｖ2の時は、ステップ２８で電流Ｉが正か、すなわち回
生充電モードから放電モードに切り換わったかどうかを
確認する。回生充電モードのままであればステップ２１
へ戻り、放電モードに切り換わるとステップ２７へ進
む。ステップ２７では、回生制限回数を示す変数ｎに０
を設定して処理を終了する。一方、Ｖ＞Ｖ2の時は、ス
テップ２２で回生制限回数を示す変数ｎをインクリメン
トする。なお、変数ｎの初期値は０である。ステップ２
３で制限係数Ｋを設定する。第１回目の出力制限時には
ｎ＝１であるから、制限係数Ｋはｋである。ステップ２
４で、演算された最大充電電力ＰCに制限係数Ｋを乗じ
て補正する。ステップ２５では、タイマーにＴ２時間を
設定してスタートさせる。このＴ２時間は、図１７で説
明した回生制限処理の繰り返し時間である。ステップ２
６で、電流Ｉが負か、すなわち回生充電モードから放電
モードに切り換わったかどうかを確認し、放電モードに
切り換わったらステップ２７へ進み、変数ｎに０を設定
して処理を終了する。一方、回生充電モードが継続して
いる時はステップ２９へ進み、タイマーがタイムアップ
してＴ２時間が経過したかどうかを確認する。Ｔ２時間
が経過したらステップ２１へ戻り、上記処理を繰り返
す。

【００３５】なお、図２に示すように、ＤＯＤが６０％
を越えると、放電時の内部抵抗Ｒと充電時の内部抵抗Ｒ
の差が大きくなり、演算される最大充電電力ＰCは大き
な誤差を含む。しかし、ＤＯＤが６０％を越える状態で
は、電池の真の最大充電電力がインバーター１２から回
生される最大電力よりも十分に大きいため、最大充電電
力の演算値ＰCに大きな誤差があっても問題にならな
い。

【００３６】−発明の実施の形態の変形例− 上述した実施形態では、電圧センサー１４により電池１
１の両端の端子電圧Ｖを測定し、電力演算、出力制限お
よび回生制限を行なう例を示した。通常、電気自動車に
は複数の単セルを直列に接続した組電池が用いられるの
で、各単セルの両端電圧（以下、セル電圧と呼ぶ）を測
定し、セル電圧に基づいて電力演算、出力制限および回
生制限を行なうようにしてもよい。図１９は、セル電圧
に基づいて充放電電力の演算と出力制限および回生制限
を行なう場合の変形例の構成を示す。電池１１Ａはｎ個
の単セル１１１〜１１ｎが直列に接続されており、各単
セルには電圧センサー１４１〜１４ｎが並列に接続され
る。これらの電圧センサー１４１〜１４ｎの出力はコン
トローラ１６Ａに接続される。その他の構成は図１に示
す構成と同様である。

【００３７】最大充放電電力ＰD，ＰCの演算に際して
は、各電圧センサー１４１〜１４ｎの検出電圧を加算し
て電池１１Ａの両端の端子電圧Ｖとし、上述した方法で
最大充放電電力ＰD，ＰCを演算する。出力制限処理に際
しては、上述した基準電圧Ｖ1に相当する単セルの基準
電圧Ｖ1’を設定し、電圧センサー１４１〜１４ｎで検
出される最小のセル電圧と基準電圧Ｖ1’を比較しなが
ら上述した方法で出力制限を行なう。また、回生制限処
理に際しては、上述した基準電圧Ｖ2に相当する単セル
の基準電圧Ｖ2’を設定し、電圧センサー１４１〜１４
ｎで検出される最大のセル電圧と基準電圧Ｖ2’を比較
しながら上述した方法で回生制限を行なう。

【００３８】−発明の実施の形態の他の変形例− 上述した図１９に示す変形例では、電池のセル電圧と電
流に基づいて最大充放電電力の演算と出力／回生制限を
行なう例を示したが、電池のセル電圧、端子電圧および
電流に基づいて最大充放電電力の演算と出力／回生制限
を行なう他の変形例を説明する。この変形例では、図２
０に示すように、上述した図１９に示す変形例の構成に
電池１１Ａの端子電圧Ｖを測定する電圧センサー１４を
付加する。最大充放電電力ＰD，ＰCの演算に際しては、
端子電圧センサー１４により測定した端子電圧Ｖと放電
電流Ｉとに基づいて上述した方法で最大充放電電力Ｐ
D，ＰCを演算する。また、出力制限処理に際しては、基
準電圧Ｖ1に相当する単セルの基準電圧Ｖ1’を設定し、
セル電圧センサー１４１〜１４ｎで検出される最小のセ
ル電圧と基準電圧Ｖ1’を比較しながら上述した方法で
出力制限を行なう。回生制限処理に際しては、基準電圧
Ｖ2に相当する単セルの基準電圧Ｖ2’を設定し、セル電
圧センサー１４１〜１４ｎで検出される最大のセル電圧
と基準電圧Ｖ2’を比較しながら上述した方法で回生制
限を行なう。

