JP2016099271A - 二次電池の充電状態表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の充電率の表示について違和感を軽減することのできる二次電池の充電状態表示装置を提供する。【解決手段】二次電池の出力電流を検出する電流検出手段２と、二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段３と、二次電池の温度を検出する温度検出手段４と、二次電池の推定充電率を算出する充電率推定手段５と、二次電池の温度に基いて、車両が走行可能な最小レベル充電率を算出する最小レベル充電率算出手段６と、車両の走行中に二次電池の充電率が低下し、走行に支障が生じ始めた際に、二次電池の温度に関わらず充電率が予め設定した所定値として算出されるように、最小レベル充電率に基いて充電率を補正する補正手段７と、充電率と補正後の充電率に基いて、表示手段に表示する表示用充電率を決定する表示充電率決定手段８と、表示充電率決定手段で決定された表示用充電率を表示手段１０に表示するように制御する表示制御手段９とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行用に搭載されて充放電可能な二次電池の充電率を表示する二次電池の充電状態表示装置に関する。

近年、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池（バッテリ）を搭載し、電動モータで駆動する電気自動車が開発されている。

このような電気自動車では、内燃機関で駆動していた自動車における燃料計に代えて、バッテリの充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を表示する充電状態表示装置を備えている。

これにより、ドライバーは、充電状態表示装置に表示されるＳＯＣを頼りに、走行可能距離や充電が必要な時期等を推量することになる。

このような充電状態表示装置に関する技術は種々提案されている（例えば、特許文献１等）。

特許文献１には、バッテリの温度が下がって、常温におけるＳＯＣが下限ＳＯＣを下回る場合（即ち、取り出せる電流が走行に不十分と推定される場合）には、ＳＯＣ表示を０％と表示している。

ここで、図１１を参照して、従来技術について簡単に説明する。

まず、従来技術に係る電気自動車のバッテリ充電状態表示装置は、バッテリから所定の要求出力を発生可能かつ温度が低下することに伴い増大傾向に変化する下限ＳＯＣを取得する下限ＳＯＣ設定部と、バッテリセルの劣化を抑制する上限ＳＯＣを設定する上限ＳＯＣ設定部と、複数のバッテリセルの最小ＳＯＣと下限ＳＯＣとの差を使用可能残ＳＯＣとする使用可能残ＳＯＣ演算部と、使用可能残ＳＯＣと、上限ＳＯＣと複数のバッテリセルの最大ＳＯＣとの差と、を加算して使用可能全ＳＯＣとする使用可能全ＳＯＣ演算部と、使用可能全ＳＯＣに対する使用可能残ＳＯＣの割合を表示用ＳＯＣとする表示用ＳＯＣ演算部と、表示用ＳＯＣを表示する表示器とを備えている。

図１１は、従来技術におけるＳＯＣおよび表示用ＳＯＣの時間変化の一例を示す図である。

前記下限ＳＯＣ設定部は、例えば図１１に示すような、バッテリから所定の要求出力（例えば、電気自動車の走行動力源である電動機（モータ）に対して要求される出力を確保するために必要な出力など）を発生可能なＳＯＣである下限ＳＯＣを温度センサから出力されるバッテリの温度の検出結果に基づいて設定する。

また、使用可能残ＳＯＣは、例えば図１１に示すように、バッテリから所定の要求出力を発生可能な状態を確保しつつ放電可能なＳＯＣ（放電可能ＳＯＣ）を示しており、少なくとも最小ＳＯＣを示すバッテリセルのＳＯＣが下限ＳＯＣ以上である状態（例えば、図１１に示す時刻ｔ５２以前）にて算出される。

さらに、表示用ＳＯＣは、例えば図１１に示すように、少なくとも、バッテリから所定の要求出力を発生可能であることを確保すると共に、バッテリセルの過充電による劣化の防止を確保した状態（例えば、図１１に示す時刻ｔ５１から時刻ｔ５２に到るまでの期間）にて算出されるようになっている。

