JP2000014019A - バッテリの放電量測定装置 - Google Patents
バッテリの放電量測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出誤差を補正できるバッテリの放電量測定
装置とする。 【解決手段】 出力パワーＰ１と放電電力量Ｗｈ１を検
出する。またこのときの温度と内部抵抗劣化係数γ１も
検出する。温度テーブルから対応する温度劣化係数α１
を求める。出力パワーＰ１に対してＰ１／（α１・
γ１）を演算して内部抵抗劣化と温度劣化を初期状態に
補正し、初期特性Ｃから放電電力量Ｗｈ（Ｐ１／（α１
・γ１）の推定値を得る。この値は容量劣化前の放電電
力量で、容量劣化係数βを乗じると、Ｄで示す実際の放
電電力量になる。この補正式と検出値のＷｈ１に検出誤
差補正値ΔＷｈを加えた補正式と等しくさせて第１の演
算式を得る。そして所定の放電が進行した時点で、第
２、第３の演算式を得る。これを連立させることで、検
出誤差補正値ΔＷｈと容量劣化係数βが求まる。放電電
力量の検出値を検出誤差補正値ΔＷｈで補正すると、実
際の放電電力量の検出値になる。
装置とする。 【解決手段】 出力パワーＰ１と放電電力量Ｗｈ１を検
出する。またこのときの温度と内部抵抗劣化係数γ１も
検出する。温度テーブルから対応する温度劣化係数α１
を求める。出力パワーＰ１に対してＰ１／（α１・
γ１）を演算して内部抵抗劣化と温度劣化を初期状態に
補正し、初期特性Ｃから放電電力量Ｗｈ（Ｐ１／（α１
・γ１）の推定値を得る。この値は容量劣化前の放電電
力量で、容量劣化係数βを乗じると、Ｄで示す実際の放
電電力量になる。この補正式と検出値のＷｈ１に検出誤
差補正値ΔＷｈを加えた補正式と等しくさせて第１の演
算式を得る。そして所定の放電が進行した時点で、第
２、第３の演算式を得る。これを連立させることで、検
出誤差補正値ΔＷｈと容量劣化係数βが求まる。放電電
力量の検出値を検出誤差補正値ΔＷｈで補正すると、実
際の放電電力量の検出値になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、測定誤差を精度
よく補正して放電量を測定する放電量測定装置に関す
る。
よく補正して放電量を測定する放電量測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】放電量を測定して残存容量を演算する装
置が電気自動車やハイブリッド車などで実用化されてい
る。これらの従来の装置では、残存容量の演算精度を向
上させるために、放電量の測定値を用いてバッテリの容
量劣化についても演算するようになっている。例えば出
力パワーと放電電力量の特性を用いる容量劣化測定で
は、初期特性を基本に、内部抵抗劣化を表すパラメータ
と容量劣化を表すパラメータを用いて出力パワー対放電
電力量の特性を表現する。内部抵抗パラメータと容量劣
化パラメータはそれぞれ図８、図９のように分離して求
める。
置が電気自動車やハイブリッド車などで実用化されてい
る。これらの従来の装置では、残存容量の演算精度を向
上させるために、放電量の測定値を用いてバッテリの容
量劣化についても演算するようになっている。例えば出
力パワーと放電電力量の特性を用いる容量劣化測定で
は、初期特性を基本に、内部抵抗劣化を表すパラメータ
と容量劣化を表すパラメータを用いて出力パワー対放電
電力量の特性を表現する。内部抵抗パラメータと容量劣
化パラメータはそれぞれ図８、図９のように分離して求
める。
【０００３】図８は初期特性に対して容量劣化を分離し
て内部抵抗劣化を表示した図である。内部抵抗劣化係数
γは実際の特性と容量劣化補正特性で算出される。すな
わち実測によって電力積算値ＣＡＰＷＨｎを求める。そ
して容量劣化補正特性から出力可能パワーＰ（ＣＡＰＷ
Ｈｎ／β）を求める。一方バッテリに対して出力パワー
を実測して実測値Ｐｎを得る。
て内部抵抗劣化を表示した図である。内部抵抗劣化係数
γは実際の特性と容量劣化補正特性で算出される。すな
わち実測によって電力積算値ＣＡＰＷＨｎを求める。そ
して容量劣化補正特性から出力可能パワーＰ（ＣＡＰＷ
Ｈｎ／β）を求める。一方バッテリに対して出力パワー
を実測して実測値Ｐｎを得る。
【０００４】バッテリの内部抵抗の劣化度合いを示す劣
化係数γは下式のように演算して求める。 γｎ＝Ｐｎ／Ｐ（ＣＡＰＷＨｎ／β） （１） γｎは図８に示すように放電の進行にしたがって求め、
前回の検出値γｎ−１と平均値をとって内部抵抗劣化係
数γとする。式（２）はその演算式を表示する。 γ＝（γｎ−γｎ−１）／２ （２）
化係数γは下式のように演算して求める。 γｎ＝Ｐｎ／Ｐ（ＣＡＰＷＨｎ／β） （１） γｎは図８に示すように放電の進行にしたがって求め、
前回の検出値γｎ−１と平均値をとって内部抵抗劣化係
数γとする。式（２）はその演算式を表示する。 γ＝（γｎ−γｎ−１）／２ （２）
【０００５】図９は、初期特性に対して内部抵抗劣化を
分離して容量劣化を表示した図である。容量劣化係数β
は実際の特性と内部抵抗劣化補正特性で算出される。す
なわちバッテリの放電パワーＰｎと放電電力量ＣＡＰＷ
Ｈｎを実測して求める。そして放電パワーＰｎで内部抵
抗劣化補正特性から放電電力量の推定値Ｗｈ（Ｐｎ／
γ）を求める。
分離して容量劣化を表示した図である。容量劣化係数β
は実際の特性と内部抵抗劣化補正特性で算出される。す
なわちバッテリの放電パワーＰｎと放電電力量ＣＡＰＷ
Ｈｎを実測して求める。そして放電パワーＰｎで内部抵
抗劣化補正特性から放電電力量の推定値Ｗｈ（Ｐｎ／
γ）を求める。
【０００６】バッテリの容量の劣化度合いを示す容量劣
化係数βは下式のように演算して求める。 βｎ＝ＣＡＰＷＨｎ／Ｗｈ（Ｐｎ／γ） （３） βｎは図９のように放電の進行にしたがって求め、式
（４）に示すように前回の検出値βｎ−１と平均値をと
って容量劣化係数βとする。 β＝（βｎ−βｎ−１）／２ （４）
化係数βは下式のように演算して求める。 βｎ＝ＣＡＰＷＨｎ／Ｗｈ（Ｐｎ／γ） （３） βｎは図９のように放電の進行にしたがって求め、式
（４）に示すように前回の検出値βｎ−１と平均値をと
って容量劣化係数βとする。 β＝（βｎ−βｎ−１）／２ （４）
【０００７】また内部抵抗劣化係数γは放電の初期に求
め、そのとき、容量の劣化を無視して求めることができ
る。容量劣化係数βは放電の末期に求め、そのとき、容
量劣化が占める割合が大きく、抵抗劣化を無視して容量
劣化係数を求めることができる。
め、そのとき、容量の劣化を無視して求めることができ
る。容量劣化係数βは放電の末期に求め、そのとき、容
量劣化が占める割合が大きく、抵抗劣化を無視して容量
劣化係数を求めることができる。
【０００８】このように容量劣化係数βと内部抵抗劣化
係数γを求め、それを用いて図１０のように、初期特性
に対する修正を行うことによって内部抵抗劣化補正特性
と容量劣化補正特性が得られる。内部抵抗劣化と容量劣
化それぞれを補正可能にしたバッテリの総合的推定劣化
特性が得られる。この総合的推定劣化特性から、バッテ
リの推定放電電力量を演算可能になり、検出した放電電
力量とにより残存容量を精度よく推定することが可能に
なる。
係数γを求め、それを用いて図１０のように、初期特性
に対する修正を行うことによって内部抵抗劣化補正特性
と容量劣化補正特性が得られる。内部抵抗劣化と容量劣
化それぞれを補正可能にしたバッテリの総合的推定劣化
特性が得られる。この総合的推定劣化特性から、バッテ
リの推定放電電力量を演算可能になり、検出した放電電
力量とにより残存容量を精度よく推定することが可能に
なる。
【０００９】またバッテリには、最初から内部抵抗劣化
と容量劣化を分離した状態で求めることができるバッテ
リも存在する。これらバッテリでは、図１１のように放
