JP2000078758A - 二次電池の充電状態管理装置 - Google Patents
二次電池の充電状態管理装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ランダムに充放電が繰り返される二次電池の
充電状態を、その端子電圧から正確に検出することので
きる二次電池の充電状態管理装置を提供する。 【解決手段】 二次電池の開放電圧を検出する検出手段
と、二次電池の端子電圧とその充電状態との関係を記憶
したテーブルと、二次電池の最大充電状態を記憶する記
憶手段とを備え、充電状態検出手段は、充電停止後にお
ける端子電圧を検出し（ステップＳ８）、この開放電圧
に基づいてテーブルを参照してその充電状態ＳＯＣxを
求める（ステップＳ９）。そして充電状態ＳＯＣxが記
憶手段に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを上回ると
き（ステップＳ１０）、該充電状態ＳＯＣxを現在の充
電状態ＳＯＣとして出力し（ステップＳ１２）、また充
電状態ＳＯＣにて最大充電状態ＳＯＣmaxを更新する
（ステップＳ１１）。
充電状態を、その端子電圧から正確に検出することので
きる二次電池の充電状態管理装置を提供する。 【解決手段】 二次電池の開放電圧を検出する検出手段
と、二次電池の端子電圧とその充電状態との関係を記憶
したテーブルと、二次電池の最大充電状態を記憶する記
憶手段とを備え、充電状態検出手段は、充電停止後にお
ける端子電圧を検出し（ステップＳ８）、この開放電圧
に基づいてテーブルを参照してその充電状態ＳＯＣxを
求める（ステップＳ９）。そして充電状態ＳＯＣxが記
憶手段に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを上回ると
き（ステップＳ１０）、該充電状態ＳＯＣxを現在の充
電状態ＳＯＣとして出力し（ステップＳ１２）、また充
電状態ＳＯＣにて最大充電状態ＳＯＣmaxを更新する
（ステップＳ１１）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素電池
等の二次電池の充電状態を正確に検出して、その充電状
態を管理することのできる二次電池の充電状態管理装置
に関する。
等の二次電池の充電状態を正確に検出して、その充電状
態を管理することのできる二次電池の充電状態管理装置
に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】ニッケル水素電池等の二次電池に
おける電池電圧は、充電時と放電時とで異なる変化特性
を示し、一般にヒステリス性を持つ。特にその充電電圧
および放電電圧の変化は、充電開始時や放電開始時の充
電状態によって変化する。従って二次電池に対する充放
電がランダムに繰り返されるような場合、その電池電圧
を以て充電状態を把握することが困難である。
おける電池電圧は、充電時と放電時とで異なる変化特性
を示し、一般にヒステリス性を持つ。特にその充電電圧
および放電電圧の変化は、充電開始時や放電開始時の充
電状態によって変化する。従って二次電池に対する充放
電がランダムに繰り返されるような場合、その電池電圧
を以て充電状態を把握することが困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで従来において
は、例えば二次電池の充放電電流を常時検出し、検出さ
れた電流量を該二次電池における充電量の初期値に逐次
積算する等してその充電状態を把握するようにしてい
る。しかしながら電流積算により二次電池の充電量を求
める場合、その積算誤差が累積されるので、充電状態を
正確に把握することができないと言う問題がある。これ
故、二次電池に対する過充電を防止したり、深放電を未
然に防ぐ等の管理を行うことも困難であった。
は、例えば二次電池の充放電電流を常時検出し、検出さ
れた電流量を該二次電池における充電量の初期値に逐次
積算する等してその充電状態を把握するようにしてい
る。しかしながら電流積算により二次電池の充電量を求
める場合、その積算誤差が累積されるので、充電状態を
正確に把握することができないと言う問題がある。これ
故、二次電池に対する過充電を防止したり、深放電を未
然に防ぐ等の管理を行うことも困難であった。
【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、二次電池に対する充放電がラン
ダムに繰り返されるような場合であっても、該二次電池
の充電状態を正確に検出し、その充電状態を効果的に管
理することのできる二次電池の充電状態管理装置を提供
することにある。
たもので、その目的は、二次電池に対する充放電がラン
ダムに繰り返されるような場合であっても、該二次電池
の充電状態を正確に検出し、その充電状態を効果的に管
理することのできる二次電池の充電状態管理装置を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る二次電池の充電状態管理装置は、二次
電池の充放電時における電池電圧とその充電状態との関
係が、図１に示すように所定のヒステリス特性を有する
こと、また充電停止後の開放電圧が、図２に示すように
充電電流に依存することなく安定することに着目してい
る。
べく本発明に係る二次電池の充電状態管理装置は、二次
電池の充放電時における電池電圧とその充電状態との関
係が、図１に示すように所定のヒステリス特性を有する
こと、また充電停止後の開放電圧が、図２に示すように
充電電流に依存することなく安定することに着目してい
る。
【０００６】即ち、本発明は、二次電池を所定の初期充
電状態ＳＯＣ0から充電状態ＳＯＣ3まで充電したときの
充電電圧の変化特性（充電カーブ）Ａと、上記初期充電