そして、表示用ＳＯＣは、最大ＳＯＣを示すバッテリセルのＳＯＣが上限ＳＯＣよりも大きくなる状態（例えば、図１１に示す時刻ｔ５１より前のタイミング）では１００％を維持し、最小ＳＯＣを示すバッテリセルのＳＯＣが下限ＳＯＣ未満となる状態（例えば、図１１に示す時刻ｔ５２より後のタイミング）では０％を維持するようにしている。

特開２０１２−１７３２５０号公報

ところで、バッテリ（二次電池）１００の概略構成は、例えば図３のように表される。

即ち、バッテリ１００は、電圧発生部１００ａと端子（図３では＋端子）との間に、所定の内部抵抗１００ｂを含んだ構成として表すことができる。

ここで、バッテリ１００の最大放電可能電流、ＳＯＣおよび電池温度は、図１２に示すグラフのような関係にある。

即ち、電池温度が低下するにつれて内部抵抗１００ｂが大きくなり、同じ電流値の電流を取り出したときの電圧降下が大きくなる。

なお、図１１では、１Ｃを車両が支障なく走行できる最低レベルの電流とすると、２０℃ではＳＯＣが０％となるまで使用できるが、−０℃では２０％、−２０℃では６０％までしか使用できないことを示している。

ところが、端子電圧を下限電圧に制限した場合には、取り出せる電流値が制限されることがある。

即ち、例えば図１３に示すような下限ＳＯＣ関数では、車両の走行に支障を来さない最低限の電流を流せる常温における充電率（下限ＳＯＣ）は、温度が低いほど大きくなる傾向を示す。

そこで、温度によって変わる下限ＳＯＣを下記の（式１）により補正して、「表示ＳＯＣ」を算出している。

表示ＳＯＣ＝（推定ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）／（上限ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）・・・（式１）
しかしながら、上記従来技術によるＳＯＣ表示は、外気温が比較的低い状態で走行しているときには格別問題を生じないが、外気温が非常に低温（例えば、氷点下の気温）で車両自体が冷えている状態で始動するときには、ＳＯＣ表示がドライバー等に違和感を抱かせる場合がある。

即ち、例えば車両のバッテリを満充電（ＳＯＣ＝１００％）した翌朝に、気温が氷点下程度の低さであった場合に、充電後であるにも拘らず電源投入時に「ＳＯＣ＝０％」と表示される場合が有り、ドライバー等に対してバッテリが全く充電されていないかのような違和感を抱かせるという不都合があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、二次電池の充電率の表示について違和感を軽減することのできる二次電池の充電状態表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る二次電池の充電状態表示装置の第１の態様は、車両の走行用に搭載され、充放電可能な二次電池の充電率を表示する表示手段を備えた二次電池の充電状態表示装置であって、前記二次電池の出力電流を検出する電流検出手段と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、前記電流検出手段で検出された出力電流および前記電圧検出手段で検出された端子電圧とに基いて、前記二次電池の推定充電率を算出する充電率推定手段と、前記温度検出手段で検出された二次電池の温度に基いて、前記車両が走行可能な最小レベル充電率を算出する最小レベル充電率算出手段と、前記車両の走行中に前記二次電池の充電率が低下し、走行に支障が生じ始めた際に、前記二次電池の温度に関わらず前記推定充電率について予め設定した所定値として算出されるように、前記最小レベル充電率に基いて前記推定充電率を補正する補正手段と、前記推定充電率と前記補正後の充電率に基いて、前記表示手段に表示する表示用充電率を決定する表示充電率決定手段と、前記表示充電率決定手段で決定された表示用充電率が前記表示手段に表示されるように制御する表示制御手段とを有することを要旨とする。

本発明に係る第２の態様は、第１の態様に係る二次電池の充電状態表示装置において、前記表示制御手段は、電源投入時において、前記推定充電率が前記最小レベル充電率以下の場合には、前記推定充電率が前記最小レベル充電率を超えない限り、当該充電率を表示用充電率として前記表示手段に表示するように制御し、前記推定充電率が前記最小レベル充電率を超えた場合には、その時点から前記表示手段に表示する表示用充電率を前記推定充電率から補正後の充電率に達するまで徐々に表示が移行するように制御し、電源投入時において、前記推定充電率が前記最小レベル充電率より大きい場合には、その時点から補正後の充電率を表示するように制御することを要旨とする。