電電圧と放電電流の特性を利用して、初期特性から演算
する内部抵抗と、実測特性から演算する内部抵抗との比
を演算して内部抵抗γを求める。式（５）はその演算式
である。但し、Ｖは出力電圧、Ｉは出力電流、Ｒは内部
抵抗、Ｒ０は初期特性の抵抗、Ｒｄは実測特性の抵抗を
表す。 Ｖ＝Ｅ−ＩＲ、 γ＝Ｒ０／Ｒｄ （５）
と容量劣化を分離した状態で求めることができるバッテ
リも存在する。これらバッテリでは、図１１のように放
電電圧と放電電流の特性を利用して、初期特性から演算
する内部抵抗と、実測特性から演算する内部抵抗との比
を演算して内部抵抗γを求める。式（５）はその演算式
である。但し、Ｖは出力電圧、Ｉは出力電流、Ｒは内部
抵抗、Ｒ０は初期特性の抵抗、Ｒｄは実測特性の抵抗を
表す。 Ｖ＝Ｅ−ＩＲ、 γ＝Ｒ０／Ｒｄ （５）
【００１０】容量劣化係数は図１２のように開放電圧
（無負荷出力電圧）と放電電気量の特性から求める。す
なわち容量規定電圧Ｖｅにおいて初期特性から、放電開
始時の電圧Ｖｆに対して電圧の変動量（Ｖｅ−Ｖｆ）か
ら放電電気量Ｃ０を算出する。またこれと同じように実
測の特性からＣｄを算出する。ＣｄとＣ０の比を容量劣
化係数βとする。
（無負荷出力電圧）と放電電気量の特性から求める。す
なわち容量規定電圧Ｖｅにおいて初期特性から、放電開
始時の電圧Ｖｆに対して電圧の変動量（Ｖｅ−Ｖｆ）か
ら放電電気量Ｃ０を算出する。またこれと同じように実
測の特性からＣｄを算出する。ＣｄとＣ０の比を容量劣
化係数βとする。
【００１１】式（６）は放電電気量Ｃ及び容量劣化係数
βの数式表示式である。但し、Ｋは初期特性、実際の特
性の傾きである。 Ｃ＝（Ｖｆ−Ｖｅ）／Ｋ β＝Ｃｄ／Ｃ０ （６） このように内部抵抗劣化と容量劣化を分離した求めるバ
ッテリであっても、図１０のように総合的推定劣化特性
を得ることができる。この総合的推定劣化特性から、バ
ッテリの放電可能電力量を推定することが可能になり、
放電電力量の実測値とで容量劣化を補正した残存容量の
推定が可能になる。電気自動車やハイブリッド車では、
バッテリの劣化に対応した車両制御や充放電制御を行う
ことが可能になる。
βの数式表示式である。但し、Ｋは初期特性、実際の特
性の傾きである。 Ｃ＝（Ｖｆ−Ｖｅ）／Ｋ β＝Ｃｄ／Ｃ０ （６） このように内部抵抗劣化と容量劣化を分離した求めるバ
ッテリであっても、図１０のように総合的推定劣化特性
を得ることができる。この総合的推定劣化特性から、バ
ッテリの放電可能電力量を推定することが可能になり、
放電電力量の実測値とで容量劣化を補正した残存容量の
推定が可能になる。電気自動車やハイブリッド車では、
バッテリの劣化に対応した車両制御や充放電制御を行う
ことが可能になる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バッテ
リの残存容量を推定するのに、放電量の検出が不可欠
で、それを検出するときに、センサが用いられる。セン
サによる検出は誤差を伴い、その結果、残存容量の推定
値に誤差が存在することになる。バッテリの充放電はそ
の残存容量の推定値に基づいて行うため、充放電を繰り
返して行う中で誤差が蓄積され拡大される。
リの残存容量を推定するのに、放電量の検出が不可欠
で、それを検出するときに、センサが用いられる。セン
サによる検出は誤差を伴い、その結果、残存容量の推定
値に誤差が存在することになる。バッテリの充放電はそ
の残存容量の推定値に基づいて行うため、充放電を繰り
返して行う中で誤差が蓄積され拡大される。
【００１３】電気自動車の場合は、バッテリについて満
充電になったかどうかの検出を行い、満充電を検出する
と、残存容量を１００％とし、放電量の検出出発点が新
たに与えられるから、誤差の蓄積はその時点でリセット
される。しかし、充電状態が２０％〜８０％に維持さ
れ、満充電や完全放電を行う機会のないハイブリッド車
では、そうしたリセットをすることがないので、誤差が
広がり一方で、実態と離れた制御が行われる恐れがある
という問題点があった。本発明は、上記の問題に鑑み、
放電量検出値の検出誤差について検出するようにし、そ
れを補正可能にした放電量測定装置を提供することを目
的としている。
充電になったかどうかの検出を行い、満充電を検出する
と、残存容量を１００％とし、放電量の検出出発点が新
たに与えられるから、誤差の蓄積はその時点でリセット
される。しかし、充電状態が２０％〜８０％に維持さ
れ、満充電や完全放電を行う機会のないハイブリッド車
では、そうしたリセットをすることがないので、誤差が
広がり一方で、実態と離れた制御が行われる恐れがある
という問題点があった。本発明は、上記の問題に鑑み、
放電量検出値の検出誤差について検出するようにし、そ
れを補正可能にした放電量測定装置を提供することを目
的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このため請求項１記載の
発明は、バッテリの出力パワー対放電電力量の初期特性
に関するデータを記憶する放電電力量初期特性記憶手段
と、バッテリの放電パワーを検出するパワー検出手段
と、バッテリの放電電力量を検出する放電電力量検出手
段と、バッテリの内部抵抗の劣化を示す抵抗劣化係数を
求める抵抗劣化係数演算手段と、抵抗劣化係数を用いて
前記検出されたバッテリの放電パワーを初期状態に補正
するパワー補正手段と、パワー補正手段によって初期状
態に補正した放電パワーに基づいて前記放電電力量初期
特性記憶手段から放電電力量の推定値を得る放電電力量
推定手段と、放電電力量の推定値に容量劣化係数を乗じ
るとともに、放電電力量の検出値に検出誤差補正値を加
え、両補正式を等しくさせた第１の演算式を求め、さら
に放電が所定値以上に進行した点で第１の演算式と同じ
ように第２の演算式を求め、第１の演算式と第２の演算
式を連立させて、解くことによって、誤差補正値と容量
劣化係数を演算し、検出誤差を補正した放電電力量検出
値、あるいは容量劣化を補正した放電電力量の推定値を
検出値とする容量劣化・オフセット補正演算手段とを有
するものとした。
発明は、バッテリの出力パワー対放電電力量の初期特性
に関するデータを記憶する放電電力量初期特性記憶手段
と、バッテリの放電パワーを検出するパワー検出手段
と、バッテリの放電電力量を検出する放電電力量検出手
段と、バッテリの内部抵抗の劣化を示す抵抗劣化係数を
求める抵抗劣化係数演算手段と、抵抗劣化係数を用いて
前記検出されたバッテリの放電パワーを初期状態に補正
するパワー補正手段と、パワー補正手段によって初期状
態に補正した放電パワーに基づいて前記放電電力量初期
特性記憶手段から放電電力量の推定値を得る放電電力量
推定手段と、放電電力量の推定値に容量劣化係数を乗じ
るとともに、放電電力量の検出値に検出誤差補正値を加
え、両補正式を等しくさせた第１の演算式を求め、さら
に放電が所定値以上に進行した点で第１の演算式と同じ
ように第２の演算式を求め、第１の演算式と第２の演算
式を連立させて、解くことによって、誤差補正値と容量
劣化係数を演算し、検出誤差を補正した放電電力量検出
値、あるいは容量劣化を補正した放電電力量の推定値を
検出値とする容量劣化・オフセット補正演算手段とを有
するものとした。
【００１５】請求項２記載の発明は、抵抗劣化係数演算
手段は、バッテリの初期特性としての内部抵抗を記憶
し、実際の放電電圧と放電電流の変化率から演算した内
部抵抗と初期特性の内部抵抗との比を演算することで内
部抵抗劣化係数を求めるものとした。
手段は、バッテリの初期特性としての内部抵抗を記憶
し、実際の放電電圧と放電電流の変化率から演算した内
部抵抗と初期特性の内部抵抗との比を演算することで内
部抵抗劣化係数を求めるものとした。
【００１６】請求項３記載の発明は、内部抵抗の演算を
ＳＯＣ２０％以上の充電状態で行うものとした。