状態ＳＯＣ0から前記充電状態ＳＯＣ3に至る前の充電状
態ＳＯＣ2まで充電した後、一旦、該二次電池を充電状
態ＳＯＣ1まで放電させ、その後、再度、前記充電状態
ＳＯＣ2まで充電したときの充電電圧の変化特性（充電
カーブ）Ｂとが異なるが、前記充電状態ＳＯＣ2を越え
て更に充電したときの充電電圧の変化特性が、前述した
変化特性Ａに一致することに着目している。
電状態ＳＯＣ0から充電状態ＳＯＣ3まで充電したときの
充電電圧の変化特性（充電カーブ）Ａと、上記初期充電
状態ＳＯＣ0から前記充電状態ＳＯＣ3に至る前の充電状
態ＳＯＣ2まで充電した後、一旦、該二次電池を充電状
態ＳＯＣ1まで放電させ、その後、再度、前記充電状態
ＳＯＣ2まで充電したときの充電電圧の変化特性（充電
カーブ）Ｂとが異なるが、前記充電状態ＳＯＣ2を越え
て更に充電したときの充電電圧の変化特性が、前述した
変化特性Ａに一致することに着目している。
【０００７】特に図２に示すように、充電停止後の二次
電池の開放電圧は、その充電停止時における端子電圧か
らそのインピーダンスと充電電流とに起因して僅かに低
下した後、充電電流に依存して図中破線で示すように異
なる特性で低下するものの、一定時間ｔの経過後には前
記充電停止時の端子電圧から一定電圧だけ低下して落ち
着く。従ってこの開放電圧に着目すれば、図１において
破線で示すように、その充放電特性Ｃが充電電流に依存
することなく、そのときの充電状態を正確に示すことに
着目している。
電池の開放電圧は、その充電停止時における端子電圧か
らそのインピーダンスと充電電流とに起因して僅かに低
下した後、充電電流に依存して図中破線で示すように異
なる特性で低下するものの、一定時間ｔの経過後には前
記充電停止時の端子電圧から一定電圧だけ低下して落ち
着く。従ってこの開放電圧に着目すれば、図１において
破線で示すように、その充放電特性Ｃが充電電流に依存
することなく、そのときの充電状態を正確に示すことに
着目している。
【０００８】そこで本発明に係る二次電池の充電管理装
置は、請求項１に記載するように二次電池の開放電圧Ｖ
bを検出する検出手段と、前記二次電池の開放電圧Ｖbと
その充電状態ＳＯＣとの、例えば図１に示すような特性
からなる関係を記憶したテーブルと、前記二次電池の最
大充電状態ＳＯＣmaxを記憶する記憶手段と、更に前記
検出手段により検出された端子電圧Ｖbに基づいて前記
テーブルを参照して前記二次電池の充電状態ＳＯＣxを
求めると共に、テーブルから求められ充電状態ＳＯＣx
が前記記憶手段に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを
上回るとき、該充電状態ＳＯＣxを現在の充電状態ＳＯ
Ｃとして出力すると共にこの充電状態ＳＯＣにて前記記
憶手段に記憶する最大充電状態ＳＯＣmaxを更新する充
電状態検出手段を備えたことを特徴としている。
置は、請求項１に記載するように二次電池の開放電圧Ｖ
bを検出する検出手段と、前記二次電池の開放電圧Ｖbと
その充電状態ＳＯＣとの、例えば図１に示すような特性
からなる関係を記憶したテーブルと、前記二次電池の最
大充電状態ＳＯＣmaxを記憶する記憶手段と、更に前記
検出手段により検出された端子電圧Ｖbに基づいて前記
テーブルを参照して前記二次電池の充電状態ＳＯＣxを
求めると共に、テーブルから求められ充電状態ＳＯＣx
が前記記憶手段に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを
上回るとき、該充電状態ＳＯＣxを現在の充電状態ＳＯ
Ｃとして出力すると共にこの充電状態ＳＯＣにて前記記
憶手段に記憶する最大充電状態ＳＯＣmaxを更新する充
電状態検出手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】即ち、テーブルを参照することによって二
次電池の開放電圧Ｖbから二次電池の充電状態ＳＯＣxを
仮に求めるとに、この充電状態ＳＯＣxが前記記憶手段
に記憶されている今までの最大充電状態ＳＯＣmaxを上
回るか否かを判定する。そして充電状態ＳＯＣxが最大
充電状態ＳＯＣmaxを上回るとき、前記テーブルに記憶
された特性Ａに従って開放電圧Ｖbが変化したと判断し
て、前記テーブルから求められた充電状態ＳＯＣxを現
在の充電状態ＳＯＣとして出力することを特徴としてい
る。同時にこの充電状態ＳＯＣを新たな最大充電状態Ｓ
ＯＣmaxとして前記記憶手段を更新することを特徴とし
ている。
次電池の開放電圧Ｖbから二次電池の充電状態ＳＯＣxを
仮に求めるとに、この充電状態ＳＯＣxが前記記憶手段
に記憶されている今までの最大充電状態ＳＯＣmaxを上
回るか否かを判定する。そして充電状態ＳＯＣxが最大
充電状態ＳＯＣmaxを上回るとき、前記テーブルに記憶
された特性Ａに従って開放電圧Ｖbが変化したと判断し
て、前記テーブルから求められた充電状態ＳＯＣxを現
在の充電状態ＳＯＣとして出力することを特徴としてい
る。同時にこの充電状態ＳＯＣを新たな最大充電状態Ｓ
ＯＣmaxとして前記記憶手段を更新することを特徴とし
ている。
【００１０】ちなみに前記開放電圧Ｖbは、請求項２に
記載するように前記二次電池の充電を停止した後の一定
時間経過後における電池電圧として検出される。また本
発明の好ましい態様は、請求項３に記載するように、前
記二次電池が充電開始の初期状態ＳＯＣ0に至ったこと
を検知して前記二次電池の放電を禁止する初期状態検知
手段を更に備えることを特徴としている。また請求項４
に記載するように、前記記憶手段に記憶された最大充電
状態ＳＯＣmaxに応じて前記二次電池に対する充電を禁
止する充電制御手段を更に備えることを特徴とし、更に
は請求項５に記載するように、前記記憶手段に記憶され
た最大充電状態ＳＯＣmaxに応じて前記二次電池を強制