本発明に係る第３の態様は、第１または第２の態様に係る二次電池の充電状態表示装置において、前記車両は、外気温度を検出する温度センサを備え、前記最小レベル充電率算出手段は、前記温度センサで検出された外気温度に基いて、前記車両が走行中に前記二次電池が到達する温度レベルに相当する値を前記最小レベル充電率として算出することを要旨とする。

本発明に係る第４の態様は、第１から第３の態様に係る二次電池の充電状態表示装置において、前記表示制御手段は、前記推定充電率から前記補正後の充電率への移行に要する移行時間は、前記補正後の充電率が所定の値より小さい場合には、前記移行時間がより短くなるように制御することを要旨とする。

本発明に係る第５の態様は、第１から第４の態様に係る二次電池の充電状態表示装置において、前記予め設定した所定値は、０％であることを要旨とする。

第１の態様に係る二次電池の充電状態表示装置によれば、推定充電率と補正後の充電率という２種類の充電率に基いて表示用充電率を決定して表示することができ、温度環境等による充電率表示についてドライバー等が抱く違和感を軽減することができる。

第２の態様に係る二次電池の充電状態表示装置によれば、二次電池の充電後における電源投入時に、充電率が例えば「０％」と表示されてしまう違和感を解消することができる。

第３の態様に係る二次電池の充電状態表示装置によれば、車両の走行開始前に充電率が低く表示されてしまう不具合を低減することができる。

第４の態様に係る二次電池の充電状態表示装置によれば、例えば外気温が低くて走行開始後の早期に走行に支障を来たす状態が予想される場合などに、早期に充電率の状況を報知することができる。

第５の態様に係る二次電池の充電状態表示装置によれば、予め設定した所定値は、０％であるので、ドライバー等に対して車両の走行に支障を来たす状況である旨を報知することができる。

実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の機能構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の構成例を示すブロック図（ａ）および一部の制御手順を示す説明図（ｂ）である。 二次電池の概略構成を示す説明図である。 第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の動作例を示す図であり、充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ（ａ）および充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフ（ｂ）である。 第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置における切替用係数と時間との関係を示すグラフ（ａ）、（ｂ）である。 第２の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の動作例を示す図であり、充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ（ａ）および充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフ（ｂ）である。 第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の構成例を示すブロック図である。 第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の動作例を示す図であり、温度と時間の関係を示すグラフ（ａ）および最小レベル充電率と時間との関係を示すグラフ（ｂ）である。 第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の動作例を示す図であり、充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ（ａ）および充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフ（ｂ）である。 第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置の他の動作例を示す図であり、充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ（ａ）および充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフ（ｂ）である。 従来技術における充電率（ＳＯＣ）および表示用ＳＯＣの時間変化の一例を示すグラフである。 二次電池の最大放電可能電流、充電率（ＳＯＣ）および電池温度の関係を示すグラフである。 下限ＳＯＣ関数の例を示すグラフである。

以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。

［第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置］
図１から図５を参照して、第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ａの構成例について説明する。

図１は、実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１（１Ａ、１Ｂ）の機能構成を示すブロック図である。

図１に示すように、実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１は、車両（電気自動車）Ｖの走行用に搭載され、充放電可能なリチウムイオン電池等で構成される二次電池１００の充電率（ＳＯＣ）を表示する表示モニタ等で構成される表示手段１０を備えている。

より具体的には、二次電池の充電状態表示装置１は、二次電池１００の出力電流を検出する電流検出手段２と、二次電池１００の端子電圧を検出する電圧検出手段３と、二次電池の温度を検出する温度センサで構成される温度検出手段４と、電流検出手段２で検出された出力電流および電圧検出手段３で検出された端子電圧とに基いて、二次電池１００の推定充電率を算出する充電率推定手段５と、温度検出手段４で検出された二次電池１００の温度に基いて、車両Ｖが走行可能な最小レベル充電率を算出する最小レベル充電率算出手段６と、車両Ｖの走行中に二次電池１００の充電率が低下し、走行に支障が生じ始めた際に、二次電池１００の温度に関わらず推定充電率について予め設定した所定値として算出されるように、最小レベル充電率に基いて推定充電率を補正する補正手段７と、推定充電率と補正後の充電率に基いて、表示手段１０に表示する表示用充電率を決定する表示充電率決定手段８と、表示充電率決定手段８で決定された表示用充電率が表示手段１０に表示されるように制御する表示制御手段９とを有する。

