JP6699391B2 - 状態出力装置、状態出力プログラム及び状態出力方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電デバイスの状態出力装置、状態出力プログラム及び状態出力方法に関する。

従来から、電池等の蓄電デバイスを搭載し、蓄電デバイスからの電力でモータを駆動させるハイブリッド車や電気自動車等の移動体が知られている。

また、蓄電デバイスは、使用することによっても、使用せずに放置しておくことによっても劣化することが知られている。この劣化は、移動体における単位距離あたりの燃料消費量に大きく影響する。さらに、蓄電デバイスの劣化が急速に進行すると、今まで動いていた移動体が急に動かなくなる等の不具合が発生する。このため、従来から、蓄電デバイスの劣化の状況を精度よく推定することが求められている。

蓄電デバイスの劣化状態を推定する技術の一例として、電池電圧において、残容量との相関関係が明確となる変化を示す変極点を複数有するリチウムイオン電池の劣化を、電池の初期と使用後の満充電容量から算出する技術が既に知られている。この技術では、電池の使用前後の満充電容量を算出してリチウムイオン電池の劣化状態を推定している。

しかしながら、上記の従来の技術では、劣化状態の推定のために蓄電デバイスを完全放電させなければならず、ユーザの利便性を著しく阻害する上に、蓄電デバイスを劣化させる。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであり、蓄電デバイスを完全放電させずに蓄電デバイスの状態を検出することを目的としている。

開示の技術は、蓄電デバイスの電圧及び電流を含む蓄電デバイス情報を取得する蓄電デバイス情報取得部と、前記蓄電デバイスの充電により、前記電圧が、放電終止電圧と充電終止電圧の間における第一の電圧から第二の電圧となるまでに、前記蓄電デバイスに供給された電流容量を算出する電流容量算出部と、算出された前記電流容量と、記憶装置に保持された基準電流容量と、を比較する電流容量比較部と、比較した結果を前記蓄電デバイスの状態を示す情報として出力する状態出力部と、前記記憶装置に前記基準電流容量が格納された容量テーブルを記憶させる容量テーブル記憶部と、を有し、前記蓄電デバイスの温度毎に、前記第一の電圧及び第二の電圧と、前記基準電流容量と、を含む複数の前記容量テーブルが対応付けられており、前記蓄電デバイス情報は、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧を含み、前記電流容量算出部は、前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する第一の電圧及び第二の電圧に基づき前記電流容量を算出し、前記電流容量比較部は、前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する基準電流容量と、前記電流容量とを比較する、状態出力装置である。

蓄電デバイスを完全放電させずに蓄電デバイスの状態を検出できる。

蓄電デバイスの特性を説明する図である。 積算開始電圧と積算終了電圧について説明する図である。 状態出力装置を適用した電子機器の一例を示す図である。 第一の実施形態のバッテリ制御装置の機能を説明する図である。 第一の実施形態の容量テーブルの一例を示す図である。 第一の実施形態のバッテリ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 電池の状態を示す情報の一例を示す図である。 本実施形態のバッテリ制御装置が適用された移動体を説明する図である。 第二の実施形態のバッテリ制御装置の機能を説明する図である。 第二の実施形態の容量テーブルの一例を示す図である。 第二の実施形態のバッテリ制御装置の動作を説明するフローチャートである。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して実施形態について説明する。本実施形態では、蓄電デバイスに設定された放電終止電圧から充電終止電圧までの間において、第一の所定電圧から第二の所定電圧となるまでの積算電流量（電流容量）に応じて、蓄電デバイスの状態を検知する。以下の説明では、第一の所定電圧を積算開始電圧と呼び、第二の所定電圧を積算終了電圧と呼ぶ。

図１は、蓄電デバイスの特性を説明する図である。本実施形態の蓄電デバイスは、例えばリチウムイオン電池であり、図１は、一般的なリチウムイオン電池の充電特性を示している。一般的なリチウムイオン電池は、正極活物質として、例えば、ＮＣＡ（ニッケル、コバルト、アルミニウム）を用いており、その場合、図１に示すように、３．５Ｖ近辺から充電終止電圧の４．２Ｖまで比較的単調増加する充電特性となる。

図２は、積算開始電圧と積算終了電圧について説明する図である。蓄電デバイスの充電特性が単調増加傾向となる電圧３．５Ｖ近傍から、充電終止電圧４．２Ｖの間において、積算開始電圧Ｖｓ１と、積算終了電圧Ｖｓ２とを設定する。そして、本実施形態では、積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２となるまでの間、蓄電デバイスを充電し、この期間の積算電流量を算出する。言い換えれば、本実施形態では、蓄電デバイスの電圧が、積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２となるまでの間の充電により、蓄電デバイスに供給された電流容量Ｃを算出する。

そして、本実施形態では、この電流容量Ｃを、蓄電デバイスの工場出荷時等において算出された基準電流容量Ｃｓと比較することで、蓄電デバイスの状態を検知する。基準電流容量Ｃｓは、工場出荷時等において、蓄電デバイスの電圧が積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２となるまで充電した際の電流容量である。言い換えれば、基準電流容量Ｃｓは、蓄電デバイスが使用される前の、劣化していない状態において、蓄電デバイスの電圧が積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２となるまでの積算電流量である。

