ＳＯＣ推定装置
【課題】電池のＳＯＣを高精度に推定することが可能なＳＯＣ推定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電池２に電流が流れていないときに電圧検出部５により検出される電圧に対応する、電池２の満充電容量を基準とする電池２の残充電容量の割合である初期ＳＯＣと、電池２の満充電容量を基準とする、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過するまでの累積時間において電流検出部６により検出される充放電電流の積算値の割合との加算値を求めるとともに、初期ＳＯＣから加算値への変化に対応する補正量を求め、加算値から補正量を減算した値を、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過後における推定ＳＯＣとする。
【解決手段】電池２に電流が流れていないときに電圧検出部５により検出される電圧に対応する、電池２の満充電容量を基準とする電池２の残充電容量の割合である初期ＳＯＣと、電池２の満充電容量を基準とする、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過するまでの累積時間において電流検出部６により検出される充放電電流の積算値の割合との加算値を求めるとともに、初期ＳＯＣから加算値への変化に対応する補正量を求め、加算値から補正量を減算した値を、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過後における推定ＳＯＣとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載される電池において、満充電容量を基準とする残充電容量の割合を示すＳＯＣ（State of Charge）を高精度に推定することが望まれている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
ＳＯＣ推定方法として、例えば、記憶部に記憶された電池のＯＣＶ（Open Circuit Voltage：電池に充放電電流が流れていないときの電池の電圧）とＳＯＣとの関係を示す情報を参照し、現在のＯＣＶに対応するＳＯＣを求め、それ以降、一定周期毎に、推定ＳＯＣ＝前回の推定ＳＯＣ＋（満充電容量を基準とする、前回から今回までの期間に電池に流れた充放電電流の積算値の割合）＋補正量を計算することにより、推定ＳＯＣを求めるものがある。
【０００４】
しかしながら、このＳＯＣ推定方法では、補正量に誤差が存在すると、推定ＳＯＣの計算回数の増加に伴って、推定ＳＯＣに含まれる補正量の誤差が累積されていくため、推定ＳＯＣが正しい値から離れていってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６８８８６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２７２６号公報
【特許文献３】特開２００７−３２３９９９号公報
【特許文献４】特開２０１１−０９７７２９号公報
【特許文献５】特開２００９−２５０９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電池のＳＯＣを高精度に推定することが可能なＳＯＣ推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＳＯＣ推定装置は、電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電池に流れる充放電電流を検出する電流検出手段と、前記電池に電流が流れていないときに前記電圧検出手段により検出される電圧に対応する、前記電池の満充電容量を基準とする前記電池の残充電容量の割合である初期ＳＯＣと、前記電池の満充電容量を基準とする、前記初期ＳＯＣを取得してから所定時間経過するまでの間において前記電流検出手段により検出される充放電電流の積算値の割合との加算値を求めるとともに、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化に対応する補正量を求め、前記加算値から前記補正量を減算した値を、前記初期ＳＯＣを取得してから前記所定時間経過後における推定ＳＯＣとする制御回路とを備える。
【０００８】
これにより、推定ＳＯＣに補正量の誤差が累積されていかず、推定ＳＯＣの精度を向上させることができる。
また、前記制御回路は、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの充電時のみの変化に対応する充電補正量と、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの放電時のみの変化に対応する放電補正量との加算値を、前記補正量とするように構成してもよい。
【０００９】
これにより、充電時と放電時とで推定ＳＯＣの誤差が異なる電池に対して精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
また、前記制御回路は、前記充電補正量と前記放電補正量との加算値と、前記初期ＳＯＣに応じて変化する初期ＳＯＣ補正係数との乗算値を、前記補正量とするように構成してもよい。
【００１０】
これにより、初期ＳＯＣの変化に伴って補正量を複数種類用意しておく必要がないため、それら複数種類の補正量を記憶しておくためのハードウェア資源を低減することができる。
【００１１】
また、前記制御回路は、充放電が繰り返された後に前記電池に生じる分極の影響で生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整するように構成してもよい。
【００１２】
これにより、さらに精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
また、前記制御回路は、前記電池の初期の内部抵抗を基準とする前記電池の現在の内部抵抗の割合の増加に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整するように構成してもよい。
【００１３】
これにより、さらに精度良く補正量を求めることができ、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
また、前記制御回路は、他の前記電池の内部抵抗を基準とする使用中の前記電池の内部抵抗の割合の変化に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整するように構成してもよい。
【００１４】
これにより、さらに精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電池のＳＯＣを高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態のＳＯＣ推定装置を示す図である。
【図２】ＳＯＣ−ＯＣＶマップの一例をグラフ化したものを示す図である。
【図３】（ａ）は充電補正量マップの一例を示す図であり、（ｂ）は放電補正量マップの一例を示す図である。
【図４】ＯＣＶ−内部抵抗特性の一例を示す図である。
【図５】（ａ）は充電用初期ＳＯＣ補正係数マップの一例を示す図であり、（ｂ）は放電用初期ＳＯＣ補正係数マップの一例を示す図である。
【図６】学習マップの一例を示す図である。
【図７】制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】電池の充放電電流とＳＯＣの変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態のＳＯＣ推定装置を示す図である。
図１に示すＳＯＣ推定装置１は、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載される電池２と負荷３との間に設けられるリレー４と、電池２の電圧を検出する電圧検出部５（電圧検出手段）と、電池２に流れる充放電電流を検出する電流検出部６（電流検出手段）と、電池２の周囲温度を検出する温度検出部７と、制御回路８とを備える。