なお、上記各手段の少なくとも一部は、マイクロコンピュータおよび当該マイクロコンピュータで演算処理されるソフトウェア（プログラムおよびデータ）で構成することができる。

図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ａの構成例を示すブロック図、図２（ｂ）はその一部の制御手順を示す説明図である。

なお、図１の機能ブロックに対応する構成については、同一符号を付して説明は省略する。

第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ａでは、電池温度センサ（温度検出手段）４とＳＯＣ補正部（補正手段）７との間に、下限ＳＯＣ設定テーブル２０が設けられている。

この下限ＳＯＣ設定テーブル２０としては、例えば図１３に示すような下限ＳＯＣ関数がデータ化されて格納されている。

また、ＳＯＣ補正部７では、下記の（式２）による演算が行われる。

補正ＳＯＣ＝（推定ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）／（１００％−下限ＳＯＣ）・・・（式２）
また、表示ＳＯＣ演算部（表示充電率決定手段８および表示制御手段９に相当）では、図２（ｂ）に示すような処理が行われる。

即ち、ステップＳ１で、ＳＯＣ推定値≦ＳＯＣｍｉｎであるか否かが判定され、その判定結果に基いて、ステップＳ２ではＳＯＣ推定値（推定ＳＯＣ）または補正後ＳＯＣの何れかが選択されて、表示用ＳＯＣとして出力される。なお、上記ＳＯＣｍｉｎは、ＳＯＣ下限値である。

また、ＳＯＣ推定部（充電率推定手段）５では、充電率の推定に、例えばクーロンカウント法等の手法が用いられる。

二次電池１００の構成は、前述したように図３に示すように表すことができる。

ここで、ＳＯＣ補正部７における補正の仕方について簡単に説明する。なお、補正の仕方の詳細については、特開２０１２−１７３２５０号公報等を参照されたい。

まず、二次電池１００等に関する電池の回路方程式は、（式３）のように表される。

Ｖｔ＝Ｖｏｃ（ＳＯＣ）−Ｉ×Ｒ（ｔｅｍｐ）・・・（式３）
但し、Ｖｔ：端子電圧、Ｖｏｃ：開放電圧（電圧発生部の電圧）
Ｉ：放電電流、Ｒ：内部抵抗、ｔｅｍｐ：電池温度 である。

そして、（式３）から以下の下限ＳＯＣと温度との関係式（式４）が成立つ。

Ｖｔ_min＝Ｖｏｃ（ＳＯＣ_min）−Ｉｄｃ_min×Ｒ（temp）・・・（式４）
但し、Ｖｔ_min：下限電圧（定数）、ＳＯＣ_min：下限ＳＯＣ
Ｉｄｃ_min：走行に支障がない最小放電電流（定数） である。

この（式４）から前出の図１３のようなテーブルが求められる。

なお、Ｉｄｃ_minは、走行に支障がない程度（モード走行ができる程度）の電池出力を電池の電圧で除算することによって算出される。

また、内部抵抗Ｒは、温度低下に伴い指数関数的に増加する。その結果、下限ＳＯＣ も、温度が低下すると指数関数的に増加することになる。

次いで、定義通りのＳＯＣを推定する。この推定方法は、電流積算法でも良いし、開放電圧Ｖｏｃを推定してＶｏｃをＳＯＣに変換してもよい。

そして、前出の（式１）により、表示ＳＯＣを算出する。

表示ＳＯＣ＝（推定ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）／（上限ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）・・・（式１）
但し、計算結果が１００％を超える場合は１００％に制限し、０％を下回る場合は０％に制限する。