的に放電させる放電制御手段を更に備えることを特徴と
している。
記載するように前記二次電池の充電を停止した後の一定
時間経過後における電池電圧として検出される。また本
発明の好ましい態様は、請求項３に記載するように、前
記二次電池が充電開始の初期状態ＳＯＣ0に至ったこと
を検知して前記二次電池の放電を禁止する初期状態検知
手段を更に備えることを特徴としている。また請求項４
に記載するように、前記記憶手段に記憶された最大充電
状態ＳＯＣmaxに応じて前記二次電池に対する充電を禁
止する充電制御手段を更に備えることを特徴とし、更に
は請求項５に記載するように、前記記憶手段に記憶され
た最大充電状態ＳＯＣmaxに応じて前記二次電池を強制
的に放電させる放電制御手段を更に備えることを特徴と
している。
【００１１】即ち、二次電池の過度な充電と、過度な放
電を禁止することでその充電特性自体が変化することを
防止し、また二次電池を、一旦、強制的に初期状態まで
放電させることで、端子電圧Ｖbによる充電状態ＳＯＣ
の検出精度を保証するものとなっている。
電を禁止することでその充電特性自体が変化することを
防止し、また二次電池を、一旦、強制的に初期状態まで
放電させることで、端子電圧Ｖbによる充電状態ＳＯＣ
の検出精度を保証するものとなっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る二次電池の充電状態管理装置について説
明する。図３は第１の実施形態に係る充電状態管理装置
の概略構成を示す図であり、図中ＢＡＴはニッケル水素
電池等の二次電池、ＰＳは二次電池ＢＡＴの充電電源、
そしてＲＬは二次電池ＢＡＴの負荷である。二次電池Ｂ
ＡＴを内燃機関と電気モータとを併用したハイブリッド
カーの駆動源として用いるような場合には、上記充電電
源ＰＳは内燃機関等によって駆動される発電機、また負
荷ＲＬは二次電池によって駆動される電動機（モータ）
として実現される。尚、電動機を内燃機関により駆動す
ることで発電機として用いることも勿論可能である。し
かして二次電池ＢＡＴは、スイッチＳＷ１,ＳＷ２を介
して前記充電電源ＰＳまたは負荷ＲＬに選択的に接続さ
れて、その充電と放電がそれぞれ制御される。
実施形態に係る二次電池の充電状態管理装置について説
明する。図３は第１の実施形態に係る充電状態管理装置
の概略構成を示す図であり、図中ＢＡＴはニッケル水素
電池等の二次電池、ＰＳは二次電池ＢＡＴの充電電源、
そしてＲＬは二次電池ＢＡＴの負荷である。二次電池Ｂ
ＡＴを内燃機関と電気モータとを併用したハイブリッド
カーの駆動源として用いるような場合には、上記充電電
源ＰＳは内燃機関等によって駆動される発電機、また負
荷ＲＬは二次電池によって駆動される電動機（モータ）
として実現される。尚、電動機を内燃機関により駆動す
ることで発電機として用いることも勿論可能である。し
かして二次電池ＢＡＴは、スイッチＳＷ１,ＳＷ２を介
して前記充電電源ＰＳまたは負荷ＲＬに選択的に接続さ
れて、その充電と放電がそれぞれ制御される。
【００１３】さて前記二次電池ＢＡＴには、その端子電
圧、特に充電停止後の開放電圧Ｖbを検出する電圧検出
部１と、その充放電電流Ｉbを検出する電流検出部２，
そして電池温度Ｔbを検出する温度検出部３がそれぞれ
設けられている。そして充電状態検出部４は、基本的に
は前記電流検出部２で検出される充電電流から二次電池
ＢＡＴに対する充電の停止を検出し、充電停止から一定
時間経過後に前記電圧検出部１にて検出される二次電池
ＢＡＴの開放電圧Ｖbに基づき、該充電状態検出部に内
蔵されたテーブル５を参照して、また最大値記憶部６に
記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxに従って前記二次電
池ＢＡＴの充電状態ＳＯＣを検出する役割を担う。
圧、特に充電停止後の開放電圧Ｖbを検出する電圧検出
部１と、その充放電電流Ｉbを検出する電流検出部２，
そして電池温度Ｔbを検出する温度検出部３がそれぞれ
設けられている。そして充電状態検出部４は、基本的に
は前記電流検出部２で検出される充電電流から二次電池
ＢＡＴに対する充電の停止を検出し、充電停止から一定
時間経過後に前記電圧検出部１にて検出される二次電池
ＢＡＴの開放電圧Ｖbに基づき、該充電状態検出部に内
蔵されたテーブル５を参照して、また最大値記憶部６に
記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxに従って前記二次電
池ＢＡＴの充電状態ＳＯＣを検出する役割を担う。
【００１４】ちなみに上記テーブル５は、二次電池ＢＡ
Ｔの開放電圧Ｖbとその充電状態ＳＯＣとの図１に示す
ような関係（変化特性Ｃ）を該二次電池ＢＡＴに固有な
電池特性に応じて予め記憶したものである。このテーブ
ル５に記憶された特性によって二次電池ＢＡＴを所定の
充電初期状態ＳＯＣ0から満充電状態ＳＯＣ3までフル充
電した際の端子電圧Ｖbと充電状態ＳＯＣとの関係が示
される。尚、テーブル５に、満充電状態ＳＯＣ3から深
放電に至る直前の充電状態（充電初期状態）ＳＯＣ0ま
で連続的に放電させた際の端子電圧Ｖbと充電状態ＳＯ
Ｃとの関係を、併せて記憶しておくようにしても良い。
つまり二次電池ＢＡＴの許容された最大動作保証範囲で
の充放電特性をテーブル５に記憶させておけば良い。
Ｔの開放電圧Ｖbとその充電状態ＳＯＣとの図１に示す
ような関係（変化特性Ｃ）を該二次電池ＢＡＴに固有な
電池特性に応じて予め記憶したものである。このテーブ
ル５に記憶された特性によって二次電池ＢＡＴを所定の
充電初期状態ＳＯＣ0から満充電状態ＳＯＣ3までフル充
電した際の端子電圧Ｖbと充電状態ＳＯＣとの関係が示
される。尚、テーブル５に、満充電状態ＳＯＣ3から深
放電に至る直前の充電状態（充電初期状態）ＳＯＣ0ま