【００１８】
電池２は、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池が複数互いに直列接続されて構成される。
負荷３は、例えば、走行用モータを駆動するためのインバータ装置などであり、電池２から供給される電力により駆動する。
【００１９】
電圧検出部５は、例えば、ＡＤコンバータと、電池２の各二次電池の電圧の何れか１つを選択してＡＤコンバータに出力する切替回路とを備えて構成される。制御回路８は、ＡＤコンバータから出力される各二次電池の電圧を順次入力して電池２全体の電圧を取得する。
【００２０】
電流検出部６は、例えば、ホール素子を用いた電流センサなどにより構成される。制御回路８は、電流センサから出力される電圧に基づいて、電池２に流れる充放電電流を求める。
【００２１】
温度検出部７は、例えば、サーミスタなどであり、制御回路８は、サーミスタにかかる電圧に基づいて、電池２の周囲温度を求める。
制御回路８は、初期ＳＯＣ取得部９と、平均電流算出部１０と、積算電流算出部１１と、補正量算出部１２と、推定ＳＯＣ算出部１３と、記憶部１４とを備える。なお、制御回路８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成される。また、記憶部１４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリやハードディスクなどにより構成され、制御回路８の外部に設けられてもよい。また、例えば、初期ＳＯＣ取得部９、平均電流算出部１０、積算電流算出部１１、補正量算出部１２、及び推定ＳＯＣ算出部１３は、一部又は全部が、ハードウェアにより実現されてもよいし、制御回路８が記憶部１４に記憶されるプログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００２２】
初期ＳＯＣ取得部９は、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上になると、リレー４をオフさせているときに、電圧検出部５により検出される電池２の電圧（ＯＣＶ）に対応するＳＯＣを、記憶部１４に記憶されるＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すＯＣＶ−ＳＯＣマップから取り出し、その取り出したＳＯＣを初期ＳＯＣとする。なお、上記停車時間Ｔ１は、例えば、車両が停車し車両全体を制御する上位制御回路が停止して「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態になってから上位制御回路が起動し車両を走行させる準備が完了して「ＲＥＡＤＹ ＯＮ」状態になるまでの時間とする。また、上記所定時間Ｔ２は、例えば、電池２の充放電が終了してから電池２の分極の影響が無くなり電池２の電圧変動が収まるまでの時間とする。
【００２３】
例えば、図２は、ＯＣＶ−ＳＯＣマップの一例をグラフ化したものを示す図である。
一般に、ＳＯＣは、ＯＣＶにより一意に求めることができるため、図２に示すように、ＯＣＶ[Ｖ]とＳＯＣ[％]との対応関係を予めＯＣＶ−ＳＯＣマップにして記憶部１４に記憶させておく。これにより、初期ＳＯＣ取得部９は、電圧検出部５により取得されるＯＣＶに対応するＳＯＣを記憶部１４に記憶されるＯＣＶ−ＳＯＣマップから取り出すことができる。
【００２４】
また、初期ＳＯＣ取得部９は、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上でないとき、前回「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態になる直前に求めた推定ＳＯＣを初期ＳＯＣとする。
平均電流算出部１０は、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間（所定時間）において、電流検出部６により取得される電池２の充放電電流の平均値［Ａ］（平均電流）を算出する。例えば、平均電流算出部１０は、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過すると、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過するまでの累積時間において、一定時間Ｔ４（一定時間Ｔ３よりも短い時間であって、例えば、制御回路８の単位クロック）毎に電流検出部６により取得される電池２の充放電電流を全て加算し、その加算結果を加算回数で割った結果を平均電流とする。
【００２５】
積算電流算出部１１は、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間において、電流検出部６により取得される電池２の充放電電流の積算値［Ａｈ］（積算電流）を算出する。例えば、積算電流算出部１１は、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過すると、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過するまでの累積時間において、一定周期Ｔ４毎に電流検出部６により取得される電池２の充放電電流を全て加算し、その加算結果を積算電流とする。
【００２６】
補正量算出部１２は、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間において、電池２の満充電容量を基準とする積算電流算出部１１により算出される積算電流の割合［％］、すなわち、ＳＯＣの変化量を求め、そのＳＯＣの変化量と初期ＳＯＣとの加算値［％］を求める。
【００２７】
また、補正量算出部１２は、初期ＳＯＣから上記加算値への変化及び電池２の周囲温度に対応する充電補正量を、初期ＳＯＣから上記加算値への変化及び電池２の周囲温度と充電補正量との対応関係を示す充電補正量マップから取り出すとともに、初期ＳＯＣから上記加算値への変化及び電池２の周囲温度に対応する放電補正量を、初期ＳＯＣから加算値への変化及び電池２の周囲温度と放電補正量との対応関係を示す放電補正量マップから取り出す。
【００２８】
例えば、図３（ａ）は充電補正量マップの一例を示す図である。
一般に、充電時の積算電流の増加、すなわち、充電時のＳＯＣの増加に伴い推定ＳＯＣが実際のＳＯＣよりも高くなるため、充電時のＳＯＣの増加に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量を充電補正量として図３（ａ）に示す充電補正量マップのように予めマップ化しておく。
【００２９】
また、一般に、図４に示すように、電池２の周囲温度が低い程、電池２の内部抵抗［Ω］が高くなり、推定ＳＯＣが実際のＳＯＣよりも高くなってしまうため、電池２の周囲温度の変化に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量も図３（ａ）に示す充電補正量マップのように充電補正量に反映させておく。
【００３０】
すなわち、図３（ａ）に示す充電補正量マップでは、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「１０％→２０％」に増加するときの充電補正量は「−０．１」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「１０％→９０％」に増加するときの充電補正量は「−０．２５％」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が−３０℃においてＳＯＣが「１０％→９０％」に増加するときの充電補正量は「−２．０％」になる。
【００３１】