ＳＯＣ２０％以上の充電状態で行うものとした。
【００１７】請求項４記載の発明は、バッテリの温度と
出力パワーの劣化関係を示す温度劣化係数を記憶する温
度劣化係数記憶手段を設け、パワー補正手段は、温度劣
化係数を用いて、バッテリの出力パワーを初期特性と同
じ温度条件に補正するようにしたものとした。
出力パワーの劣化関係を示す温度劣化係数を記憶する温
度劣化係数記憶手段を設け、パワー補正手段は、温度劣
化係数を用いて、バッテリの出力パワーを初期特性と同
じ温度条件に補正するようにしたものとした。
【００１８】請求項５記載の発明は、バッテリの無負荷
出力電圧対放電電気量の初期特性に関するデータを記憶
する放電電気量初期特性記憶手段と、バッテリの無負荷
出力電圧を検出する無負荷電圧検出手段と、バッテリの
放電電気量を検出する放電電気量検出手段と、検出され
た無負荷出力電圧に基づいて前記放電電気量初期特性記
憶手段から、放電電気量の推定値を得る放電電気量推定
手段と、放電電気量推定手段によって推定された放電電
気量に容量劣化係数を乗じるとともに、前記放電電気量
の検出値に検出誤差補正値を加え、両補正式を等しくさ
せた第１の演算式を求め、さらに放電が所定値以上に進
行した点で第１の演算式と同じように第２の演算式を求
め、第１の演算式と第２の演算式を連立させて、解くこ
とによって、誤差補正値と容量劣化係数を演算し、検出
誤差を補正した放電電気量の検出値、あるいは容量劣化
を補正した放電電力量の推定値を検出値とする容量劣化
・オフセット補正演算手段とを有するものとした。
出力電圧対放電電気量の初期特性に関するデータを記憶
する放電電気量初期特性記憶手段と、バッテリの無負荷
出力電圧を検出する無負荷電圧検出手段と、バッテリの
放電電気量を検出する放電電気量検出手段と、検出され
た無負荷出力電圧に基づいて前記放電電気量初期特性記
憶手段から、放電電気量の推定値を得る放電電気量推定
手段と、放電電気量推定手段によって推定された放電電
気量に容量劣化係数を乗じるとともに、前記放電電気量
の検出値に検出誤差補正値を加え、両補正式を等しくさ
せた第１の演算式を求め、さらに放電が所定値以上に進
行した点で第１の演算式と同じように第２の演算式を求
め、第１の演算式と第２の演算式を連立させて、解くこ
とによって、誤差補正値と容量劣化係数を演算し、検出
誤差を補正した放電電気量の検出値、あるいは容量劣化
を補正した放電電力量の推定値を検出値とする容量劣化
・オフセット補正演算手段とを有するものとした。
【００１９】請求項６記載の発明は、無負荷電圧検出手
段が検出された前記バッテリの出力電圧と出力電流の変
化率から無負荷出力電圧を算出するものとした。請求項
７記載の発明は、放電量の検出を充電状態がＳＯＣ８０
％以下になってから行うものとした。
段が検出された前記バッテリの出力電圧と出力電流の変
化率から無負荷出力電圧を算出するものとした。請求項
７記載の発明は、放電量の検出を充電状態がＳＯＣ８０
％以下になってから行うものとした。
【００２０】
【作用】請求項１記載の発明では、バッテリの初期状態
を示す出力パワー対放電電力量の初期特性が記憶され
る。バッテリの放電パワーと抵抗劣化係数をそれぞれ検
出し、バッテリの放電パワーを抵抗劣化係数で初期状態
に補正する。これによって初期特性から、放電電力量を
求めることができる。この放電電力量に容量劣化係数を
掛けると、実際の放電量になる。
を示す出力パワー対放電電力量の初期特性が記憶され
る。バッテリの放電パワーと抵抗劣化係数をそれぞれ検
出し、バッテリの放電パワーを抵抗劣化係数で初期状態
に補正する。これによって初期特性から、放電電力量を
求めることができる。この放電電力量に容量劣化係数を
掛けると、実際の放電量になる。
【００２１】一方放電量の検出値に検出誤差に相当する
検出誤差補正値に加えると、実際の放電量になる。それ
らを等しくさせて、２つの未知数を含む第１の演算式を
求める。また、放電が所定値以上に進行した点で得た第
２の演算式からも、第１の演算式とほぼ同じ容量劣化係
数と検出誤差が得られるので、両演算式を連立させるこ
とができる。この連立式を解くことで、容量劣化係数と
検出誤差補正値が求まる。それらを用いて、検出値ある
いは推定値を補正し、実際の放電量が検出される。
検出誤差補正値に加えると、実際の放電量になる。それ
らを等しくさせて、２つの未知数を含む第１の演算式を
求める。また、放電が所定値以上に進行した点で得た第
２の演算式からも、第１の演算式とほぼ同じ容量劣化係
数と検出誤差が得られるので、両演算式を連立させるこ
とができる。この連立式を解くことで、容量劣化係数と
検出誤差補正値が求まる。それらを用いて、検出値ある
いは推定値を補正し、実際の放電量が検出される。
【００２２】請求項２記載の発明では、バッテリの放電
電圧と放電電流の検出値を用いて、その変化率で内部抵
抗を演算して、内部抵抗劣化係数を求めるようにしたの
で、容量劣化と関わることなく、求めることができ、演
算が簡単になる。
電圧と放電電流の検出値を用いて、その変化率で内部抵
抗を演算して、内部抵抗劣化係数を求めるようにしたの
で、容量劣化と関わることなく、求めることができ、演
算が簡単になる。
【００２３】請求項３記載の発明では、ＳＯＣ２０％以
下の放電電流、電圧が不安定な放電末期を避けて、内部
抵抗劣化係数の演算を内部抵抗値の安定する時期に行
う。
下の放電電流、電圧が不安定な放電末期を避けて、内部
抵抗劣化係数の演算を内部抵抗値の安定する時期に行
う。
【００２４】請求項４記載の発明では、温度の変化はバ
ッテリの出力パワーの劣化に影響を及ぼす。温度と出力
パワーの劣化係数を用いることによって、パワーの検出
値をより初期特性に補正することが可能になり、高精度
で放電電力量を推定することが可能になる。これによっ
て、容量劣化の推定精度が向上する。
ッテリの出力パワーの劣化に影響を及ぼす。温度と出力
パワーの劣化係数を用いることによって、パワーの検出
値をより初期特性に補正することが可能になり、高精度
で放電電力量を推定することが可能になる。これによっ
て、容量劣化の推定精度が向上する。
【００２５】請求項５記載の発明では、バッテリの初期
状態を示す無負荷電圧と放電電気量を記憶する。バッテ
リから検出された無負荷電圧によって、初期特性から放
電電気量の推定値を得る。この推定値に容量劣化が含ま
ないから、容量劣化係数を乗じて劣化後の放電電気量を
推定する。
状態を示す無負荷電圧と放電電気量を記憶する。バッテ
リから検出された無負荷電圧によって、初期特性から放
電電気量の推定値を得る。この推定値に容量劣化が含ま
ないから、容量劣化係数を乗じて劣化後の放電電気量を
推定する。
【００２６】一方放電電気量の検出値に検出誤差に相当
する検出誤差補正値を加えて補正を行うと、推定値と等
しくなる。これを第１の演算式とする。そして、放電が
進行して、第２の演算式を得ると、容量劣化係数と検出
誤差の補正値が殆ど変らないので、第１の演算式と第２
の演算式を連立することができる。これを解くことで、
容量劣化係数と検出誤差補正係数が得られる。容量劣化
係数あるいは検出誤差補正を用いて推定値あるいは検出
値を補正すると、実際の放電量が求まる。
する検出誤差補正値を加えて補正を行うと、推定値と等
しくなる。これを第１の演算式とする。そして、放電が
進行して、第２の演算式を得ると、容量劣化係数と検出
誤差の補正値が殆ど変らないので、第１の演算式と第２
の演算式を連立することができる。これを解くことで、
容量劣化係数と検出誤差補正係数が得られる。容量劣化
係数あるいは検出誤差補正を用いて推定値あるいは検出
値を補正すると、実際の放電量が求まる。
【００２７】請求項７記載の発明では、放電量の検出を
充電状態が８０％になってから行うため、放電の進行に
対して、容量劣化の影響が出現し、連立式の成立条件が