また、本発明は、二次電池１００のセル毎のＳＯＣの違いに着目したものではないので、セル毎のＳＯＣの中の最大値がセル毎のＳＯＣの中の最小値として説明する。

なお、セル毎のＳＯＣの違いが存在する場合に、本発明においても、従来技術と同様の方法により、セル毎のＳＯＣの違いに対応した適切なＳＯＣ表示を行うことは可能である。

ここで、上限ＳＯＣとは、ＳＯＣがこの値以上になると、回生に支障が生じるＳＯＣである。

上限ＳＯＣは、下限ＳＯＣと同様の考え方で把握することができる。

即ち、ＳＯＣがある程度高い状態で回生しようとすると、端子電圧が上限電圧を超えるような場合があるが、これを回避するために、上限ＳＯＣを１００％以下に制限する。

上限ＳＯＣと温度の関係は、（式５）のように表される。

Ｖｔ_max＝Ｖｏｃ（ＳＯＣ_max）＋Ｉｃｈ_min×Ｒ（temp）・・・（式５）
但し、Ｖｔ_max：上限電圧（定数）、ＳＯＣ_max：上限ＳＯＣ
Ｉｃｈ_min：回生に支障がない最小充電電流（定数） である。

ここで、前記従来技術が提案される以前には、車両の走行に支障が表れ始めても表示ＳＯＣは０％にはならず、低温時における表示ＳＯＣが０％以上になる虞があった。

一方、前記従来技術では、前出の（式１）により表示用のＳＯＣを算出しているので、走行に支障が現れる場合には、推定ＳＯＣは下限ＳＯＣに到達することになり、表示ＳＯＣは電池温度に関係なく常に０％となる。

また、定義上のＳＯＣは、所定の温度での電池残量と満充電容量の比であるのに対し、表示ＳＯＣは、実際の電池温度での電池残量と満充電容量の比であり、ドライバー等にとっては、より実効的な値を確認できるという利点があった。

例えば、寒冷地において、通勤に電気自動車（車両）Ｖを使用する場合に、帰宅後すぐに充電を開始し夜間に充電完了（ＳＯＣ＝１００％に到達）したとする。

この場合に、翌朝、電気自動車Ｖを始動する際に、電池温度が低下して走行できるレベルの電流が放電できなくなることが有り得る。

この際に、前記従来技術では表示ＳＯＣは０％になる。このような表示の仕方は、走行に支障がある場合については「ＳＯＣは０％」と表示するという考え方からすると、表示態様としては正しいといえる。

しかしながら、ドライバー等としては、充電後であるにも関わらずＳＯＣが０％と表示されてしまうのは、走行に支障がある状態ではあるとしても違和感を抱くものと考えられる。

そこで、本実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１は、前記従来技術の利点は残しつつ、車両Ｖの電源投入後の表示の違和感を解消させることを目的として案出されたものである。

本実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１では、電源投入時に二次電池１００が低温のため車両Ｖが走行不能の場合（即ち、定義通りのＳＯＣが下限ＳＯＣ以下の値になっている場合）には、走行可能になる（即ち、下限ＳＯＣを上回る）まで定義通りのＳＯＣを表示するようにしている。

また、車両Ｖが走行可能になった場合には、ＳＯＣ表示は定義通りのＳＯＣから上記従来技術の方法による表示ＳＯＣの値となるように、ある程度時間をかけて移行させるようにしている。

ここで、図４および図５を参照して、第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ａの動作例について説明する。

図４（ａ）は、充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ、図４（ｂ）は、充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフ（ｂ）である。

なお、図４に示す例では、二次電池１００を車両Ｖの電源投入前に定義ＳＯＣ＝７０％まで充電した場合を想定している。

図４（ａ）において、Ｌ１は上限ＳＯＣ（１００％）、Ｌ２は定義ＳＯＣ（７０％）、Ｌ３は下限ＳＯＣをそれぞれ示す。

図４（ａ）に示す例では、Ｌ３（下限ＳＯＣ）は、温度Ｔｂ１の少し手前から温度が上がるに従って逓減している。

図４（ｂ）において、Ｌ４は表示ＳＯＣ、Ｌ５は定義ＳＯＣ（７０％）、Ｌ６は補正後ＳＯＣ（従来技術の表示ＳＯＣに相当）をそれぞれ示す。

また、時間Ｔ０で電源投入され、時間Ｔ０→Ｔ１→Ｔ２の時間経過と共に温度がＴｂ０→Ｔｂ１→Ｔｂ２と変化した場合を想定している。また、時間Ｔ１から走行可能になったものとする。