なお、図３（ａ）に示す充電補正量マップは、初期ＳＯＣが１０％のときの充電補正量が格納されているが、初期ＳＯＣが１０％以外のときの充電補正量が格納されていてもよい。また、図３（ａ）に示す充電補正量マップは、ＳＯＣの変化に応じた充電補正量が格納されているが、充電電流（例えば、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、・・・）に応じた充電補正量が格納されていてもよい。なお、０．５Ｃは電池２を１２．５Ａで１ｈ充電させることを示し、１Ｃは電池２を２５Ａで１ｈ充電させることを示し、２Ｃは電池２を５０Ａで１ｈ充電させることを示す。
【００３２】
また、図３（ｂ）は放電補正量マップの一例を示す図である。
一般に、放電時の積算電流の増加、すなわち、充電時のＳＯＣの増加に伴い推定ＳＯＣが実際のＳＯＣよりも高くなるため、放電時のＳＯＣの増加に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量を放電補正量として図３（ｂ）に示す放電補正量マップのように予めマップ化しておく。
【００３３】
また、充電補正量マップと同様に、電池２の周囲温度の変化に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量も図３（ｂ）に示す放電補正量マップのように放電補正量に反映させておく。
すなわち、図３（ｂ）に示す放電補正量マップでは、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「９０％→８０％」に減少するときの放電補正量は「−０．１」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「９０％→１０％」に減少するときの放電補正量は「−０．２５％」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が−３０℃においてＳＯＣが「９０％→１０％」に減少するときの放電補正量は「−２．０％」になる。
【００３４】
なお、図３（ｂ）に示す放電補正量マップは、初期ＳＯＣが９０％のときの放電補正量が格納されているが、初期ＳＯＣが９０％以外のときの放電補正量が格納されていてもよい。また、図３（ｂ）に示す放電補正量マップは、ＳＯＣの変化に応じた放電補正量が格納されているが、放電電流（例えば、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、・・・）に応じた放電補正量が格納されていてもよい。なお、０．５Ｃは電池２を１２．５Ａで１ｈ放電させることを示し、１Ｃは電池２を２５Ａで１ｈ放電させることを示し、２Ｃは電池２を５０Ａで１ｈ放電させることを示す。
【００３５】
そして、補正量算出部１２は、補正量＝（充電補正量＋放電補正量）・・・（１）を計算することにより補正量を求める。このように、充電補正量と放電補正量との加算値を補正量とすることにより、充電時と放電時とで推定ＳＯＣの誤差が異なる電池２に対して精度良く補正量を求めることができる。
【００３６】
また、補正量算出部１２は、充電時の場合、初期ＳＯＣ取得部９により取得される初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を、初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度と初期ＳＯＣ補正係数との対応関係を示す充電用初期ＳＯＣ補正係数マップ（例えば、図５（ａ）に示す充電用初期ＳＯＣ補正係数マップ）から取り出し、放電時の場合、初期ＳＯＣ取得部９により取得される初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を、初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度と初期ＳＯＣ補正係数との対応関係を示す放電用初期ＳＯＣ補正係数マップ（例えば、図５（ｂ）に示す放電用初期ＳＯＣ補正係数マップ）から取り出すように構成してもよい。
【００３７】
そして、補正量算出部１２は、補正量＝（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数・・・（２）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。例えば、電池２の周囲温度が２５℃でＳＯＣの変化が「２０％→３０％」のとき、補正量算出部１２は、図３（ａ）に示す充電補正量マップから充電補正量として「−０．１５％」を取り出し、図５（ａ）に示す充電用初期ＳＯＣ補正係数マップから初期ＳＯＣ補正係数として「０．１％」を取り出し、補正量＝−０．１５×０．１＝−０．０１５を計算する。これにより、電池２の周囲温度が２５℃でＳＯＣの変化が「２０％→３０％」のときの補正量を精度良く求めることができる。また、このように、初期ＳＯＣ補正係数を（充電補正量＋放電補正量）に乗算することで補正量を求める場合は、初期ＳＯＣが異なる充電補正量マップ又は放電補正量マップを複数種類用意する必要がなくなるため、記憶部１４の記憶容量を低減することができる。
【００３８】
また、補正量算出部１２は、電池２の満充電容量を基準とする、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間と上記平均電流との乗算値の割合［％］を、その累積時間において充放電が繰り返されたときの電池２の分極の影響により生じる推定ＳＯＣの誤差、すなわち、学習補正量として求め、その学習補正量をＳＯＣの変化や電池２の周囲温度毎にマップ化していくように構成してもよい。
【００３９】
例えば、図６に示すように、全ての学習補正量を０％とする学習マップを予め記憶部１４に記憶しておき、補正量算出部１２が学習補正量を求める度にその学習補正量を学習マップに上書きしていく。なお、学習マップに格納されない学習補正量は、学習マップにすでに格納されている複数の学習補正量により得られる近似式を使って求めてもよい。例えば、電池２の周囲温度が−３０℃でＳＯＣの変化が「１０％→２５％」のときの学習補正量は、電池２の周囲温度が−３０℃でＳＯＣの変化が「１０％→２０％」ときの学習補正量と電池２の周囲温度が−３０％でＳＯＣの変化が「１０％→３０％」のときの学習補正量とから得られる直線の式を使って求めてもよい。
【００４０】
そして、補正量算出部１２は、補正量＝（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量・・・（３）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。このように、充放電が繰り返されたときに電池２の分極の影響により生じる推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、補正量を調整しているため、さらに精度良く補正量を求めることができる。
【００４１】
また、補正量算出部１２は、補正量＝（（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量）×抵抗劣化率・・・（４）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。なお、抵抗劣化率は、特定の条件（例えば、電池２の周囲温度が２５℃、ＳＯＣが８０％、充電時のみ）において、電池２の初期内部抵抗を基準とする電池２の現在の内部抵抗の割合［％］を示す。電池２の内部抵抗は、例えば、予め決められた放電電流を流しているときの電池２の電圧に基づいて求められる。電池２の内部抵抗が増加すると、電力＝抵抗×電流２より、電池２の充放電電力の損失が増加するため、実際のＳＯＣが推定ＳＯＣよりも低くなる。そのため、上記（４）式のように、電池２の初期の内部抵抗を基準とする電池２の現在の内部抵抗の割合の増加に伴って生じる推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、補正量を調整することにより、さらに精度良く補正量を求めることができる。