本実施形態では、このように、積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２までの電流容量Ｃと、基準電流容量Ｃｓと、に基づき蓄電デバイスの状態を検知するため、蓄電デバイスを完全放電させることなく、蓄電デバイスの状態を検知できる。より具体的には、蓄電デバイスの劣化の程度を検知することができる。

以下に、上述した手法を適用して、蓄電デバイスの状態を出力する状態出力装置について説明する。

図３は、状態出力装置を適用した電子機器の一例を示す図である。本実施形態の電子機器１０は、バッテリパック２０と、バッテリ制御装置３０と、負荷４０とを有する。

本実施形態のバッテリパック２０は、電池２１と、モニタユニット２２と、を有する。本実施形態の電池２１は、例えばリチウムイオン電池等の充放電可能な蓄電デバイスである。本実施形態のバッテリパック２０は、電池２１が最低１つ含まれていればよいが、高出力化のために２つ以上の電池２１を直列接続や並列接続しても構わない。

モニタユニット２２は、電池２１の状態を示す情報を取得し、取得した情報をバッテリ制御装置３０へ出力する。具体的には、本実施形態のモニタユニット２２は電圧センサ、電流センサ、温度センサ等を備えていてもよく、電池２１の電圧、電池２１に対する充電電流、電池２１の温度等を取得する。尚、電池２１は、例えば電子機器１０に充電器等が接続されて、充電されても良い。

本実施形態のバッテリ制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、メモリ３２と、を有する。

ＣＰＵ３１は、メモリ３２に格納されたプログラムを実行し、バッテリパック２０に対する各種の制御を行う。メモリ３２は、ＣＰＵ３１により処理の結果得られた情報や、各種プログラム等を格納する。メモリ３２に格納されるプログラムには、状態出力プログラムも含まれる。

た本実施形態のバッテリ制御装置３０は、ＣＰＵ３１が状態出力プログラムを実行することで、電池２１の状態を検知し、検知結果を出力する。つまり、本実施形態のバッテリ制御装置３０は、状態出力装置の役割を果たす。本実施形態のバッテリ制御装置３０の機能の詳細は後述する。

尚、本実施形態では、バッテリ制御装置３０が状態出力装置の役割を果たすものとしているが、これに限定されない。状態出力装置は、例えば本実施形態の電子機器１０そのものであっても良いし、バッテリパック２０とバッテリ制御装置３０とを含む構成であっても良い。

負荷４０は、電子機器１０が有する各種の電子回路等を含み、バッテリパック２０から電力が供給される。

次に、図４を参照し、バッテリ制御装置３０の機能について説明する。図４は、第一の実施形態のバッテリ制御装置の機能を説明する図である。図４に示す各部は、ＣＰＵ３１がメモリ３２に格納された状態出力プログラムを実行することで実現される。

本実施形態のバッテリ制御装置３０は、電池情報取得部４１、電圧判定部４２、電流容量算出部４３、容量テーブル記憶部４４、電流容量比較部４５、状態判定部４６、状態出力部４７、充電制御部４８を有する。

電池情報取得部４１は、バッテリパック２０のモニタユニット２２が取得している電池２１の電圧、電流、温度を含む電池２１の情報を取得する。以下の説明では、モニタユニット２２から取得する情報を電池情報と呼ぶ。

電圧判定部４２は、バッテリパック２０のモニタユニット２２から取得した電池電圧に基づき、積算開始電圧Ｖｓ１と積算終了電圧Ｖｓ２とを検知する。

電流容量算出部４３は、電池２１に対する充電を行った際に、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２となるまでに、バッテリパック２０に供給された電流容量Ｃを算出する。

容量テーブル記憶部４４は、メモリ３２の所定の記憶領域等に、容量テーブル４９を記憶させる。容量テーブル４９は、電流容量算出部４３により算出された電流容量と比較される基準電流容量Ｃｓが格納されている。容量テーブル４９の詳細は後述する。

電流容量比較部４５は、電流容量算出部４３により算出された電流容量と、モニタユニット２２から取得した情報に含まれる温度と、から、容量テーブル４９に格納された比較対象の基準電流容量Ｃｓを取得する。そして、電流容量比較部４５は、算出された電流容量と、容量テーブル４９から取得した基準電流容量とを比較する。

状態判定部４６は、電流容量比較部４５による比較の結果に応じて、電池２１の状態を判定する。具体的には、状態判定部４６は、電流容量算出部４３により算出された電流容量と、容量テーブル４９から取得した基準電流容量との差分に応じて、電池２１の劣化の度合いを判定する。

状態出力部４７は、状態判定部４６による判定結果を出力する。本実施形態の状態出力部４７は、例えば電子機器１０がディスプレイ等の表示部を有するものであった場合には、判定結果を表示部に表示させても良い。