で連続的に放電させた際の端子電圧Ｖbと充電状態ＳＯ
Ｃとの関係を、併せて記憶しておくようにしても良い。
つまり二次電池ＢＡＴの許容された最大動作保証範囲で
の充放電特性をテーブル５に記憶させておけば良い。
【００１５】さて前記充電状態検出部４は、例えば図４
に示す処理手順に従って前記二次電池ＢＡＴの充電状態
ＳＯＣを検出する。即ち、充電状態検出部４は、先ず二
次電池ＢＡＴを所定の初期状態、具体的にはテーブル５
に記憶された充放電特性に示される充電開始初期時の充
電状態ＳＯＣ0に初期設定する［ステップＳ１］。しか
る後、この初期状態において前記最大値記憶部６に、上
記充電開始初期時の充電状態ＳＯＣ0を、そのときの最
大充電状態ＳＯＣmaxとして初期設定する［ステップＳ
２］。これらの処理は、例えば装置の運用開始に先立つ
前処理として実行される。
に示す処理手順に従って前記二次電池ＢＡＴの充電状態
ＳＯＣを検出する。即ち、充電状態検出部４は、先ず二
次電池ＢＡＴを所定の初期状態、具体的にはテーブル５
に記憶された充放電特性に示される充電開始初期時の充
電状態ＳＯＣ0に初期設定する［ステップＳ１］。しか
る後、この初期状態において前記最大値記憶部６に、上
記充電開始初期時の充電状態ＳＯＣ0を、そのときの最
大充電状態ＳＯＣmaxとして初期設定する［ステップＳ
２］。これらの処理は、例えば装置の運用開始に先立つ
前処理として実行される。
【００１６】しかる後、充電状態検出部４は、先ず充電
停止後の所定時間を計測する為のカウンタを零（０）に
初期設定する［ステップＳ３］。この状態で前記電流検
出部２で求められる充電電流Ｉbを入力し［ステップＳ
４］、充電電流Ｉbが零（０）となったか否か、つまり
充電が停止したか否かを判定する［ステップＳ５］。そ
して充電電流Ｉbが零（０）でない場合には、二次電池
ＢＡＴに対する充電が継続されていると判断して前述し
たステップＳ３の処理に復帰する。従ってこの場合に
は、前記カウンタが再度零（０）に初期設定されて、充
電電流Ｉbの検出が行われることになる。
停止後の所定時間を計測する為のカウンタを零（０）に
初期設定する［ステップＳ３］。この状態で前記電流検
出部２で求められる充電電流Ｉbを入力し［ステップＳ
４］、充電電流Ｉbが零（０）となったか否か、つまり
充電が停止したか否かを判定する［ステップＳ５］。そ
して充電電流Ｉbが零（０）でない場合には、二次電池
ＢＡＴに対する充電が継続されていると判断して前述し
たステップＳ３の処理に復帰する。従ってこの場合に
は、前記カウンタが再度零（０）に初期設定されて、充
電電流Ｉbの検出が行われることになる。
【００１７】しかして充電電流Ｉbが零（０）になった
ことが検出されたならば、これを充電の停止として判断
し［ステップＳ５］、充電停止後の時間を計時するべく
前記カウンタをインクリメントする［ステップＳ６］。
そしてカウンタによる計測値によって示される充電停止
後の経過時間が、所定の開放時間に達したか否かを判定
する［ステップＳ７］。このようなカウンタのインクリ
メントとその判定は、充電停止後の経過時間が前記開放
時間に達するまで繰り返し行われる。但し、カウンタに
よる経過時間の計測時に前記ステップＳ４によって再び
充電電流Ｉbが検出された場合には、充電停止後に所定
時間が経過する前に充電が再開されたとして、その処理
を中断し、前述したステップＳ３からの処理に復帰す
る。
ことが検出されたならば、これを充電の停止として判断
し［ステップＳ５］、充電停止後の時間を計時するべく
前記カウンタをインクリメントする［ステップＳ６］。
そしてカウンタによる計測値によって示される充電停止
後の経過時間が、所定の開放時間に達したか否かを判定
する［ステップＳ７］。このようなカウンタのインクリ
メントとその判定は、充電停止後の経過時間が前記開放
時間に達するまで繰り返し行われる。但し、カウンタに
よる経過時間の計測時に前記ステップＳ４によって再び
充電電流Ｉbが検出された場合には、充電停止後に所定
時間が経過する前に充電が再開されたとして、その処理
を中断し、前述したステップＳ３からの処理に復帰す
る。
【００１８】しかして二次電池ＢＡＴの充電停止後に一
定の時間経過が検出された場合には［ステップＳ７］、
次に前記電圧検出部１にて検出される二次電池ＢＡＴの
開放電圧Ｖbを入力する［ステップＳ８］。そして入力
した開放電圧Ｖbに従い、前記テーブル５を参照して該
開放電圧Ｖbに相当する充電状態ＳＯＣを、仮の充電状
態ＳＯＣxとして求める［ステップＳ９］。
定の時間経過が検出された場合には［ステップＳ７］、
次に前記電圧検出部１にて検出される二次電池ＢＡＴの
開放電圧Ｖbを入力する［ステップＳ８］。そして入力
した開放電圧Ｖbに従い、前記テーブル５を参照して該
開放電圧Ｖbに相当する充電状態ＳＯＣを、仮の充電状
態ＳＯＣxとして求める［ステップＳ９］。
【００１９】次いで前記最大値記憶部６に記憶された最
大充電状態ＳＯＣmaxを参照し、上記充電状態ＳＯＣxが
上記最大充電状態ＳＯＣmaxを上回っているか否かを判
定する［ステップＳ１０］。この判定により前記充電状
態ＳＯＣxが最大充電状態ＳＯＣmaxに達していないこと
が判断された場合には、そのときの開放電圧Ｖbが前述
した図１に示す変化特性Ｃに属するか、或いは変化特性
Ｂに属するかが不明なので、むしろ上記最大値記憶部６
に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxからどの程度放電
させた後の充電電圧かが不明なので、これを無視する。
そして前記ステップＳ４の処理に戻り、再度、充電電流
Ｉbの入力処理からの一連の処理を繰り返し実行する。
大充電状態ＳＯＣmaxを参照し、上記充電状態ＳＯＣxが
上記最大充電状態ＳＯＣmaxを上回っているか否かを判
定する［ステップＳ１０］。この判定により前記充電状