【００４２】
また、補正量算出部１２は、補正量＝（（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量）×抵抗劣化率×初期抵抗比・・・（５）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。なお、初期抵抗比は、特定の条件（例えば、電池２の周囲温度が２５℃、ＳＯＣが８０％、充電時のみ）において、他の電池２の内部抵抗を基準とする使用中の電池２の内部抵抗の割合［％］を示す。このように、他の電池２の内部抵抗と使用中の電池２の内部抵抗が互いに異なると、電力＝抵抗×電流２より、電池２の充放電電力の損失も異なる。そのため、上記（５）式のように、他の電池２の内部抵抗を基準とする使用中の電池２の内部抵抗の割合の変化に伴って生じる推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、補正量を調整することにより、さらに精度良く補正量を求めることができる。
【００４３】
図７は、制御回路８の動作を示すフローチャートである。
まず、制御回路８は、「ＲＥＡＤＹ ＯＮ」状態になると（Ｓ１がＹｅｓ）、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００４４】
停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上であると判断すると（Ｓ２がＹｅｓ）、制御回路８は、電池２の充放電前において、リレー４をオフさせつつ電圧検出部５で検出される電圧（ＯＣＶ）を取得するとともに、温度検出部７で検出される電池２の周囲温度を取得し（Ｓ３）、そのＯＣＶに対応する初期ＳＯＣを記憶部１４に記憶される初期ＳＯＣマップから取得し（Ｓ４）、その初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を記憶部１４に記憶される充電用補正係数マップ又は放電用補正係数マップから取得する（Ｓ５）。
【００４５】
一方、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上でないと判断すると（Ｓ２がＮｏ）、制御回路８は、前回記憶部１４に記憶した推定ＳＯＣを初期ＳＯＣとし（Ｓ６）、その初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を記憶部１４に記憶される充電用補正係数マップ又は放電用補正係数マップから取得する（Ｓ５）。
【００４６】
次に、制御回路８は、平均電流算出部１０で取得される平均電流に基づいて学習マップを作成しつつ、その平均電流に対応する学習補正量をその学習マップから取得し（Ｓ７）、積算電流算出部１１により積算電流を取得し（Ｓ８）、一定時間Ｔ３経過したか否かを判断する（Ｓ９）。
【００４７】
一定時間Ｔ３経過したと判断すると（Ｓ９がＹｅｓ）、制御回路８は、電池２の周囲温度を取得し（Ｓ１０）、積算電流に基づいて充電補正量又は放電補正量を取得するとともに、補正量＝（（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量）×抵抗劣化率×初期抵抗比・・・（５）を計算する（Ｓ１１）。なお、Ｓ１１において、上記（１）〜（４）式のうちの何れかの式を用いて補正量を算出してもよい。
【００４８】
次に、制御回路８は、推定ＳＯＣ［％］＝初期ＳＯＣ［％］＋（電池２の満充電容量を基準とする積算電流の割合［％］）＋補正量［％］を計算し（Ｓ１２）、その推定ＳＯＣを記憶部１４に記憶し（Ｓ１３）、Ｓ７に戻る。
【００４９】
一方、制御回路８は、一定時間Ｔ３経過しておらず（Ｓ９がＮｏ）、「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態にもなっていないと判断すると（Ｓ１４がＮｏ）、Ｓ７に戻り、一定時間Ｔ３経過していないが（Ｓ９がＮｏ）、「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態になったと判断すると（Ｓ１４がＹｅｓ）、Ｓ１０〜Ｓ１３と同様に、電池２の周囲温度を取得し（Ｓ１５）、補正量を算出し（Ｓ１６）、推定ＳＯＣを算出し（Ｓ１７）、推定ＳＯＣを記憶する（Ｓ１８）。
【００５０】
例えば、図８に示す時刻ｔ１における初期ＳＯＣが７０％、累積時間ｔ１〜ｔ２における電池２の満充電容量を基準とする積算電流の割合が１０％、累積時間ｔ１〜ｔ２における補正量が−０．０７％のとき、制御回路８は、推定ＳＯＣ＝７０＋１０−０．０７＝７９．９３を計算する。また、図８に示す時刻ｔ１における初期ＳＯＣが７０％、累積時間ｔ１〜ｔ３における電池２の満充電容量を基準とする積算電流の割合が５％、累積時間ｔ１〜ｔ３における補正量が−０．０８％のとき、制御回路８は、推定ＳＯＣ＝７０＋５−０．０８＝７４．９２を計算する。
【００５１】
このように、本実施形態のＳＯＣ推定装置１は、ＯＣＶに対応する初期ＳＯＣと、電池２の満充電容量を基準とする、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過するまでの累積時間における積算電流の割合との加算値を求めるとともに、初期ＳＯＣから加算値への変化に対応する補正量を求め、加算値から補正量を減算した値を、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過後における推定ＳＯＣとしているため、推定ＳＯＣを求める度に推定ＳＯＣに補正量の誤差が累積されていかず、推定ＳＯＣの精度を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施形態のＳＯＣ推定装置１は、精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ ＳＯＣ推定装置
２ 電池
３ 負荷
４ リレー
５ 電圧検出部
６ 電流検出部
７ 温度検出部
８ 制御回路
９ 初期ＳＯＣ取得部
１０ 平均電流算出部
１１ 積算電流算出部
１２ 補正量算出部
１３ 推定ＳＯＣ算出部
１４ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載される電池において、満充電容量を基準とする残充電容量の割合を示すＳＯＣ（State of Charge）を高精度に推定することが望まれている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
ＳＯＣ推定方法として、例えば、記憶部に記憶された電池のＯＣＶ（Open Circuit Voltage：電池に充放電電流が流れていないときの電池の電圧）とＳＯＣとの関係を示す情報を参照し、現在のＯＣＶに対応するＳＯＣを求め、それ以降、一定周期毎に、推定ＳＯＣ＝前回の推定ＳＯＣ＋（満充電容量を基準とする、前回から今回までの期間に電池に流れた充放電電流の積算値の割合）＋補正量を計算することにより、推定ＳＯＣを求めるものがある。
【０００４】
しかしながら、このＳＯＣ推定方法では、補正量に誤差が存在すると、推定ＳＯＣの計算回数の増加に伴って、推定ＳＯＣに含まれる補正量の誤差が累積されていくため、推定ＳＯＣが正しい値から離れていってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６８８８６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２７２６号公報
【特許文献３】特開２００７−３２３９９９号公報
【特許文献４】特開２０１１−０９７７２９号公報