そして、二次電池１００の充電後の初めての電源投入時には、まず温度補正無しのＳＯＣを表示する。

次いで、温度補正ＳＯＣ（Ｌ６）が「０」の間は、推定ＳＯＣを表示ＳＯＣとして表示し、補正後ＳＯＣが「０」を超えたら、推定ＳＯＣから補正後ＳＯＣに向かって、単位時間当り所定の変化量でＬ４を変化させて、補正後ＳＯＣ（Ｌ６）の表示に近づけ、最終的には補正後ＳＯＣ（Ｌ６）と一致するように表示する。

なお、ＳＯＣの切り替えについては、前回の表示ＳＯＣ＞補正後ＳＯＣのときには、「表示ＳＯＣ＝前回の表示ＳＯＣ−ΔＳＯＣ」とし、前回の表示ＳＯＣ≦補正後ＳＯＣのときには、「表示ＳＯＣ＝補正後ＳＯＣ」とするようにできる。なお、「ΔＳＯＣ」は正の定数である。

このように、図４に示す動作例によれば、二次電池１００の充電の後の電源投入時に「ＳＯＣが０％」と表示される場合が回避され、ドライバー等が抱く違和感を低減することができる。

また、図５（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ａにおける切替用係数（Ｌ７〜Ｌ１０）と時間との関係を示すグラフである。なお、時間軸は、定義ＳＯＣ＞下限ＳＯＣとなってからの時間である。

図５（ａ）は、電源投入時において、推定ＳＯＣが最小レベルＳＯＣ以下の場合には、ＳＯＣが最小レベルＳＯＣを超えない限り、当該ＳＯＣを表示用ＳＯＣとして表示手段１０に表示するように制御し、推定ＳＯＣが最小レベルＳＯＣを超えた場合には、その時点から表示手段１０に表示する表示用ＳＯＣを推定ＳＯＣから補正後ＳＯＣに達するまで徐々に表示が移行するように制御し、電源投入時において、充電率が最小レベル充電率より大きい場合には、その時点から補正後の充電率を表示するように制御する場合における切替用係数Ｋを示す。

また、図５（ｂ）は、表示制御手段９が、推定ＳＯＣから補正後ＳＯＣへの移行に要する移行時間は、補正後の充電率が所定の値より小さい場合には、移行時間がより短くなるように制御する場合における切替用係数Ｋを示す。

この場合に、表示用ＳＯＣ（ＳＯＣ表示値）は、（式６）のように表される。

ＳＯＣ表示値＝（１−Ｋ）×ＳＯＣ推定値＋Ｋ×補正後ＳＯＣ・・・（式６）
［第２の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置］
図６を参照して、第２の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｂについて説明する。

なお、二次電池の充電状態表示装置１Ｂの機能構成および構成例は、第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ａと同様である。

第２の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｂでは、表示制御手段９は、推定ＳＯＣから補正後ＳＯＣへの移行に要する移行時間は、補正後ＳＯＣが所定の値より小さい場合には、移行時間がより短くなるように制御している。

図６（ａ）は、第２の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｂにおける充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ、図６（ｂ）は充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフである。