態ＳＯＣxが最大充電状態ＳＯＣmaxに達していないこと
が判断された場合には、そのときの開放電圧Ｖbが前述
した図１に示す変化特性Ｃに属するか、或いは変化特性
Ｂに属するかが不明なので、むしろ上記最大値記憶部６
に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxからどの程度放電
させた後の充電電圧かが不明なので、これを無視する。
そして前記ステップＳ４の処理に戻り、再度、充電電流
Ｉbの入力処理からの一連の処理を繰り返し実行する。
【００２０】これに対して上記ステップＳ５において充
電状態ＳＯＣxが前記最大充電状態ＳＯＣmaxを上回るこ
とが検出されたならば、それまでの充電状態の如何に拘
わらず、開放電圧Ｖbがテーブル５に記憶された充放電
特性Ｃに従って変化していると判断される。つまりそれ
までの最大充電状態ＳＯＣmaxを上回ってその充電状態
が高められていると判断される。そこでこの場合には、
次に上記充電状態ＳＯＣxを最新の最大充電状態である
とし、該充電状態ＳＯＣxにて前記最大値記憶部６を更
新する。つまり充電状態ＳＯＣxを新たな最大充電状態
ＳＯＣmaxとして前記最大値記憶部６に記憶する［ステ
ップＳ１１］。同時にこの充電状態ＳＯＣxを現在の充
電状態ＳＯＣとして出力する［ステップＳ１２］。その
後、前記ステップ４に処理に戻り、充電電流Ｉbの入力
処理からの一連の処理を繰り返し実行する。
電状態ＳＯＣxが前記最大充電状態ＳＯＣmaxを上回るこ
とが検出されたならば、それまでの充電状態の如何に拘
わらず、開放電圧Ｖbがテーブル５に記憶された充放電
特性Ｃに従って変化していると判断される。つまりそれ
までの最大充電状態ＳＯＣmaxを上回ってその充電状態
が高められていると判断される。そこでこの場合には、
次に上記充電状態ＳＯＣxを最新の最大充電状態である
とし、該充電状態ＳＯＣxにて前記最大値記憶部６を更
新する。つまり充電状態ＳＯＣxを新たな最大充電状態
ＳＯＣmaxとして前記最大値記憶部６に記憶する［ステ
ップＳ１１］。同時にこの充電状態ＳＯＣxを現在の充
電状態ＳＯＣとして出力する［ステップＳ１２］。その
後、前記ステップ４に処理に戻り、充電電流Ｉbの入力
処理からの一連の処理を繰り返し実行する。
【００２１】かくして上述した如く構成され、最大値記
憶部６に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを参照しな
がら、テーブル５に記憶された充放電特性に従って二次
電池ＢＡＴの開放電圧Ｖbからその充電状態ＳＯＣを求
める本装置によれば、仮に二次電池ＢＡＴに対する充放
電がランダムに繰り返される場合であっても、その充電
時の開放電圧Ｖbから該二次電池ＢＡＴの充電状態ＳＯ
Ｃ、特にその最大充電状態ＳＯＣmaxを正確に検出する
ことができる。しかも充放電電流Ｉbに依存することな
く、また一時的な放電による充放電特性の変化に拘わり
なく、充電停止後の開放電圧Ｖbから、その充電状態Ｓ
ＯＣを正確に把握することができる。特に充電が停止し
た後の所定時間経過後における端子電圧Ｖbから充電状
態ＳＯＣを求めるので、充電電流Ｉbの影響を受けるこ
となしに、簡易にして高精度に充電状態ＳＯＣを求める
ことができる等の実用上大きな効果を奏しうる。
憶部６に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを参照しな
がら、テーブル５に記憶された充放電特性に従って二次
電池ＢＡＴの開放電圧Ｖbからその充電状態ＳＯＣを求
める本装置によれば、仮に二次電池ＢＡＴに対する充放
電がランダムに繰り返される場合であっても、その充電
時の開放電圧Ｖbから該二次電池ＢＡＴの充電状態ＳＯ
Ｃ、特にその最大充電状態ＳＯＣmaxを正確に検出する
ことができる。しかも充放電電流Ｉbに依存することな
く、また一時的な放電による充放電特性の変化に拘わり
なく、充電停止後の開放電圧Ｖbから、その充電状態Ｓ
ＯＣを正確に把握することができる。特に充電が停止し
た後の所定時間経過後における端子電圧Ｖbから充電状
態ＳＯＣを求めるので、充電電流Ｉbの影響を受けるこ
となしに、簡易にして高精度に充電状態ＳＯＣを求める
ことができる等の実用上大きな効果を奏しうる。
【００２２】ところで本発明に係る二次電池の充電状態
管理装置は、前述した図３に示す構成に加えて、例えば
図５に示すように更に初期状態検出部７を備えて構成す
ることもできる。即ち、初期状態検出部７は、前記電圧
検出部１、電流検出部２，および温度検出部３にてそれ
ぞれ検出される端子電圧Ｖb、充放電電流Ｉb、そして電
池温度Ｔbを入力し、これらの各検出値に基づいて前記
二次電池ＢＡＴの前述した初期状態ＳＯＣ0を検出する
もので、初期状態ＳＯＣ0の検出時に前記最大値記憶部
６をリセットすると共に、前記スイッチＳＷ２を開放し
て前記二次電池ＢＡＴの放電を禁止する役割を担う。ち
なみに初期状態ＳＯＣ0の検出は、二次電池ＢＡＴの放
電時における端子電圧Ｖbに従い、前述したテーブル５
を参照する等して行われる。
管理装置は、前述した図３に示す構成に加えて、例えば
図５に示すように更に初期状態検出部７を備えて構成す
ることもできる。即ち、初期状態検出部７は、前記電圧
検出部１、電流検出部２，および温度検出部３にてそれ
ぞれ検出される端子電圧Ｖb、充放電電流Ｉb、そして電
池温度Ｔbを入力し、これらの各検出値に基づいて前記
二次電池ＢＡＴの前述した初期状態ＳＯＣ0を検出する
もので、初期状態ＳＯＣ0の検出時に前記最大値記憶部
６をリセットすると共に、前記スイッチＳＷ２を開放し
て前記二次電池ＢＡＴの放電を禁止する役割を担う。ち
なみに初期状態ＳＯＣ0の検出は、二次電池ＢＡＴの放
電時における端子電圧Ｖbに従い、前述したテーブル５