【特許文献５】特開２００９−２５０９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電池のＳＯＣを高精度に推定することが可能なＳＯＣ推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＳＯＣ推定装置は、電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電池に流れる充放電電流を検出する電流検出手段と、前記電池に電流が流れていないときに前記電圧検出手段により検出される電圧に対応する、前記電池の満充電容量を基準とする前記電池の残充電容量の割合である初期ＳＯＣと、前記電池の満充電容量を基準とする、前記初期ＳＯＣを取得してから所定時間経過するまでの間において前記電流検出手段により検出される充放電電流の積算値の割合との加算値を求めるとともに、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化に対応する補正量を求め、前記加算値から前記補正量を減算した値を、前記初期ＳＯＣを取得してから前記所定時間経過後における推定ＳＯＣとする制御回路とを備える。
【０００８】
これにより、推定ＳＯＣに補正量の誤差が累積されていかず、推定ＳＯＣの精度を向上させることができる。
また、前記制御回路は、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの充電時のみの変化に対応する充電補正量と、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの放電時のみの変化に対応する放電補正量との加算値を、前記補正量とするように構成してもよい。
【０００９】
これにより、充電時と放電時とで推定ＳＯＣの誤差が異なる電池に対して精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
また、前記制御回路は、前記充電補正量と前記放電補正量との加算値と、前記初期ＳＯＣに応じて変化する初期ＳＯＣ補正係数との乗算値を、前記補正量とするように構成してもよい。
【００１０】
これにより、初期ＳＯＣの変化に伴って補正量を複数種類用意しておく必要がないため、それら複数種類の補正量を記憶しておくためのハードウェア資源を低減することができる。
【００１１】
また、前記制御回路は、充放電が繰り返された後に前記電池に生じる分極の影響で生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整するように構成してもよい。
【００１２】
これにより、さらに精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
また、前記制御回路は、前記電池の初期の内部抵抗を基準とする前記電池の現在の内部抵抗の割合の増加に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整するように構成してもよい。
【００１３】
これにより、さらに精度良く補正量を求めることができ、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
また、前記制御回路は、他の前記電池の内部抵抗を基準とする使用中の前記電池の内部抵抗の割合の変化に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整するように構成してもよい。
【００１４】
これにより、さらに精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電池のＳＯＣを高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態のＳＯＣ推定装置を示す図である。
【図２】ＳＯＣ−ＯＣＶマップの一例をグラフ化したものを示す図である。
【図３】（ａ）は充電補正量マップの一例を示す図であり、（ｂ）は放電補正量マップの一例を示す図である。
【図４】ＯＣＶ−内部抵抗特性の一例を示す図である。
【図５】（ａ）は充電用初期ＳＯＣ補正係数マップの一例を示す図であり、（ｂ）は放電用初期ＳＯＣ補正係数マップの一例を示す図である。
【図６】学習マップの一例を示す図である。
【図７】制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】電池の充放電電流とＳＯＣの変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態のＳＯＣ推定装置を示す図である。
図１に示すＳＯＣ推定装置１は、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載される電池２と負荷３との間に設けられるリレー４と、電池２の電圧を検出する電圧検出部５（電圧検出手段）と、電池２に流れる充放電電流を検出する電流検出部６（電流検出手段）と、電池２の周囲温度を検出する温度検出部７と、制御回路８とを備える。
【００１８】
電池２は、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池が複数互いに直列接続されて構成される。
負荷３は、例えば、走行用モータを駆動するためのインバータ装置などであり、電池２から供給される電力により駆動する。
【００１９】
電圧検出部５は、例えば、ＡＤコンバータと、電池２の各二次電池の電圧の何れか１つを選択してＡＤコンバータに出力する切替回路とを備えて構成される。制御回路８は、ＡＤコンバータから出力される各二次電池の電圧を順次入力して電池２全体の電圧を取得する。
【００２０】
電流検出部６は、例えば、ホール素子を用いた電流センサなどにより構成される。制御回路８は、電流センサから出力される電圧に基づいて、電池２に流れる充放電電流を求める。
【００２１】
温度検出部７は、例えば、サーミスタなどであり、制御回路８は、サーミスタにかかる電圧に基づいて、電池２の周囲温度を求める。
制御回路８は、初期ＳＯＣ取得部９と、平均電流算出部１０と、積算電流算出部１１と、補正量算出部１２と、推定ＳＯＣ算出部１３と、記憶部１４とを備える。なお、制御回路８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成される。また、記憶部１４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリやハードディスクなどにより構成され、制御回路８の外部に設けられてもよい。また、例えば、初期ＳＯＣ取得部９、平均電流算出部１０、積算電流算出部１１、補正量算出部１２、及び推定ＳＯＣ算出部１３は、一部又は全部が、ハードウェアにより実現されてもよいし、制御回路８が記憶部１４に記憶されるプログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００２２】
初期ＳＯＣ取得部９は、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上になると、リレー４をオフさせているときに、電圧検出部５により検出される電池２の電圧（ＯＣＶ）に対応するＳＯＣを、記憶部１４に記憶されるＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すＯＣＶ−ＳＯＣマップから取り出し、その取り出したＳＯＣを初期ＳＯＣとする。なお、上記停車時間Ｔ１は、例えば、車両が停車し車両全体を制御する上位制御回路が停止して「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態になってから上位制御回路が起動し車両を走行させる準備が完了して「ＲＥＡＤＹ ＯＮ」状態になるまでの時間とする。また、上記所定時間Ｔ２は、例えば、電池２の充放電が終了してから電池２の分極の影響が無くなり電池２の電圧変動が収まるまでの時間とする。
【００２３】
例えば、図２は、ＯＣＶ−ＳＯＣマップの一例をグラフ化したものを示す図である。
一般に、ＳＯＣは、ＯＣＶにより一意に求めることができるため、図２に示すように、ＯＣＶ[Ｖ]とＳＯＣ[％]との対応関係を予めＯＣＶ−ＳＯＣマップにして記憶部１４に記憶させておく。これにより、初期ＳＯＣ取得部９は、電圧検出部５により取得されるＯＣＶに対応するＳＯＣを記憶部１４に記憶されるＯＣＶ−ＳＯＣマップから取り出すことができる。