図６（ａ）において、Ｌ２０は上限ＳＯＣ（１００％）、Ｌ２１は定義ＳＯＣ（７０％）、Ｌ２２は下限ＳＯＣをそれぞれ示す。

図６（ａ）に示す例では、Ｌ２２（下限ＳＯＣ）は、温度Ｔｂ１の少し手前から温度が上がるに従って逓減している。

図６（ｂ）において、Ｌ２４は表示ＳＯＣ、Ｌ２３は定義ＳＯＣ（７０％）、Ｌ２５は補正後ＳＯＣ（従来技術の表示ＳＯＣに相当）をそれぞれ示す。

図６に示す例では、補正後ＳＯＣの大きさに応じて、移行スピードを変えているため、表示ＳＯＣ（Ｌ２４）は曲線になっている。

また、本例では、時間Ｔ３以降は、温度上昇はない（即ち、温度Ｔｂを維持）する場合を想定している。

ＳＯＣの切り替えについては、基本的に第１の実施の形態と同様であるが、ΔＳＯＣは補正後ＳＯＣの大きさで変化する正の変数としている。具体的には、補正後ＳＯＣが小さい程、ΔＳＯＣが大きくなるように設定する。

即ち、前回の表示ＳＯＣ＞補正後ＳＯＣのときには、「表示ＳＯＣ＝前回の表示ＳＯＣ−ΔＳＯＣ」とし、前回の表示ＳＯＣ≦補正後ＳＯＣのときには、「表示ＳＯＣ＝補正後ＳＯＣ」としている。

これにより、補正後ＳＯＣが小さい程、走行に支障の発生する時期が近いことを表すことができる。

特に、第２の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｂでは、補正後ＳＯＣが小さい程、より短期間で定義ＳＯＣから補正後ＳＯＣに切替えている。これにより、走行に支障が出始めたにも関わらず表示ＳＯＣが０％になっていないという違和感をより軽減することができる。

［第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置］
図７〜図１０を参照して、第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｃについて説明する。

図７は、第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｃの構成例を示すブロック図である。

なお、第１の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ａと同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は割愛する。また、二次電池の充電状態表示装置１Ｃの機能構成は、前出の図１に示す通りである。

二次電池の充電状態表示装置１Ｃでは、二次電池の充電状態表示装置１Ａにおける温度センサ４に代えて、外気温センサ１０１と、走行中の電池温度と外気温との差のデータ１０５を格納したメモリ等の記憶装置とが設けられている。

なお、走行中の電池温度と外気温との差のデータは、予め実験により求められて記憶装置に格納されている。

図８（ａ）は、温度と時間の関係を示すグラフ、図８（ｂ）は、最小レベル充電率（ＳＯＣ_min）と時間との関係を示すグラフである。

図８（ａ）において、Ｌ３０、Ｌ３２は外気温、Ｌ３１は電池温度を示す。また、矢印Ａは、電池発熱による外気温との差を示す。

図８（ｂ）において、Ｌ３３はＳＯＣ_minを電池温度で設定した場合、Ｌ３４は到達温度で設定した場合を示す。

図９（ａ）は、充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ、図９（ｂ）は、充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフである。

図９（ａ）において、Ｌ４０は上限ＳＯＣ（１００％）、Ｌ４１は定義ＳＯＣ（７０％）、Ｌ４２は従来の下限ＳＯＣ、Ｌ４５は本発明の下限ＳＯＣをそれぞれ示す。

図９（ｂ）において、Ｌ４２〜Ｌ４４は表示ＳＯＣ、定義ＳＯＣ（７０％）、補正後ＳＯＣをそれぞれ示し、互いに重なってＳＯＣ（７０％）を維持している。

また、図１０は、第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｃの他の動作例を示す図であり、図１０（ａ）は充電率（ＳＯＣ）と温度の関係を示すグラフ、図１０（ｂ）は、充電率（ＳＯＣ）と時間との関係を示すグラフである。

図１０（ａ）において、Ｌ５０は上限ＳＯＣ（１００％）、Ｌ５１は定義ＳＯＣ（７０％）、Ｌ５２は従来の下限ＳＯＣ、Ｌ５３は本発明の下限ＳＯＣをそれぞれ示す。

図１０（ｂ）において、Ｌ５４は定義ＳＯＣ（７０％）を示し、Ｌ５５、Ｌ５６は表示ＳＯＣ、補正後ＳＯＣをそれぞれ示し、互いに重なってＳＯＣ（７０％）より僅かに少ないＳＯＣを維持している。