を参照する等して行われる。
【００２３】このように機能する初期状態検出部７を備
えれば、二次電池ＢＡＴの深放電を防ぐと共に、その初
期充電状態ＳＯＣ0を前述したテーブル５に記憶した充
放電特性の初期状態に保つことができるので、実際の二
次電池ＢＡＴの充放電特性が前記テーブル５に記憶され
た充放電特性から変化することがない。従って前述した
開放電圧Ｖbに基づく充電状態ＳＯＣの検出精度を、常
に安定に保証することが可能となる。
えれば、二次電池ＢＡＴの深放電を防ぐと共に、その初
期充電状態ＳＯＣ0を前述したテーブル５に記憶した充
放電特性の初期状態に保つことができるので、実際の二
次電池ＢＡＴの充放電特性が前記テーブル５に記憶され
た充放電特性から変化することがない。従って前述した
開放電圧Ｖbに基づく充電状態ＳＯＣの検出精度を、常
に安定に保証することが可能となる。
【００２４】また更に図６に示すように更に前記最大値
記憶部６に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを所定の
判定閾値と比較して、該最大充電状態ＳＯＣmaxが満充
電状態に達したとき、前記二次電池ＢＡＴに対するそれ
以上の充電を禁止する充電制御部８を設けることも有効
である。この場合には、充電制御部８にて前記スイッチ
ＳＷ１を強制的にオフ動作させるようにすれば良い。
記憶部６に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxを所定の
判定閾値と比較して、該最大充電状態ＳＯＣmaxが満充
電状態に達したとき、前記二次電池ＢＡＴに対するそれ
以上の充電を禁止する充電制御部８を設けることも有効
である。この場合には、充電制御部８にて前記スイッチ
ＳＷ１を強制的にオフ動作させるようにすれば良い。
【００２５】このような充電制御部８を備えれば、二次
電池ＢＡＴを過充電することがなくなるので、二次電池
ＢＡＴの電池特性を劣化させる虞がなくなる。特にテー
ブル５に記憶された充放電特性の最大充電状態ＳＯＣ3
を、その充電禁止の判定閾値としておけば、それ以上の
充電によって実際の二次電池ＢＡＴの充放電特性が前記
テーブル５に記憶された充放電特性から変化することを
未然に防止することができる。
電池ＢＡＴを過充電することがなくなるので、二次電池
ＢＡＴの電池特性を劣化させる虞がなくなる。特にテー
ブル５に記憶された充放電特性の最大充電状態ＳＯＣ3
を、その充電禁止の判定閾値としておけば、それ以上の
充電によって実際の二次電池ＢＡＴの充放電特性が前記
テーブル５に記憶された充放電特性から変化することを
未然に防止することができる。
【００２６】尚、スイッチＳＷ１をオフ動作させて充電
禁止状態にした場合、例えば二次電池ＢＡＴの放電だけ
が許可されることになるので、前述した初期状態検出部
７にて初期充電状態ＳＯＣ0が検出された時点で、上述
した充電禁止をリセットするようにすれば良い。また更
に図７に示すように充電制御部８と並列に、前記最大値
記憶部６に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxが満充電
状態に達したとき、前記二次電池ＢＡＴを強制的に放電
させる放電制御部９を設けることも有用である。ちなみ
に二次電池ＢＡＴを強制放電させるには、例えば前記二
次電池ＢＡＴに対してスイッチＳＷ３を介してダミーの
負荷ＤＲＬを設け、このダミー負荷ＤＲＬを介して二次
電池ＢＡＴを放電させるようにすれば良い。尚、二次電
池ＢＡＴの強制放電は、前述した初期状態検出部７の動
作に関連して、その充電状態が前述した初期状態ＳＯＣ
0に達するまで行われる。
禁止状態にした場合、例えば二次電池ＢＡＴの放電だけ
が許可されることになるので、前述した初期状態検出部
７にて初期充電状態ＳＯＣ0が検出された時点で、上述
した充電禁止をリセットするようにすれば良い。また更
に図７に示すように充電制御部８と並列に、前記最大値
記憶部６に記憶された最大充電状態ＳＯＣmaxが満充電
状態に達したとき、前記二次電池ＢＡＴを強制的に放電
させる放電制御部９を設けることも有用である。ちなみ
に二次電池ＢＡＴを強制放電させるには、例えば前記二
次電池ＢＡＴに対してスイッチＳＷ３を介してダミーの
負荷ＤＲＬを設け、このダミー負荷ＤＲＬを介して二次
電池ＢＡＴを放電させるようにすれば良い。尚、二次電
池ＢＡＴの強制放電は、前述した初期状態検出部７の動
作に関連して、その充電状態が前述した初期状態ＳＯＣ
0に達するまで行われる。
【００２７】このような放電制御部９を備えれば、二次
電池ＢＡＴを過充電することなく速やかに初期充電状態
に復帰させることができるので、二次電池ＢＡＴを常に
安定した動作領域で動作させることが可能となり、前述
した充電時における端子電圧Ｖbからその充電状態を安
定に、且つ正確に検出することが可能となる。尚、本発
明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例
えば放電時における開放電圧Ｖbから同様にして充電状
態ＳＯＣを求めるようにしても良い。但し、この場合に
は、例えばテーブル５に記憶した充放電特性の最大充電
状態を初期状態としてその放電を管理するようにし、放
電に伴う最小充電状態ＳＯＣminを記憶しながらテーブ
ル５に記憶された充放電特性からそのときの充電状態を
求めるようにすれば良い。また前述した二次電池ＢＡＴ
の強制放電を制御するに際しては、例えばその充放電電
流の積算値からその初期充電状態を検出するようにして
も良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
電池ＢＡＴを過充電することなく速やかに初期充電状態
に復帰させることができるので、二次電池ＢＡＴを常に
安定した動作領域で動作させることが可能となり、前述