【００２４】
また、初期ＳＯＣ取得部９は、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上でないとき、前回「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態になる直前に求めた推定ＳＯＣを初期ＳＯＣとする。
平均電流算出部１０は、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間（所定時間）において、電流検出部６により取得される電池２の充放電電流の平均値［Ａ］（平均電流）を算出する。例えば、平均電流算出部１０は、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過すると、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過するまでの累積時間において、一定時間Ｔ４（一定時間Ｔ３よりも短い時間であって、例えば、制御回路８の単位クロック）毎に電流検出部６により取得される電池２の充放電電流を全て加算し、その加算結果を加算回数で割った結果を平均電流とする。
【００２５】
積算電流算出部１１は、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間において、電流検出部６により取得される電池２の充放電電流の積算値［Ａｈ］（積算電流）を算出する。例えば、積算電流算出部１１は、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過すると、初期ＳＯＣを取得してから一定時間Ｔ３が３回経過するまでの累積時間において、一定周期Ｔ４毎に電流検出部６により取得される電池２の充放電電流を全て加算し、その加算結果を積算電流とする。
【００２６】
補正量算出部１２は、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間において、電池２の満充電容量を基準とする積算電流算出部１１により算出される積算電流の割合［％］、すなわち、ＳＯＣの変化量を求め、そのＳＯＣの変化量と初期ＳＯＣとの加算値［％］を求める。
【００２７】
また、補正量算出部１２は、初期ＳＯＣから上記加算値への変化及び電池２の周囲温度に対応する充電補正量を、初期ＳＯＣから上記加算値への変化及び電池２の周囲温度と充電補正量との対応関係を示す充電補正量マップから取り出すとともに、初期ＳＯＣから上記加算値への変化及び電池２の周囲温度に対応する放電補正量を、初期ＳＯＣから加算値への変化及び電池２の周囲温度と放電補正量との対応関係を示す放電補正量マップから取り出す。
【００２８】
例えば、図３（ａ）は充電補正量マップの一例を示す図である。
一般に、充電時の積算電流の増加、すなわち、充電時のＳＯＣの増加に伴い推定ＳＯＣが実際のＳＯＣよりも高くなるため、充電時のＳＯＣの増加に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量を充電補正量として図３（ａ）に示す充電補正量マップのように予めマップ化しておく。
【００２９】
また、一般に、図４に示すように、電池２の周囲温度が低い程、電池２の内部抵抗［Ω］が高くなり、推定ＳＯＣが実際のＳＯＣよりも高くなってしまうため、電池２の周囲温度の変化に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量も図３（ａ）に示す充電補正量マップのように充電補正量に反映させておく。
【００３０】
すなわち、図３（ａ）に示す充電補正量マップでは、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「１０％→２０％」に増加するときの充電補正量は「−０．１」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「１０％→９０％」に増加するときの充電補正量は「−０．２５％」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が−３０℃においてＳＯＣが「１０％→９０％」に増加するときの充電補正量は「−２．０％」になる。
【００３１】
なお、図３（ａ）に示す充電補正量マップは、初期ＳＯＣが１０％のときの充電補正量が格納されているが、初期ＳＯＣが１０％以外のときの充電補正量が格納されていてもよい。また、図３（ａ）に示す充電補正量マップは、ＳＯＣの変化に応じた充電補正量が格納されているが、充電電流（例えば、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、・・・）に応じた充電補正量が格納されていてもよい。なお、０．５Ｃは電池２を１２．５Ａで１ｈ充電させることを示し、１Ｃは電池２を２５Ａで１ｈ充電させることを示し、２Ｃは電池２を５０Ａで１ｈ充電させることを示す。
【００３２】
また、図３（ｂ）は放電補正量マップの一例を示す図である。
一般に、放電時の積算電流の増加、すなわち、充電時のＳＯＣの増加に伴い推定ＳＯＣが実際のＳＯＣよりも高くなるため、放電時のＳＯＣの増加に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量を放電補正量として図３（ｂ）に示す放電補正量マップのように予めマップ化しておく。
【００３３】
また、充電補正量マップと同様に、電池２の周囲温度の変化に伴う推定ＳＯＣの誤差の変化量も図３（ｂ）に示す放電補正量マップのように放電補正量に反映させておく。
すなわち、図３（ｂ）に示す放電補正量マップでは、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「９０％→８０％」に減少するときの放電補正量は「−０．１」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が２５℃においてＳＯＣが「９０％→１０％」に減少するときの放電補正量は「−０．２５％」になる。また、例えば、電池２の周囲温度が−３０℃においてＳＯＣが「９０％→１０％」に減少するときの放電補正量は「−２．０％」になる。
【００３４】
なお、図３（ｂ）に示す放電補正量マップは、初期ＳＯＣが９０％のときの放電補正量が格納されているが、初期ＳＯＣが９０％以外のときの放電補正量が格納されていてもよい。また、図３（ｂ）に示す放電補正量マップは、ＳＯＣの変化に応じた放電補正量が格納されているが、放電電流（例えば、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、・・・）に応じた放電補正量が格納されていてもよい。なお、０．５Ｃは電池２を１２．５Ａで１ｈ放電させることを示し、１Ｃは電池２を２５Ａで１ｈ放電させることを示し、２Ｃは電池２を５０Ａで１ｈ放電させることを示す。
【００３５】
そして、補正量算出部１２は、補正量＝（充電補正量＋放電補正量）・・・（１）を計算することにより補正量を求める。このように、充電補正量と放電補正量との加算値を補正量とすることにより、充電時と放電時とで推定ＳＯＣの誤差が異なる電池２に対して精度良く補正量を求めることができる。
【００３６】
また、補正量算出部１２は、充電時の場合、初期ＳＯＣ取得部９により取得される初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を、初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度と初期ＳＯＣ補正係数との対応関係を示す充電用初期ＳＯＣ補正係数マップ（例えば、図５（ａ）に示す充電用初期ＳＯＣ補正係数マップ）から取り出し、放電時の場合、初期ＳＯＣ取得部９により取得される初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を、初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度と初期ＳＯＣ補正係数との対応関係を示す放電用初期ＳＯＣ補正係数マップ（例えば、図５（ｂ）に示す放電用初期ＳＯＣ補正係数マップ）から取り出すように構成してもよい。