満たされるので、演算精度が高くなる。
充電状態が８０％になってから行うため、放電の進行に
対して、容量劣化の影響が出現し、連立式の成立条件が
満たされるので、演算精度が高くなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】次に、実施例により発明の実施の
形態を説明する。図１は実施例の構成を示す全体図であ
る。電気自動車に搭載されるバッテリ１は駆動部７と接
続し、電力が交流に変えられてモータ８に供給される。
また、回生制動時、交流の電力が直流に変えられバッテ
リ１に回される。バッテリ１の出力端子に出力電圧と出
力電流を検出する電圧計２、電流計３が接続されてい
る。またバッテリ１の温度を測定するための温度計４も
バッテリ１の近傍に設置されている。バッテリ１の出力
電圧と出力電流及び温度検出値がそれぞれバッテリコン
トローラ５に出力されている。
形態を説明する。図１は実施例の構成を示す全体図であ
る。電気自動車に搭載されるバッテリ１は駆動部７と接
続し、電力が交流に変えられてモータ８に供給される。
また、回生制動時、交流の電力が直流に変えられバッテ
リ１に回される。バッテリ１の出力端子に出力電圧と出
力電流を検出する電圧計２、電流計３が接続されてい
る。またバッテリ１の温度を測定するための温度計４も
バッテリ１の近傍に設置されている。バッテリ１の出力
電圧と出力電流及び温度検出値がそれぞれバッテリコン
トローラ５に出力されている。
【００２９】バッテリコントローラ５では、バッテリ１
の出力電圧と出力電流から放電電力量を積算して放電量
を演算する。また出力電圧と出力電流の変化でバッテリ
１の内部抵抗と出力パワーを演算して検出する。バッテ
リコントローラ５には、バッテリの初期特性として出力
パワー対放電電力量の特性が記憶されており、内部抵抗
の検出値と初期特性から演算された内部抵抗とで内部抵
抗劣化係数が演算される。その内部抵抗劣化係数で出力
パワーを劣化前の初期状態に補正する。これによって出
力パワー対放電電力量の初期特性から容量劣化前の放電
電力量が求められる。
の出力電圧と出力電流から放電電力量を積算して放電量
を演算する。また出力電圧と出力電流の変化でバッテリ
１の内部抵抗と出力パワーを演算して検出する。バッテ
リコントローラ５には、バッテリの初期特性として出力
パワー対放電電力量の特性が記憶されており、内部抵抗
の検出値と初期特性から演算された内部抵抗とで内部抵
抗劣化係数が演算される。その内部抵抗劣化係数で出力
パワーを劣化前の初期状態に補正する。これによって出
力パワー対放電電力量の初期特性から容量劣化前の放電
電力量が求められる。
【００３０】出力電圧と出力電流の積算で検出した放電
電力量に検出誤差補正値を加え、初期特性から得た放電
電力量に容量劣化係数を乗じてそれぞれの補正式を得、
等しくさせることによって第１の演算式を得る。また放
電が所定値以上に進行したら、上記と同じように第２の
演算式を求め、第１の演算式と連立させることで、検出
誤差補正値と容量劣化係数を求める。測定誤差補正値を
用いて放電電力量の積算値を補正して、放電電力量の検
出値とする。
電力量に検出誤差補正値を加え、初期特性から得た放電
電力量に容量劣化係数を乗じてそれぞれの補正式を得、
等しくさせることによって第１の演算式を得る。また放
電が所定値以上に進行したら、上記と同じように第２の
演算式を求め、第１の演算式と連立させることで、検出
誤差補正値と容量劣化係数を求める。測定誤差補正値を
用いて放電電力量の積算値を補正して、放電電力量の検
出値とする。
【００３１】電気自動車には保証すべき出力パワーＰ
ｍｉｎが設定されている。バッテリコントローラ５は、
その出力パワーＰｍｉｎに対して、放電電力量を初期特
性から求め、容量劣化係数で、保証すべき放電電気量Ｗ
ｈ（Ｐｍｉｎ）を求める。この保証すべき放電量に対し
て、残存容量の度合いを示す充電状態を求める。その充
電状態に対応してモータ８の出力パワーＰが演算され、
モータコントローラ６に出力される。モータコントロー
ラ６は出力パワーＰに対応する制御指令を駆動部７に出
力し、所定の電力をモータ８に出力させる。
ｍｉｎが設定されている。バッテリコントローラ５は、
その出力パワーＰｍｉｎに対して、放電電力量を初期特
性から求め、容量劣化係数で、保証すべき放電電気量Ｗ
ｈ（Ｐｍｉｎ）を求める。この保証すべき放電量に対し
て、残存容量の度合いを示す充電状態を求める。その充
電状態に対応してモータ８の出力パワーＰが演算され、
モータコントローラ６に出力される。モータコントロー
ラ６は出力パワーＰに対応する制御指令を駆動部７に出
力し、所定の電力をモータ８に出力させる。
【００３２】図２はバッテリコントローラ５における放
電量及び充電状態を演算する機能をブロックで示す図で
ある。電圧計２、電流計３からの電圧検出値Ｖと電流検
出値Ｉはそれぞれ電力積算容量演算部１１と瞬時パワー
演算部１２に出力される。電力積算容量演算部１１で
は、バッテリの端子電圧と電流値から電力量を積算して
充放電された電力量を検出する。
電量及び充電状態を演算する機能をブロックで示す図で
ある。電圧計２、電流計３からの電圧検出値Ｖと電流検
出値Ｉはそれぞれ電力積算容量演算部１１と瞬時パワー
演算部１２に出力される。電力積算容量演算部１１で
は、バッテリの端子電圧と電流値から電力量を積算して
充放電された電力量を検出する。
【００３３】瞬時パワー演算部１２では、バッテリの端
子電圧と電流の変化で内部抵抗Ｒと無負荷端子電圧Ｅを
演算する。その演算結果から式（７）に従ってさらにそ
のときの瞬間出力パワーＰを求める。パワーＰと内部抵
抗Ｒはそれぞれパワー容量演算部１３と内部抵抗劣化補
正演算部１４に出力される。 Ｐ＝Ｖ（Ｅ−Ｖ）／Ｒ （７） 但し、Ｖは放電停止電圧である。
子電圧と電流の変化で内部抵抗Ｒと無負荷端子電圧Ｅを
演算する。その演算結果から式（７）に従ってさらにそ
のときの瞬間出力パワーＰを求める。パワーＰと内部抵
抗Ｒはそれぞれパワー容量演算部１３と内部抵抗劣化補
正演算部１４に出力される。 Ｐ＝Ｖ（Ｅ−Ｖ）／Ｒ （７） 但し、Ｖは放電停止電圧である。
【００３４】内部抵抗劣化補正演算部１４は、瞬時パワ
ー演算部１２からの内部抵抗Ｒと初期特性テーブルに記
憶してある初期特性としての電流、電圧特性から演算し
た内部抵抗値との比を演算し、抵抗劣化係数γを求め
る。温度補正テーブルはバッテリの温度検出値に対応し
た温度劣化係数αを内部抵抗劣化補正演算部１４、パワ
ー容量演算部１３、容量劣化・オフセット補正演算部１
５に出力する。
ー演算部１２からの内部抵抗Ｒと初期特性テーブルに記
憶してある初期特性としての電流、電圧特性から演算し
た内部抵抗値との比を演算し、抵抗劣化係数γを求め
る。温度補正テーブルはバッテリの温度検出値に対応し
た温度劣化係数αを内部抵抗劣化補正演算部１４、パワ
ー容量演算部１３、容量劣化・オフセット補正演算部１
５に出力する。
【００３５】パワー容量演算部１３では、瞬時パワー演
算部からのパワーＰを、内部抵抗劣化補正演算部１４か
らの内部抵抗劣化係数γと温度補正テーブルからの温度
劣化係数αを用いて初期特性と同じ条件に補正し、出力
パワー対放電電力量の初期特性を記憶してある初期特性
テーブルから対応する放電電力量Ｗｈ（Ｐ）を求める。
この放電電力量Ｗｈ（Ｐ）はバッテリの容量劣化が生じ
る前の放電電力量である。
算部からのパワーＰを、内部抵抗劣化補正演算部１４か
らの内部抵抗劣化係数γと温度補正テーブルからの温度
劣化係数αを用いて初期特性と同じ条件に補正し、出力
パワー対放電電力量の初期特性を記憶してある初期特性
テーブルから対応する放電電力量Ｗｈ（Ｐ）を求める。
この放電電力量Ｗｈ（Ｐ）はバッテリの容量劣化が生じ
る前の放電電力量である。
【００３６】容量劣化・オフセット補正演算部１６で