した充電時における端子電圧Ｖbからその充電状態を安
定に、且つ正確に検出することが可能となる。尚、本発
明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例
えば放電時における開放電圧Ｖbから同様にして充電状
態ＳＯＣを求めるようにしても良い。但し、この場合に
は、例えばテーブル５に記憶した充放電特性の最大充電
状態を初期状態としてその放電を管理するようにし、放
電に伴う最小充電状態ＳＯＣminを記憶しながらテーブ
ル５に記憶された充放電特性からそのときの充電状態を
求めるようにすれば良い。また前述した二次電池ＢＡＴ
の強制放電を制御するに際しては、例えばその充放電電
流の積算値からその初期充電状態を検出するようにして
も良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、テ
ーブルに記憶された充電端子電圧とその充電状態との関
係（充放電特性）に従って二次電池の充電停止後の開放
電圧から充電状態を求め、この充填状態が記憶した最大
充電状態を上回るときに、これを現在の充電状態として
出力し、同時に上記最大充電状態を更新するので、二次
電池の充電停止時における開放電圧からその充電状態を
簡易に、且つ正確に検出することができる。特に充電電
流に依存することなしに、高精度に充電状態を求めるこ
とができる。しかも検出された充電状態に応じて二次電
池に対する充電および放電を制御し、更には二次電池を
強制的に放電させるので、二次電池の充放電特性を前記
テーブルに記憶された充放電特性に合わせておくことが
でき、従って常に安定に二次電池の充電停止時における
開放電圧からその充電状態を求めることが可能となる等
の実用上多大なる効果が奏せられる。
ーブルに記憶された充電端子電圧とその充電状態との関
係（充放電特性）に従って二次電池の充電停止後の開放
電圧から充電状態を求め、この充填状態が記憶した最大
充電状態を上回るときに、これを現在の充電状態として
出力し、同時に上記最大充電状態を更新するので、二次
電池の充電停止時における開放電圧からその充電状態を
簡易に、且つ正確に検出することができる。特に充電電
流に依存することなしに、高精度に充電状態を求めるこ
とができる。しかも検出された充電状態に応じて二次電
池に対する充電および放電を制御し、更には二次電池を
強制的に放電させるので、二次電池の充放電特性を前記
テーブルに記憶された充放電特性に合わせておくことが
でき、従って常に安定に二次電池の充電停止時における
開放電圧からその充電状態を求めることが可能となる等
の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図１】本発明の基礎となる二次電池の端子電圧と充電
状態との関係（変化特性）を示す図。
状態との関係（変化特性）を示す図。
【図２】二次電池の充電時における端子電圧と、充電停
止後における開放電圧の変化を示す図。
止後における開放電圧の変化を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る二次電池の充電
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
【図４】本発明に係る充電状態管理装置における充電状
態検出部での処理動作の手順を示す図。
態検出部での処理動作の手順を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る二次電池の充電
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る二次電池の充電
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る二次電池の充電
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
１ 電圧検出部 ２ 電流検出部 ３ 温度検出部 ４ 充電状態検出部 ５ テーブル ６ 最大値記憶部 ７ 初期状態検出部 ８ 充電制御部 ９ 放電制御部 ＢＡＴ 二次電池 ＰＳ 充電電源 ＲＬ 負荷 ＤＲＬ ダミー負荷
フロントページの続き (72)発明者 栗栖 憲仁 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 林田 浩孝 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝内 (72)発明者 飛田 義男 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会社 東芝内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB11 CB12 CB13 CB23 CB31 CB33 CC04 CC10 CC27 CC28 CD01 2G035 AB03 AC01 AC02 AC19 AD26 AD28 AD45 AD49 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 CB01 CC04 DA04 DA13 EA05 5H030 AA03 AA04 AA08 AS20 BB01 BB21 FF44 FF52
Claims (5)
- 【請求項１】 二次電池の充電後における開放電圧を検
出する検出手段と、 前記二次電池の開放電圧とその充電状態との関係を記憶
したテーブルと、 前記二次電池の最大充電状態を記憶する記憶手段と、 前記検出手段により検出された開放電圧に基づいて前記
テーブルを参照して前記二次電池の充電状態を求めると
共に、この充電状態が前記記憶手段に記憶された最大充
電状態を上回るとき、該充電状態を現在の充電状態とし