【００３９】なお、端子電圧センサー１４により測定し
た端子電圧に基づいて最大充放電電力ＰD，ＰCを演算し
た後、セル電圧センサー１４１〜１４ｎで検出される最
小のセル電圧と端子電圧センサー１４により測定した端
子電圧の内のいずれかが基準電圧（Ｖ1またはＶ1’）以
下になった時に出力制限を行なうとともに、端子電圧ま
たは最大のセル電圧が基準電圧（Ｖ2またはＶ2’）以上
になった時に回生制限を行なうようにしてもよい。

【００４０】以上の一実施形態の構成において、電圧セ
ンサー１４が電圧測定手段および端子電圧測定手段を、
電圧センサー１４１〜１４ｎがセル電圧測定手段を、電
流センサー１５が電流測定手段を、コントローラ１６，
１６Ａが電力演算手段、電力制限手段および制御手段を
それぞれ構成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の電気自動車の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】電池の放電深度（ＤＯＤ）と内部抵抗との関
係を示す図。

【図３】一定電流で放電した時の電池の端子電圧の変
化を示す図

【図４】放電時の端子電圧と放電電流のサンプリング
データによる回帰直線を示す図。

【図５】放電中の端子電圧と放電電流のサンプリング
タイミングを説明する図。

【図６】放電電流の立ち上がりから所定時間後に放電
電流と端子電圧をサンプリングした場合を示す図。

【図７】図６に示すサンプリングデータをＶ−Ｉグラ
フにプロットし、直線回帰した図。

【図８】放電電流の立ち上がりから所定時間Δｔ１後
とΔｔ２後に放電電流と端子電圧をサンプリングした場
合を示す図。

【図９】図８に示すサンプリングデータをＶ−Ｉグラ
フにプロットし、直線回帰した図。

【図１０】電気自動車の通常の走行パターンにおいて
複数の時点でＶ−Ｉ特性のサンプリングをした例を示す
図。

【図１１】図１０に示すサンプリングデータをＶ−Ｉ
グラフにプロットし、直線回帰した図。

【図１２】図１０に示すサンプリングデータをサンプ
リングタイミングと放電電流により分類した図。

【図１３】サンプリングデータのストック方法を説明
する図。

【図１４】電力演算処理を示すフローチャート。

【図１５】出力制限を説明する図。

【図１６】出力制限処理を示すフローチャート。

【図１７】回生制限処理を示す図。

【図１８】回生制限処理を示すフローチャート。

【図１９】電池のセル電圧と電流を測定し、最大充放
電電力の演算と、出力制限および回生制限を行なう変形
例の構成を示す図。

【図２０】電池のセル電圧、端子電圧および電流を測
定し、最大充放電電力の演算と、出力制限および回生制
限を行なう他の変形例の構成を示す図。

【符号の説明】

１１，１１Ａ電池１２インバータ１３モータ１４，１４１〜１４ｎ電圧センサー１５電流センサー１６，１６Ａ，１６Ｂコントローラ１１１〜１１ｎ単セル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電圧測定手段と前記電流測定手段により測定された
放電電流増加時の電圧と電流に基づいて前記電池の最大
放電電力を演算する電力演算手段と、前記電圧測定手段により測定された前記電池の電圧が第
１の電圧より低下した時に前記電力演算手段により演算
された最大放電電力を制限する電力制限手段と、前記電力制限手段により制限された最大放電電力にした
がって前記電池の放電を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする電気自動車の電力制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の電気自動車の電力制御
装置において、前記電力演算手段は、前記電圧測定手段と前記電流測定
手段により測定された放電電流増加時の電圧と電流に基
づいて前記電池の最大充電電力を演算し、前記電力制限手段は、前記電圧測定手段により測定され
た前記電池の電圧が第２の電圧を超過した時に前記電力
演算手段により演算された最大充電電力を制限し、前記制御手段は、前記電力制限手段により制限された最
大充電電力にしたがって前記電池の充電を制御すること
を特徴とする電気自動車の電力制御装置。
【請求項３】複数の単セルが直列に接続された電池に
おける各単セルの電圧を測定するセル電圧測定手段と、前記電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記セル電圧測定手段と前記電流測定手段により測定さ