は、電力積算容量演算部１１からの積算値Ｗｈに検出誤
差補正値ΔＷｈ、パワー容量演算部１３からの放電量推
定値Ｗｈ（Ｐ）に容量劣化係数βでそれぞれ補正を行っ
て等しくさせた第１の演算式を求める。そして規定以上
の放電電力量が放電したと判定されれば、上記と同じよ
うに第２の演算式を求めて、第１の演算式と連立させて
検出誤差補正値ΔＷｈと容量劣化係数βを求める。この
ように放電の進行にしたがって、演算式を求め、前回で
求めた演算式を連立させて容量劣化係数を演算する。そ
して演算された容量劣化係数は、前回の容量劣化係数と
平均値をとり、新たに検出した容量劣化係数βとする。
は、電力積算容量演算部１１からの積算値Ｗｈに検出誤
差補正値ΔＷｈ、パワー容量演算部１３からの放電量推
定値Ｗｈ（Ｐ）に容量劣化係数βでそれぞれ補正を行っ
て等しくさせた第１の演算式を求める。そして規定以上
の放電電力量が放電したと判定されれば、上記と同じよ
うに第２の演算式を求めて、第１の演算式と連立させて
検出誤差補正値ΔＷｈと容量劣化係数βを求める。この
ように放電の進行にしたがって、演算式を求め、前回で
求めた演算式を連立させて容量劣化係数を演算する。そ
して演算された容量劣化係数は、前回の容量劣化係数と
平均値をとり、新たに検出した容量劣化係数βとする。
【００３７】電力積算容量演算部１１は、演算された検
出誤差補正値ΔＷｈを用いて放電電力の積算値Ｗｈを補
正し、実の放電電力量として実ＳＯＣ演算部１７に出力
する。パワー容量演算部１３は、容量劣化係数βを用い
て、電気自動車の保証すべき出力パワーＰｍｉｎに対応
する放電電力量Ｗｈ（Ｐｍｉｎ）を容量劣化補正して保
証すべき放電電力量を演算する。実ＳＯＣ演算部１７は
保証すべき放電電力量Ｗｈ（Ｐｍｉｎ）・βに対して式
（８）により充電状態ＳＯＣを演算する。 ＳＯＣ＝１−｛（Ｗｈ＋ΔＷｈ）／〔β・Ｗｈ（Ｐｍｉｎ）〕｝ （８）
出誤差補正値ΔＷｈを用いて放電電力の積算値Ｗｈを補
正し、実の放電電力量として実ＳＯＣ演算部１７に出力
する。パワー容量演算部１３は、容量劣化係数βを用い
て、電気自動車の保証すべき出力パワーＰｍｉｎに対応
する放電電力量Ｗｈ（Ｐｍｉｎ）を容量劣化補正して保
証すべき放電電力量を演算する。実ＳＯＣ演算部１７は
保証すべき放電電力量Ｗｈ（Ｐｍｉｎ）・βに対して式
（８）により充電状態ＳＯＣを演算する。 ＳＯＣ＝１−｛（Ｗｈ＋ΔＷｈ）／〔β・Ｗｈ（Ｐｍｉｎ）〕｝ （８）
【００３８】次に、図３のフローチャートにしたがって
瞬時パワー演算部１２及び内部抵抗劣化補正演算部１４
における内部抵抗劣化係数の演算を説明する。まず、ス
テップ１０１において、実ＳＯＣ演算部１７の演算値Ｓ
ＯＣが２０％、好ましくは３０％以上となったかを判断
し、以上の場合はステップ１０２へ進む。ステップ１０
２においては、パワー演算条件が成立したかの判断を行
う。これはまず、放電電力量の積算値から所定値以上の
電力を放電したかどうかを判断する。所定値以上の電力
を放電した場合は、所定の電流領域内で、３つ異なる電
流検出領域から電流を検出できたかどうかを判断する。
これら条件をすべて満足した場合は、瞬時パワー演算部
１２で内部抵抗Ｒを演算する。これは図１１に示す従来
と同じように、３つの領域全ての電流値と電圧値に対し
て直線回帰演算して内部抵抗Ｒ、無負荷電圧Ｅを演算し
て、ステップ１０３へ進む。
瞬時パワー演算部１２及び内部抵抗劣化補正演算部１４
における内部抵抗劣化係数の演算を説明する。まず、ス
テップ１０１において、実ＳＯＣ演算部１７の演算値Ｓ
ＯＣが２０％、好ましくは３０％以上となったかを判断
し、以上の場合はステップ１０２へ進む。ステップ１０
２においては、パワー演算条件が成立したかの判断を行
う。これはまず、放電電力量の積算値から所定値以上の
電力を放電したかどうかを判断する。所定値以上の電力
を放電した場合は、所定の電流領域内で、３つ異なる電
流検出領域から電流を検出できたかどうかを判断する。
これら条件をすべて満足した場合は、瞬時パワー演算部
１２で内部抵抗Ｒを演算する。これは図１１に示す従来
と同じように、３つの領域全ての電流値と電圧値に対し
て直線回帰演算して内部抵抗Ｒ、無負荷電圧Ｅを演算し
て、ステップ１０３へ進む。
【００３９】ステップ１０３において、内部抵抗劣化補
正演算部１４は、瞬時パワー演算部１２から内部抵抗Ｒ
を入力する。ステップ１０４において、初期特性として
電流、電圧を用いて直線回帰を演算して内部抵抗Ｒ０を
求める。ステップ１０５においては、内部抵抗ＲとＲ０
の比である抵抗劣化係数γを演算して記憶する。
正演算部１４は、瞬時パワー演算部１２から内部抵抗Ｒ
を入力する。ステップ１０４において、初期特性として
電流、電圧を用いて直線回帰を演算して内部抵抗Ｒ０を
求める。ステップ１０５においては、内部抵抗ＲとＲ０
の比である抵抗劣化係数γを演算して記憶する。
【００４０】ステップ１０６においては、記憶された過
去の演算値との平均を演算する。ステップ１０７におい
て、演算値を更新してステップ１０１へ戻る。その後ス
テップ１０２で規定値以上の放電が判定され、そして３
つの電流域から電流が検出されると、新たな内部抵抗劣
化係数γが演算される。図４は放電の進行に対して内部
抵抗劣化係数の演算の過程を示す図である。充電状態の
異なる状態で内部抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をそれぞれ求
め、初期特性として示されるＲ０との除算でそれぞれの
内部抵抗劣化係数が算出される。それらの値を平均化処
理して内部抵抗劣化係数とする。これによって、突発的
な電流変動があっても内部抵抗劣化係数の算出にもたら
す影響を小さく抑えることができる。
去の演算値との平均を演算する。ステップ１０７におい
て、演算値を更新してステップ１０１へ戻る。その後ス
テップ１０２で規定値以上の放電が判定され、そして３
つの電流域から電流が検出されると、新たな内部抵抗劣
化係数γが演算される。図４は放電の進行に対して内部
抵抗劣化係数の演算の過程を示す図である。充電状態の
異なる状態で内部抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をそれぞれ求
め、初期特性として示されるＲ０との除算でそれぞれの
内部抵抗劣化係数が算出される。それらの値を平均化処
理して内部抵抗劣化係数とする。これによって、突発的
な電流変動があっても内部抵抗劣化係数の算出にもたら
す影響を小さく抑えることができる。
【００４１】次に、容量劣化係数と放電電電力量の積算
誤差補正値の演算を図５のフローチャートにしたがって
説明する。まず実ＳＯＣ演算部１７の演算値である充電
状態ＳＯＣが８０％、好ましくは７０％以下であるかど
うかを判断する。７０％以下の場合は、ステップ２０２
へ進む。
誤差補正値の演算を図５のフローチャートにしたがって
説明する。まず実ＳＯＣ演算部１７の演算値である充電
状態ＳＯＣが８０％、好ましくは７０％以下であるかど
うかを判断する。７０％以下の場合は、ステップ２０２
へ進む。
【００４２】ステップ２０２において、パワー演算条件
が成立したかの判断を行う。これは、電力積算容量演算
部１１の積算値から所定値以上の電力を放電したか、か
つ所定電流領域内で、３つの異なる電流検出域から電流
を検出しかの判断である。こられの判断条件をすべて満
足した場合は、内部抵抗劣化係数が検出されるので、内
部抵抗の劣化を補正可能でステップ２０３へ進む。ステ
ップ２０３において、電力積算容量演算部１１から放電
電力量積算値Ｗｈ １を容量劣化・オフセット補正演算部
１６に、瞬間パワー演算部１２からのパワー演算値Ｐ１
をパワー容量演算部１３にそれぞれ記憶させる。
が成立したかの判断を行う。これは、電力積算容量演算
部１１の積算値から所定値以上の電力を放電したか、か