て出力すると共にこの充電状態にて前記記憶手段に記憶
する最大充電状態を更新する充電状態検出手段とを具備
したことを特徴とする二次電池の充電状態管理装置。 - 【請求項２】 前記開放電圧は、前記二次電池の充電停
止時から所定時間経過後における該二次電池の電池電圧
として求められることを特徴とする請求項１に記載の二
次電池の充電状態管理装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の二次電池の充電状態管
理装置において、更に前記二次電池が充電開始の初期状
態に至ったことを検知して前記二次電池の放電を禁止す
る初期状態検知手段を備えることを特徴とする二次電池
の充電状態管理装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の二次電池の充電状態管
理装置において、更に前記記憶手段に記憶された最大充
電状態に応じて前記二次電池に対する充電を禁止する充
電制御手段を備えることを特徴とする二次電池の充電状
態管理装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の二次電池の充電状態管
理装置において、更に前記記憶手段に記憶された最大充
電状態に応じて前記二次電池を強制的に放電させる放電
制御手段を備えることを特徴とする二次電池の充電状態
管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10240627A JP2000078758A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 二次電池の充電状態管理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10240627A JP2000078758A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 二次電池の充電状態管理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000078758A true JP2000078758A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17062322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10240627A Pending JP2000078758A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 二次電池の充電状態管理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000078758A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072892A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Toyota Motor Corp | 電気負荷駆動装置、電気負荷駆動方法、電気負荷の駆動をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 |
| KR101463394B1 (ko) * | 2012-10-31 | 2014-11-21 | 한국전기연구원 | 배터리 관리 시스템, 및 배터리 관리 시스템을 이용하는 배터리 충전상태의 추정방법 |
| US10274545B2 (en) | 2014-03-18 | 2019-04-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Calculation apparatus and method for calculating relationship between charge amount and potential |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP10240627A patent/JP2000078758A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072892A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Toyota Motor Corp | 電気負荷駆動装置、電気負荷駆動方法、電気負荷の駆動をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 |
| KR101463394B1 (ko) * | 2012-10-31 | 2014-11-21 | 한국전기연구원 | 배터리 관리 시스템, 및 배터리 관리 시스템을 이용하는 배터리 충전상태의 추정방법 |
| US10274545B2 (en) | 2014-03-18 | 2019-04-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Calculation apparatus and method for calculating relationship between charge amount and potential |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040114 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040116 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040218 |