【００３７】
そして、補正量算出部１２は、補正量＝（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数・・・（２）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。例えば、電池２の周囲温度が２５℃でＳＯＣの変化が「２０％→３０％」のとき、補正量算出部１２は、図３（ａ）に示す充電補正量マップから充電補正量として「−０．１５％」を取り出し、図５（ａ）に示す充電用初期ＳＯＣ補正係数マップから初期ＳＯＣ補正係数として「０．１％」を取り出し、補正量＝−０．１５×０．１＝−０．０１５を計算する。これにより、電池２の周囲温度が２５℃でＳＯＣの変化が「２０％→３０％」のときの補正量を精度良く求めることができる。また、このように、初期ＳＯＣ補正係数を（充電補正量＋放電補正量）に乗算することで補正量を求める場合は、初期ＳＯＣが異なる充電補正量マップ又は放電補正量マップを複数種類用意する必要がなくなるため、記憶部１４の記憶容量を低減することができる。
【００３８】
また、補正量算出部１２は、電池２の満充電容量を基準とする、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３が経過するまでの累積時間と上記平均電流との乗算値の割合［％］を、その累積時間において充放電が繰り返されたときの電池２の分極の影響により生じる推定ＳＯＣの誤差、すなわち、学習補正量として求め、その学習補正量をＳＯＣの変化や電池２の周囲温度毎にマップ化していくように構成してもよい。
【００３９】
例えば、図６に示すように、全ての学習補正量を０％とする学習マップを予め記憶部１４に記憶しておき、補正量算出部１２が学習補正量を求める度にその学習補正量を学習マップに上書きしていく。なお、学習マップに格納されない学習補正量は、学習マップにすでに格納されている複数の学習補正量により得られる近似式を使って求めてもよい。例えば、電池２の周囲温度が−３０℃でＳＯＣの変化が「１０％→２５％」のときの学習補正量は、電池２の周囲温度が−３０℃でＳＯＣの変化が「１０％→２０％」ときの学習補正量と電池２の周囲温度が−３０％でＳＯＣの変化が「１０％→３０％」のときの学習補正量とから得られる直線の式を使って求めてもよい。
【００４０】
そして、補正量算出部１２は、補正量＝（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量・・・（３）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。このように、充放電が繰り返されたときに電池２の分極の影響により生じる推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、補正量を調整しているため、さらに精度良く補正量を求めることができる。
【００４１】
また、補正量算出部１２は、補正量＝（（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量）×抵抗劣化率・・・（４）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。なお、抵抗劣化率は、特定の条件（例えば、電池２の周囲温度が２５℃、ＳＯＣが８０％、充電時のみ）において、電池２の初期内部抵抗を基準とする電池２の現在の内部抵抗の割合［％］を示す。電池２の内部抵抗は、例えば、予め決められた放電電流を流しているときの電池２の電圧に基づいて求められる。電池２の内部抵抗が増加すると、電力＝抵抗×電流２より、電池２の充放電電力の損失が増加するため、実際のＳＯＣが推定ＳＯＣよりも低くなる。そのため、上記（４）式のように、電池２の初期の内部抵抗を基準とする電池２の現在の内部抵抗の割合の増加に伴って生じる推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、補正量を調整することにより、さらに精度良く補正量を求めることができる。
【００４２】
また、補正量算出部１２は、補正量＝（（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量）×抵抗劣化率×初期抵抗比・・・（５）を計算することにより補正量を求めるように構成してもよい。なお、初期抵抗比は、特定の条件（例えば、電池２の周囲温度が２５℃、ＳＯＣが８０％、充電時のみ）において、他の電池２の内部抵抗を基準とする使用中の電池２の内部抵抗の割合［％］を示す。このように、他の電池２の内部抵抗と使用中の電池２の内部抵抗が互いに異なると、電力＝抵抗×電流２より、電池２の充放電電力の損失も異なる。そのため、上記（５）式のように、他の電池２の内部抵抗を基準とする使用中の電池２の内部抵抗の割合の変化に伴って生じる推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、補正量を調整することにより、さらに精度良く補正量を求めることができる。
【００４３】
図７は、制御回路８の動作を示すフローチャートである。
まず、制御回路８は、「ＲＥＡＤＹ ＯＮ」状態になると（Ｓ１がＹｅｓ）、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００４４】
停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上であると判断すると（Ｓ２がＹｅｓ）、制御回路８は、電池２の充放電前において、リレー４をオフさせつつ電圧検出部５で検出される電圧（ＯＣＶ）を取得するとともに、温度検出部７で検出される電池２の周囲温度を取得し（Ｓ３）、そのＯＣＶに対応する初期ＳＯＣを記憶部１４に記憶される初期ＳＯＣマップから取得し（Ｓ４）、その初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を記憶部１４に記憶される充電用補正係数マップ又は放電用補正係数マップから取得する（Ｓ５）。
【００４５】
一方、停車時間Ｔ１が所定時間Ｔ２以上でないと判断すると（Ｓ２がＮｏ）、制御回路８は、前回記憶部１４に記憶した推定ＳＯＣを初期ＳＯＣとし（Ｓ６）、その初期ＳＯＣ及び電池２の周囲温度に対応する初期ＳＯＣ補正係数を記憶部１４に記憶される充電用補正係数マップ又は放電用補正係数マップから取得する（Ｓ５）。
【００４６】
次に、制御回路８は、平均電流算出部１０で取得される平均電流に基づいて学習マップを作成しつつ、その平均電流に対応する学習補正量をその学習マップから取得し（Ｓ７）、積算電流算出部１１により積算電流を取得し（Ｓ８）、一定時間Ｔ３経過したか否かを判断する（Ｓ９）。
【００４７】
一定時間Ｔ３経過したと判断すると（Ｓ９がＹｅｓ）、制御回路８は、電池２の周囲温度を取得し（Ｓ１０）、積算電流に基づいて充電補正量又は放電補正量を取得するとともに、補正量＝（（充電補正量＋放電補正量）×初期ＳＯＣ補正係数＋学習補正量）×抵抗劣化率×初期抵抗比・・・（５）を計算する（Ｓ１１）。なお、Ｓ１１において、上記（１）〜（４）式のうちの何れかの式を用いて補正量を算出してもよい。
【００４８】
次に、制御回路８は、推定ＳＯＣ［％］＝初期ＳＯＣ［％］＋（電池２の満充電容量を基準とする積算電流の割合［％］）＋補正量［％］を計算し（Ｓ１２）、その推定ＳＯＣを記憶部１４に記憶し（Ｓ１３）、Ｓ７に戻る。
【００４９】