つ所定電流領域内で、３つの異なる電流検出域から電流
を検出しかの判断である。こられの判断条件をすべて満
足した場合は、内部抵抗劣化係数が検出されるので、内
部抵抗の劣化を補正可能でステップ２０３へ進む。ステ
ップ２０３において、電力積算容量演算部１１から放電
電力量積算値Ｗｈ １を容量劣化・オフセット補正演算部
１６に、瞬間パワー演算部１２からのパワー演算値Ｐ１
をパワー容量演算部１３にそれぞれ記憶させる。
【００４３】ステップ２０４において、温度補正テーブ
ル１５から温度補正値α１、内部抵抗劣化補正演算部１
４から内部抵抗劣化係数γ１をパワー容量演算部１３に
記憶させる ステップ２０５において、パワー演算条件が成立したか
の判断を行う。これはステップ２０２と同じである。パ
ワー演算条件が成立した場合は、ステップ２０６へ進
む。ステップ２０６において、放電電力量の積算値Ｗｈ
２が前回の演算値Ｗｈ１に対して所定値ＳＡＭ以上の変
化があったかどうかを判断し、変化があればステップ２
０７へ進む。
ル１５から温度補正値α１、内部抵抗劣化補正演算部１
４から内部抵抗劣化係数γ１をパワー容量演算部１３に
記憶させる ステップ２０５において、パワー演算条件が成立したか
の判断を行う。これはステップ２０２と同じである。パ
ワー演算条件が成立した場合は、ステップ２０６へ進
む。ステップ２０６において、放電電力量の積算値Ｗｈ
２が前回の演算値Ｗｈ１に対して所定値ＳＡＭ以上の変
化があったかどうかを判断し、変化があればステップ２
０７へ進む。
【００４４】ステップ２０７では、ステップ２０３と同
様に放電電力量Ｗｈ２、パワーＰを容量劣化・オフセッ
ト補正演算部１６、パワー容量演算部１３に記憶させ
る。ステップ２０８では、ステップ２０４と同様に温度
劣化係数α、内部抵抗劣化係数γ２をパワー容量演算部
１３に記憶させる。
様に放電電力量Ｗｈ２、パワーＰを容量劣化・オフセッ
ト補正演算部１６、パワー容量演算部１３に記憶させ
る。ステップ２０８では、ステップ２０４と同様に温度
劣化係数α、内部抵抗劣化係数γ２をパワー容量演算部
１３に記憶させる。
【００４５】ステップ２０９において、温度劣化係数α
１と内部抵抗劣化係数γ１を用いてパワーＰ１を初期特
性に補正する。温度劣化係数α２と内部抵抗劣化係数γ
２を用いてパワーＰ２を初期特性に補正する。その補正
値をもって、図６のように初期特性Ｃから対応する容量
劣化前の電力量Ｗｈ（Ｐ１／α１・γ１）、Ｗｈ（Ｐ ２
／α２・γ２）を求める。
１と内部抵抗劣化係数γ１を用いてパワーＰ１を初期特
性に補正する。温度劣化係数α２と内部抵抗劣化係数γ
２を用いてパワーＰ２を初期特性に補正する。その補正
値をもって、図６のように初期特性Ｃから対応する容量
劣化前の電力量Ｗｈ（Ｐ１／α１・γ１）、Ｗｈ（Ｐ ２
／α２・γ２）を求める。
【００４６】これに容量劣化係数を乗じると、Ｄ線で示
す実際の放電電力量になる。一方電力量検出値Ｗｈ１、
Ｗｈ２に検出誤差補正値ΔＷｈを加え実際の放電電力量
に等しくさせると、以下のように連立式を立てられる。 Ｗｈ１−ΔＷｈ＝β・Ｗｈ（Ｐ１／α１・γ１） Ｗｈ２−ΔＷｈ＝β・Ｗｈ（Ｐ１／α２・γ２） そしてステップ２１０において、連立方程式を解くこと
によって容量劣化係数β、電力量積算値の検出誤差補正
値ΔＷｈを求める。
す実際の放電電力量になる。一方電力量検出値Ｗｈ１、
Ｗｈ２に検出誤差補正値ΔＷｈを加え実際の放電電力量
に等しくさせると、以下のように連立式を立てられる。 Ｗｈ１−ΔＷｈ＝β・Ｗｈ（Ｐ１／α１・γ１） Ｗｈ２−ΔＷｈ＝β・Ｗｈ（Ｐ１／α２・γ２） そしてステップ２１０において、連立方程式を解くこと
によって容量劣化係数β、電力量積算値の検出誤差補正
値ΔＷｈを求める。
【００４７】ステップ２１１においては、容量劣化係数
β、検出誤差補正値ΔＷｈを過去２回の検出値と平均値
をとり、その平均値を新たに検出したものとして従来値
を更新し、記憶する。
β、検出誤差補正値ΔＷｈを過去２回の検出値と平均値
をとり、その平均値を新たに検出したものとして従来値
を更新し、記憶する。
【００４８】本実施例は以上のように構成され、温度劣
化と内部抵抗劣化をそれぞれ補正して初期特性から放電
電力量を求める。この放電電力量に容量劣化係数を乗じ
て実際の放電電力量の演算式を求める。一方放電電力を
積算して放電電力量の検出する。その積算値、検出誤差
補正値を加えて実際の放電電力量の演算式を得る。この
両式を等しくさせた第１の演算式に所定の放電が進行し
た点で、第１と同じように第２の演算式を求め、連立式
を立てて容量劣化係数と検出誤差係数を演算する。これ
によって、容量劣化係数を高精度に求めることができ
る。そして放電電力量の検出値を検出誤差補正値で補正
すると、高精度の放電量が検出される。また容量劣化が
高精度補正されることで、充電状態が高精度に演算され
ることになる。
化と内部抵抗劣化をそれぞれ補正して初期特性から放電
電力量を求める。この放電電力量に容量劣化係数を乗じ
て実際の放電電力量の演算式を求める。一方放電電力を
積算して放電電力量の検出する。その積算値、検出誤差
補正値を加えて実際の放電電力量の演算式を得る。この
両式を等しくさせた第１の演算式に所定の放電が進行し
た点で、第１と同じように第２の演算式を求め、連立式
を立てて容量劣化係数と検出誤差係数を演算する。これ
によって、容量劣化係数を高精度に求めることができ
る。そして放電電力量の検出値を検出誤差補正値で補正
すると、高精度の放電量が検出される。また容量劣化が
高精度補正されることで、充電状態が高精度に演算され
ることになる。
【００４９】次に、第２の実施例について説明する。第
１の実施例では、放電電流と放電電圧を用いて内部抵抗
を演算し、初期特性の内部抵抗との比からパワー比を演
算し、温度と抵抗劣化の補正を行った。一方、Ｌｉ−ｉ
ｏｎ電池のように放電電気量と開放電圧の相関に再現性
のある電池では、容量劣化が抵抗劣化と分離し直接容量
比を用いることができる。したがって、図２の構成で
は、瞬間パワー演算部１２で演算される無負荷電圧Ｅを
容量劣化・オフセット補正演算部１６’に出力すれば、
容量劣化・オフセット補正演算部１６’はパワー検出値
Ｐなしでも容量劣化と無負荷電圧の検出誤差補正値を演
算できる。これによって、パワー演算に関わる処理を省
略でき、装置の構成が簡単になる。
１の実施例では、放電電流と放電電圧を用いて内部抵抗
を演算し、初期特性の内部抵抗との比からパワー比を演
算し、温度と抵抗劣化の補正を行った。一方、Ｌｉ−ｉ
ｏｎ電池のように放電電気量と開放電圧の相関に再現性
のある電池では、容量劣化が抵抗劣化と分離し直接容量
比を用いることができる。したがって、図２の構成で
は、瞬間パワー演算部１２で演算される無負荷電圧Ｅを
容量劣化・オフセット補正演算部１６’に出力すれば、
容量劣化・オフセット補正演算部１６’はパワー検出値
Ｐなしでも容量劣化と無負荷電圧の検出誤差補正値を演
算できる。これによって、パワー演算に関わる処理を省
略でき、装置の構成が簡単になる。
【００５０】すなわち、図７に示すように異なる充電状
態で無負荷電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を得た場合、実測値Ａ
ｈ１、Ａｈ２、Ａｈ３では、放電電気量の積算誤差が含
まれる。その他の無負荷電圧に対してもＣ線から実測値
を得ることができる。これらの値に、ΔＣを用いて補正
すると、バッテリの実際の放電特性を示すＢ線になる。
一方初期特性Ａからは初期の放電電気量Ｃ（Ｅ１）、Ｃ
（Ｅ２）、Ｃ（Ｅ３）が得られる。これを容量劣化係数
βで補正すると、同じ実際の放電特性が得られる。これ
を等しくさせると、第１の演算式が得られる。そして容
量劣化と検出誤差は放電電気量の変化が所定範囲内で
は、同じ値を示すものとみなすことができるから、放電