れた放電電流増加時の電圧と電流に基づいて前記電池の
最大放電電力を演算する電力演算手段と、前記セル電圧測定手段により測定された前記複数の単セ
ルの電圧の内の最小電圧が第３の電圧より低下した時
に、前記電力演算手段により演算された最大放電電力を
制限する電力制限手段と、前記電力制限手段により制限された最大放電電力にした
がって前記電池の放電を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする電気自動車の電力制御装置。
【請求項４】請求項３に記載の電気自動車の電力制御
装置において、前記電力演算手段は、前記セル電圧測定手段と前記電流
測定手段により測定された放電電流増加時の電圧と電流
に基づいて前記電池の最大充電電力を演算し、前記電力制限手段は、前記セル電圧測定手段により測定
された前記複数の単セルの電圧の内の最大電圧が第４の
電圧を超過した時に、前記電力演算手段により演算され
た最大充電電力を制限し、前記制御手段は、前記電力制限手段により制限された最
大充電電力にしたがって前記電池の充電を制御すること
を特徴とする電気自動車の電力制御装置。
【請求項５】複数の単セルが直列に接続された電池の
端子電圧を測定する端子電圧測定手段と、前記電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記端子電圧測定手段と前記電流測定手段により測定さ
れた放電電流増加時の端子電圧と電流に基づいて前記電
池の最大放電電力を演算する電力演算手段と、前記電池の各単セルの電圧を測定するセル電圧測定手段
と、前記セル電圧測定手段により測定された前記複数の単セ
ルの電圧の内の最小電圧が第３の電圧より低下した時
に、前記電力演算手段により演算された最大放電電力を
制限する電力制限手段と、前記電力制限手段により制限された最大放電電力にした
がって前記電池の放電を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする電気自動車の電力制御装置。
【請求項６】請求項５に記載の電気自動車の電力制御
装置において、前記電力演算手段は、前記端子電圧測定手段と前記電流
測定手段により測定された放電電流増加時の端子電圧と
電流に基づいて前記電池の最大充電電力を演算し、前記電力制限手段は、前記セル電圧測定手段により測定
された前記複数の単セルの電圧の内の最大電圧が第４の
電圧を超過した時に、前記電力演算手段により演算され
た最大充電電力を制限し、前記制御手段は、前記電力制限手段により制限された最
大充電電力にしたがって前記電池の充電を制御すること
を特徴とする電気自動車の電力制御装置。
【請求項７】複数の単セルが直列に接続された電池の
端子電圧を測定する端子電圧測定手段と、前記電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記端子電圧測定手段と前記電流測定手段により測定さ
れた放電電流増加時の端子電圧と電流に基づいて前記電
池の最大放電電力を演算する電力演算手段と、前記電池の各単セルの電圧を測定するセル電圧測定手段
と、前記端子電圧測定手段により測定された端子電圧が第１
の電圧より低下した時、または前記セル電圧測定手段に
より測定された前記複数の単セルの電圧の内の最小電圧
が第３の電圧より低下した時に、前記電力演算手段によ
り演算された最大放電電力を制限する電力制限手段と、前記電力制限手段により制限された最大放電電力にした
がって前記電池の放電を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする電気自動車の電力制御装置。
【請求項８】請求項７に記載の電気自動車の電力制御
装置において、前記電力演算手段は、前記端子電圧測定手段と前記電流
測定手段により測定された放電電流増加時の端子電圧と
電流に基づいて前記電池の最大充電電力を演算し、前記電力制限手段は、前記端子電圧測定手段により測定
された端子電圧が第２の電圧を超過した時、または前記
セル電圧測定手段により測定された前記複数の単セルの
電圧の内の最大電圧が第４の電圧を超過した時に、前記
電力演算手段により演算された最大充電電力を制限し、前記制御手段は、前記電力制限手段により制限された最
大充電電力にしたがって前記電池の充電を制御すること
を特徴とする電気自動車の電力制御装置。