一方、制御回路８は、一定時間Ｔ３経過しておらず（Ｓ９がＮｏ）、「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態にもなっていないと判断すると（Ｓ１４がＮｏ）、Ｓ７に戻り、一定時間Ｔ３経過していないが（Ｓ９がＮｏ）、「ＲＥＡＤＹ ＯＦＦ」状態になったと判断すると（Ｓ１４がＹｅｓ）、Ｓ１０〜Ｓ１３と同様に、電池２の周囲温度を取得し（Ｓ１５）、補正量を算出し（Ｓ１６）、推定ＳＯＣを算出し（Ｓ１７）、推定ＳＯＣを記憶する（Ｓ１８）。
【００５０】
例えば、図８に示す時刻ｔ１における初期ＳＯＣが７０％、累積時間ｔ１〜ｔ２における電池２の満充電容量を基準とする積算電流の割合が１０％、累積時間ｔ１〜ｔ２における補正量が−０．０７％のとき、制御回路８は、推定ＳＯＣ＝７０＋１０−０．０７＝７９．９３を計算する。また、図８に示す時刻ｔ１における初期ＳＯＣが７０％、累積時間ｔ１〜ｔ３における電池２の満充電容量を基準とする積算電流の割合が５％、累積時間ｔ１〜ｔ３における補正量が−０．０８％のとき、制御回路８は、推定ＳＯＣ＝７０＋５−０．０８＝７４．９２を計算する。
【００５１】
このように、本実施形態のＳＯＣ推定装置１は、ＯＣＶに対応する初期ＳＯＣと、電池２の満充電容量を基準とする、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過するまでの累積時間における積算電流の割合との加算値を求めるとともに、初期ＳＯＣから加算値への変化に対応する補正量を求め、加算値から補正量を減算した値を、初期ＳＯＣを取得してから１以上の一定時間Ｔ３経過後における推定ＳＯＣとしているため、推定ＳＯＣを求める度に推定ＳＯＣに補正量の誤差が累積されていかず、推定ＳＯＣの精度を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施形態のＳＯＣ推定装置１は、精度良く補正量を求めることができるため、推定ＳＯＣの精度をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ ＳＯＣ推定装置
２ 電池
３ 負荷
４ リレー
５ 電圧検出部
６ 電流検出部
７ 温度検出部
８ 制御回路
９ 初期ＳＯＣ取得部
１０ 平均電流算出部
１１ 積算電流算出部
１２ 補正量算出部
１３ 推定ＳＯＣ算出部
１４ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電池に流れる充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電池に電流が流れていないときに前記電圧検出手段により検出される電圧に対応する、前記電池の満充電容量を基準とする前記電池の残充電容量の割合である初期ＳＯＣと、前記電池の満充電容量を基準とする、前記初期ＳＯＣを取得してから所定時間経過するまでの間において前記電流検出手段により検出される充放電電流の積算値の割合との加算値を求めるとともに、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化に対応する補正量を求め、前記加算値から前記補正量を減算した値を、前記初期ＳＯＣを取得してから前記所定時間経過後における推定ＳＯＣとする制御回路と、
を備えることを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの充電時のみの変化に対応する充電補正量と、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの放電時のみの変化に対応する放電補正量との加算値を、前記補正量とする
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、前記充電補正量と前記放電補正量との加算値と、前記初期ＳＯＣに応じて変化する初期ＳＯＣ補正係数との乗算値を、前記補正量とする
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、充放電が繰り返されたときに前記電池の分極の影響で生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整する
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、前記電池の初期の内部抵抗を基準とする前記電池の現在の内部抵抗の割合の増加に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整する
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、他の前記電池の内部抵抗を基準とする使用中の前記電池の内部抵抗の割合の変化に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整する
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項１】
電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電池に流れる充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電池に電流が流れていないときに前記電圧検出手段により検出される電圧に対応する、前記電池の満充電容量を基準とする前記電池の残充電容量の割合である初期ＳＯＣと、前記電池の満充電容量を基準とする、前記初期ＳＯＣを取得してから所定時間経過するまでの間において前記電流検出手段により検出される充放電電流の積算値の割合との加算値を求めるとともに、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化に対応する補正量を求め、前記加算値から前記補正量を減算した値を、前記初期ＳＯＣを取得してから前記所定時間経過後における推定ＳＯＣとする制御回路と、
を備えることを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの充電時のみの変化に対応する充電補正量と、前記初期ＳＯＣから前記加算値への変化のうちの放電時のみの変化に対応する放電補正量との加算値を、前記補正量とする
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、前記充電補正量と前記放電補正量との加算値と、前記初期ＳＯＣに応じて変化する初期ＳＯＣ補正係数との乗算値を、前記補正量とする
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、充放電が繰り返されたときに前記電池の分極の影響で生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整する
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、前記電池の初期の内部抵抗を基準とする前記電池の現在の内部抵抗の割合の増加に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整する
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＳＯＣ推定装置であって、
前記制御回路は、他の前記電池の内部抵抗を基準とする使用中の前記電池の内部抵抗の割合の変化に伴って生じる前記推定ＳＯＣの誤差が無くなるように、前記補正量を調整する
ことを特徴とするＳＯＣ推定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０８９１９（Ｐ２０１３−１０８９１９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５８４６（Ｐ２０１１−２５５８４６）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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