を進んだ状態で、新たに第２の演算式を求め、第１の演
算式と連立させることで、容量劣化係数と検出誤差を補
正する検出誤差補正値を求めることができる。その後は
第１の実施例と同じように残存容量を示す充電状態を演
算することができる。
態で無負荷電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を得た場合、実測値Ａ
ｈ１、Ａｈ２、Ａｈ３では、放電電気量の積算誤差が含
まれる。その他の無負荷電圧に対してもＣ線から実測値
を得ることができる。これらの値に、ΔＣを用いて補正
すると、バッテリの実際の放電特性を示すＢ線になる。
一方初期特性Ａからは初期の放電電気量Ｃ（Ｅ１）、Ｃ
（Ｅ２）、Ｃ（Ｅ３）が得られる。これを容量劣化係数
βで補正すると、同じ実際の放電特性が得られる。これ
を等しくさせると、第１の演算式が得られる。そして容
量劣化と検出誤差は放電電気量の変化が所定範囲内で
は、同じ値を示すものとみなすことができるから、放電
を進んだ状態で、新たに第２の演算式を求め、第１の演
算式と連立させることで、容量劣化係数と検出誤差を補
正する検出誤差補正値を求めることができる。その後は
第１の実施例と同じように残存容量を示す充電状態を演
算することができる。
【００５１】
【発明の効果】請求項１記載の発明では、バッテリの初
期状態を示す出力パワー対放電電力量の初期特性が記憶
される。バッテリの放電パワーと抵抗劣化係数をそれぞ
れ検出し、バッテリの放電パワーを抵抗劣化係数で初期
状態に補正する。これによって初期特性から、放電電力
量を求めることができる。この放電電力量に容量劣化係
数を掛けると、実際の放電量になる。
期状態を示す出力パワー対放電電力量の初期特性が記憶
される。バッテリの放電パワーと抵抗劣化係数をそれぞ
れ検出し、バッテリの放電パワーを抵抗劣化係数で初期
状態に補正する。これによって初期特性から、放電電力
量を求めることができる。この放電電力量に容量劣化係
数を掛けると、実際の放電量になる。
【００５２】一方放電量の検出値に検出誤差に相当する
検出誤差補正値に加えると、実際の放電量になる。それ
らを等しくさせて、２つの未知数を含む第１の演算式を
求める。また、放電が所定値以上に進行した点で得た第
２の演算式からも、第１の演算式とほぼ同じ容量劣化係
数と検出誤差が得られるので、両演算式を連立させるこ
とができる。この連立式を解くことで、容量劣化係数と
検出誤差補正値が求まる。それらを用いて、検出値ある
いは推定値を補正し、実際の放電量が検出される。
検出誤差補正値に加えると、実際の放電量になる。それ
らを等しくさせて、２つの未知数を含む第１の演算式を
求める。また、放電が所定値以上に進行した点で得た第
２の演算式からも、第１の演算式とほぼ同じ容量劣化係
数と検出誤差が得られるので、両演算式を連立させるこ
とができる。この連立式を解くことで、容量劣化係数と
検出誤差補正値が求まる。それらを用いて、検出値ある
いは推定値を補正し、実際の放電量が検出される。
【００５３】請求項２記載の発明では、バッテリの放電
電圧と放電電流の検出値を用いて、その変化率で内部抵
抗を演算して、内部抵抗劣化係数を求めるようにしたの
で、容量劣化と関わることなく、求めることができ、演
算が簡単になる。
電圧と放電電流の検出値を用いて、その変化率で内部抵
抗を演算して、内部抵抗劣化係数を求めるようにしたの
で、容量劣化と関わることなく、求めることができ、演
算が簡単になる。
【００５４】請求項３記載の発明では、放電電流、電圧
が不安定な放電末期を避けて、内部抵抗劣化係数の演算
を内部抵抗値の安定する時期に行う。
が不安定な放電末期を避けて、内部抵抗劣化係数の演算
を内部抵抗値の安定する時期に行う。
【００５５】請求項４記載の発明では、温度の変化はバ
ッテリの出力パワーの劣化に影響を及ぼす。温度と出力
パワーの劣化係数を用いることによって、パワーの検出
値をより初期特性に補正することが可能になり、高精度
で放電電力量を推定することが可能になる。これによっ
て、容量劣化の推定精度が向上する。
ッテリの出力パワーの劣化に影響を及ぼす。温度と出力
パワーの劣化係数を用いることによって、パワーの検出
値をより初期特性に補正することが可能になり、高精度
で放電電力量を推定することが可能になる。これによっ
て、容量劣化の推定精度が向上する。
【００５６】請求項５記載の発明では、バッテリの初期
状態を示す無負荷電圧と放電電気量を記憶する。バッテ
リから検出された無負荷電圧によって、初期特性から放
電電気量の推定値を得る。この推定値に容量劣化が含ま
ないから、容量劣化係数を乗じて劣化後の放電電気量を
推定する。
状態を示す無負荷電圧と放電電気量を記憶する。バッテ
リから検出された無負荷電圧によって、初期特性から放
電電気量の推定値を得る。この推定値に容量劣化が含ま
ないから、容量劣化係数を乗じて劣化後の放電電気量を
推定する。
【００５７】一方放電電気量の検出値に検出誤差に相当
する検出誤差補正値を加えて補正を行うと、推定値と等
しくなる。これを第１の演算式とする。そして、放電が
進行して、第２の演算式を得ると、容量劣化係数と検出
誤差の補正値が殆ど変らないので、第１の演算式と第２
の演算式を連立することができる。これを解くことで、
容量劣化係数と検出誤差補正係数が得られる。容量劣化
係数あるいは検出誤差補正を用いて推定値あるいは検出
値を補正すると、実際の放電量が求まる。
する検出誤差補正値を加えて補正を行うと、推定値と等
しくなる。これを第１の演算式とする。そして、放電が
進行して、第２の演算式を得ると、容量劣化係数と検出
誤差の補正値が殆ど変らないので、第１の演算式と第２
の演算式を連立することができる。これを解くことで、
容量劣化係数と検出誤差補正係数が得られる。容量劣化
係数あるいは検出誤差補正を用いて推定値あるいは検出
値を補正すると、実際の放電量が求まる。
【００５８】請求項７記載の発明では、放電量の検出を
充電状態がＳＯＣ８０％になってから行うため、放電の
進行に対して、容量劣化の影響が出現する領域で、連立
式の成立条件が満たされるので、高い演算精度が安定し
て得られる。
充電状態がＳＯＣ８０％になってから行うため、放電の
進行に対して、容量劣化の影響が出現する領域で、連立
式の成立条件が満たされるので、高い演算精度が安定し
て得られる。
【図１】実施例の全体の構成を示す図である。
【図２】発明に関わる構成を示す図である。
【図３】内部抵抗劣化の演算流れを示すフローチャート
である。
である。
【図４】内部抵抗劣化後の特性（実際の特性）と初期特
性の関係を示す図である。
性の関係を示す図である。
【図５】容量劣化係数および検出誤差補正値の演算の流
れを示す図である。
れを示す図である。
【図６】容量劣化係数と検出誤差補正値の演算原理を示
す図である。
す図である。
【図７】第２の実施例を示す図である。
【図８】従来例における内部抵抗劣化係数の演算を示す
説明図である。
説明図である。
【図９】従来例における容量劣化係数の演算を示す説明
図である。
図である。
【図１０】総合的推定劣化特性を示す図である。
【図１１】他の内部抵抗劣化係数の演算の説明図であ
る。
る。
【図１２】他の容量劣化係数の演算の説明図である。
１ バッテリ ２ 電圧計 ３ 電流計 ４ 温度計 ５ バッテリコントローラ ６ モータコントローラ ７ 駆動部 ８ モータ １１ 電力積算容量演算部（放電電力量検出手
段、放電電気量検出手段） １２ 瞬間パワー演算部（パワー検出手段、無負
荷電圧検出手段） １３ パワー容量演算部（放電電力量初期特性記
憶手段、パワー補正手段、放電電力量推定手段、放電電
気量初期特性記憶手段、放電電気量推定手段） １４ 内部抵抗劣化補正演算部（抵抗劣化係数演
算手段） １５ 温度補正テーブル（温度劣化係数記憶手