なお、図１０（ｂ）に示すように、時間Ｔ３以降は、温度上昇がない（温度Ｔｂを維持）する場合を想定している。

このように、第３の実施の形態に係る二次電池の充電状態表示装置１Ｃでは、下限ＳＯＣを図８に示すようなテーブルで設定するが、入力の温度として、従来は現在の電池温度を用いていたが、それに代えて「外気温＋充放電による発熱によって生じる温度差」を用いることによって、ドライバー等が抱く違和感を軽減することができる。

即ち、電池温度を外気温を元に、やがて到達するであろう電池の温度（＝外気温＋所定値）に補正することにより、走行開始時に二次電池１００の温度が低温になっていてＳＯＣ表示が小さくなりすぎてしまうことを防ぐことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載にしたがって解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。

１（１Ａ〜１Ｃ）…充電状態表示装置
２…電流検出手段（電流センサ）
３…電圧検出手段（電圧センサ）
４…温度検出手段（温度センサ）
５…充電率推定手段（ＳＯＣ推定部）
６…最小レベル充電率算出手段
７…補正手段（ＳＯＣ補正部）
８…表示充電率決定手段（表示ＳＯＣ演算部）
９…表示制御手段（表示ＳＯＣ演算部）
１０…表示手段
２０…下限ＳＯＣ設定テーブル
１００…バッテリ（二次電池）
１００ａ…電圧発生部
１００ｂ…内部抵抗
１０１…外気温センサ
Ｖ…車両（電気自動車）

Claims (5)

1. 車両（Ｖ）の走行用に搭載され、充放電可能な二次電池（１００）の充電率を表示する表示手段（１０）を備えた二次電池の充電状態表示装置（１）であって、
   前記二次電池の出力電流を検出する電流検出手段（２）と、
   前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段（３）と、
   前記二次電池の温度を検出する温度検出手段（４）と、
   前記電流検出手段で検出された出力電流および前記電圧検出手段で検出された端子電圧とに基いて、前記二次電池の推定充電率を算出する充電率推定手段（５）と、
   前記温度検出手段で検出された二次電池の温度に基いて、前記車両が走行可能な最小レベル充電率を算出する最小レベル充電率算出手段（６）と、
   前記車両の走行中に前記二次電池の充電率が低下し、走行に支障が生じ始めた際に、前記二次電池の温度に関わらず前記推定充電率について予め設定した所定値として算出されるように、前記最小レベル充電率に基いて前記推定充電率を補正する補正手段（７）と、
   前記推定充電率と前記補正後の充電率に基いて、前記表示手段に表示する表示用充電率を決定する表示充電率決定手段（８）と、
   前記表示充電率決定手段で決定された表示用充電率が前記表示手段に表示されるように制御する表示制御手段（９）と
   を有することを特徴とする二次電池の充電状態表示装置。
2. 前記表示制御手段は、
   電源投入時において、前記推定充電率が前記最小レベル充電率以下の場合には、前記推定充電率が前記最小レベル充電率を超えない限り、当該充電率を表示用充電率として前記表示手段に表示するように制御し、
   前記推定充電率が前記最小レベル充電率を超えた場合には、その時点から前記表示手段に表示する表示用充電率を前記推定充電率から補正後の充電率に達するまで徐々に表示が移行するように制御し、
   電源投入時において、前記推定充電率が前記最小レベル充電率より大きい場合には、その時点から補正後の充電率を表示するように制御す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表示装置。
3. 前記車両は、外気温度を検出する外気温センサ（１０１）を備え、
   前記最小レベル充電率算出手段は、前記外気温センサで検出された外気温度に基いて、前記車両が走行中に前記二次電池が到達する温度レベルに相当する値を前記最小レベル充電率として算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電池の充電状態表示装置。
4. 前記表示制御手段は、
   前記推定充電率から前記補正後の充電率への移行に要する移行時間は、前記補正後の充電率が所定の値より小さい場合には、前記移行時間がより短くなるように制御することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の二次電池の充電状態表示装置。
5. 前記予め設定した所定値は、０％であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の二次電池の充電状態表示装置。

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