段） １６、１６’ 容量劣化・オフセット補正演算部
（容量劣化・オフセット補正演算手段） １７ 実ＳＯＣ演算部
段、放電電気量検出手段） １２ 瞬間パワー演算部（パワー検出手段、無負
荷電圧検出手段） １３ パワー容量演算部（放電電力量初期特性記
憶手段、パワー補正手段、放電電力量推定手段、放電電
気量初期特性記憶手段、放電電気量推定手段） １４ 内部抵抗劣化補正演算部（抵抗劣化係数演
算手段） １５ 温度補正テーブル（温度劣化係数記憶手
段） １６、１６’ 容量劣化・オフセット補正演算部
（容量劣化・オフセット補正演算手段） １７ 実ＳＯＣ演算部
Claims (7)
- 【請求項１】 バッテリの出力パワー対放電電力量の初
期特性に関するデータを記憶する放電電力量初期特性記
憶手段と、前記バッテリの放電パワーを検出するパワー
検出手段と、前記バッテリの放電電力量を検出する放電
電力量検出手段と、前記バッテリの内部抵抗の劣化を示
す抵抗劣化係数を求める抵抗劣化係数演算手段と、前記
抵抗劣化係数を用いて前記検出されたバッテリの放電パ
ワーを初期状態に補正するパワー補正手段と、前記パワ
ー補正手段によって初期状態に補正した放電パワーに基
づいて前記放電電力量初期特性記憶手段から放電電力量
の推定値を得る放電電力量推定手段と、前記放電電力量
の推定値に容量劣化係数を乗じるとともに、放電電力量
の検出値に検出誤差補正値を加え、両補正式を等しくさ
せた第１の演算式を求め、さらに放電が所定値以上に進
行した点で第１の演算式と同じように第２の演算式を求
め、第１の演算式と第２の演算式を連立させて、解くこ
とによって、検出誤差補正値と容量劣化係数を演算し、
検出誤差を補正した放電電力量検出値、あるいは容量劣
化を補正した放電電力量の推定値を検出値とする容量劣
化・オフセット補正演算手段とを有することを特徴とす
るバッテリの放電量測定装置。 - 【請求項２】 前記抵抗劣化係数演算手段は、前記バッ
テリの初期特性としての電流、電圧内部抵抗を記憶し、
実際の放電電圧と放電電流の変化率から演算した内部抵
抗と初期特性の内部抵抗との比を演算することで内部抵
抗劣化係数を求めることを特徴とする請求項１記載のバ
ッテリの放電量測定装置。 - 【請求項３】 前記内部抵抗の演算は、ＳＯＣ２０％以
上の充電状態で行うことを特徴とする請求項２記載のバ
ッテリの放電量測定装置。 - 【請求項４】 バッテリの温度と出力パワーの劣化関係
を示す温度劣化係数を記憶する温度劣化係数記憶手段を
設け、前記パワー補正手段は、温度劣化係数を用いて、
バッテリの出力パワーを前記初期特性と同じ温度条件に
補正するようにしたことを特徴とする請求項１記載のバ
ッテリの放電量測定装置。 - 【請求項５】 バッテリの無負荷出力電圧対放電電気量
の初期特性に関するデータを記憶する放電電気量初期特
性記憶手段と、前記バッテリの無負荷出力電圧を検出す
る無負荷電圧検出手段と、前記バッテリの放電電気量を
検出する放電電気量検出手段と、前記検出された無負荷
出力電圧に基づいて前記放電電気量初期特性記憶手段か
ら、放電電気量の推定値を得る放電電気量推定手段と、
前記放電電気量推定手段によって推定された放電電気量
に容量劣化係数を乗じるとともに、前記放電電気量の検
出値に検出誤差補正値を加え、両補正式を等しくさせた
第１の演算式を求め、さらに放電が所定値以上に進行し
た点で第１の演算式と同じように第２の演算式を求め、
第１の演算式と第２の演算式を連立させて、解くことに
よって、誤差補正値と容量劣化係数を演算し、検出誤差
を補正した放電電気量の検出値、あるいは容量劣化を補
正した放電電力量の推定値を放電量の検出値とする容量
劣化・オフセット補正演算手段とを有することを特徴と
するバッテリの放電量測定装置。 - 【請求項６】 前記無負荷電圧検出手段は、検出された
前記バッテリの出力電圧と出力電流の変化率から無負荷
出力電圧を算出することを特徴とする請求項６記載のバ
ッテリの放電量測定装置。 - 【請求項７】 前記放電量の検出は、充電状態がＳＯＣ
８０％以下になってから行うことを特徴とする請求項１
または５記載のバッテリの放電量測定装置。
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|---|---|---|---|
| JP17482198A JP3551767B2 (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | バッテリの放電量測定装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17482198A JP3551767B2 (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | バッテリの放電量測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000014019A true JP2000014019A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3551767B2 JP3551767B2 (ja) | 2004-08-11 |
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ID=15985261
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP17482198A Expired - Fee Related JP3551767B2 (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | バッテリの放電量測定装置 |
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| WO2003096040A1 (fr) * | 2002-05-14 | 2003-11-20 | Sony Corporation | Procede de calcul de capacite de batterie |
| WO2005010540A1 (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | 二次電池の充放電電気量推定方法及び装置 |
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| CN116500475A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-28 | 江苏果下科技有限公司 | 一种具有实时soc校正补偿的储能采集方法及系统 |
| WO2023245973A1 (zh) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 深圳市正浩创新科技股份有限公司 | Soc计算方法、控制电路及电子设备 |
| CN118465573A (zh) * | 2024-04-29 | 2024-08-09 | 欣捷安汽车电子有限公司 | 一种荷电状态误差在线估算方法和系统 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-06-22 JP JP17482198A patent/JP3551767B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR101070339B1 (ko) | 2003-07-29 | 2011-10-06 | 프라임어스 이브이 에너지 가부시키가이샤 | 2차 전지의 충방전 전기량 추정 방법 및 장치 |
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