また、状態出力部４７は、電子機器１０が、点灯／消灯させることができる光源を有する場合には、この光源の点灯／消灯を制御して、判定結果を通知させても良い。光源とは、例えば電子機器１０の筐体に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）等である。また、状態出力装置３６は、光源以外にも、音声や振動等により判定結果を通知させても良い。さらに、状態出力部４７は、例えば電子機器１０と通信が可能な外部の装置に対して、判定結果を出力しても良い。

充電制御部４８は、電池２１に対する充電が可能か否かを判断する。また、充電制御部４８は、電池２１の状態を出力する処理において、電池２１に対する充電の制御を行う。

次に、図５を参照して本実施形態の容量テーブル４９について説明する。図５は、第一の実施形態の容量テーブルの一例を示す図である。

本実施形態の容量テーブル４９は、予めバッテリ制御装置３０に与えられたテーブルである。本実施形態の容量テーブル４９は、情報の項目として、温度、積算開始電圧、積算終了電圧、基準電流容量を有する。

項目「温度」の値は、電池２１の温度を示す。項目「積算開始電圧」の値は、積算開始電圧Ｖｓ１の値を示し、項目「積算終了電圧」の値は、積算終了電圧Ｖｓ２の値を示す。項目「基準電流容量」の値は、電池２１の電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓとなるまでの基準電流容量を示す。

本実施形態の容量テーブル４９に格納されている基準電流容量は、全て電池２１の工場出荷時等に測定された値である。言い換えれば、容量テーブル４９に格納された基準電流容量は、電池２１の使用前の状態、つまり劣化していない状態における積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２までの電流容量を示している。

また、本実施形態の容量テーブル４９に格納される基準電流容量は、電池２１の設計や、バッテリ制御装置３０が搭載される上位装置の構成等によりその値が異なるものである。具体的には、本実施形態の基準電流容量は、例えば電池２１の全体の電流容量を１００％とした場合に、電流容量の１０％程度としても良い。

また、容量テーブル４９では、積算開始電圧Ｖｓ１と積算終了電圧Ｖｓ２は、温度毎に異なる値が対応付けられているが、基準電流容量は、温度に応じて異なる値が設定されても良いし、温度に関わらず一定の値が設定されていても良い。

図５に示す容量テーブル４９では、例えば温度が０℃〜１０℃の場合は、積算開始電圧Ｖｓ１を３．９Ｖ、積算終了電圧Ｖｓ２を４．１Ｖとし、温度が１１℃〜２０℃の場合には、積算開始電圧Ｖｓ１を３．８Ｖ、積算終了電圧Ｖｓ２を４．１Ｖとしている。また、容量テーブル４９では、温度が２１℃〜３０℃の場合には、積算開始電圧Ｖｓ１を３．７、積算終了電圧Ｖｓ２を４．０Ｖとし、温度が３１℃〜４０℃の場合には、積算開始電圧Ｖｓ１を３．６Ｖ、積算終了電圧Ｖｓ２を３．９Ｖとしている。

図５から分かるように、本実施形態では、温度が高くなるほど、積算開始電圧Ｖｓ１及び積算終了電圧Ｖｓ２を低く設定している。

本実施形態では、このように、温度毎に積算開始電圧Ｖｓ１、積算終了電圧Ｖｓ２、基準電流容量を対応付けておくことで、電池２１の温度による影響を考慮して、電池２１の状態を判定できる。

次に、図６を参照して本実施形態のバッテリ制御装置３０の動作について説明する。図６は、第一の実施形態のバッテリ制御装置の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態のバッテリ制御装置３０は、充電制御部４８により、電池２１が充電可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ６０１）。充電可能な状態とは、例えばバッテリパック２０に充電器等の電力供給源が接続された状態である。

ステップＳ６０１において、充電が可能な状態ではなかった場合、バッテリ制御装置３０は、充電が可能な状態となるまで待機する。

ステップＳ６０１において、充電が可能な状態であった場合、バッテリ制御装置３０は、電池情報取得部４１による電池情報の取得（収集）を開始させ、容量テーブル４９において電池情報に含まれる温度と対応する積算開始電圧Ｖｓ１と積算終了電圧Ｖｓ２を取得する（ステップＳ６０２）。

続いて、バッテリ制御装置３０は、電圧判定部４２により、バッテリパック２０から、電池電圧が、積算開始電圧Ｖｓ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０３において、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１以上の電圧であった場合、今回の充電では状態判定を行わないこととし、処理を終了する。

以下に、ステップＳ６０３の判定について、説明する。本実施形態では、充電が可能な状態となったときに、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１以上であった場合、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２となるまでの電流容量を算出することができない。したがって、本実施形態のバッテリ制御装置３０は、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１以上であった場合には、電池の状態を判定する処理を行わず、次に充電が可能な状態となったときに、再度図６の処理をステップＳ６０１から実行する。

ステップＳ６０３において、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１未満であった場合、バッテリ制御装置３０は、電池情報取得部４１による電池情報の取得（収集）を開始させ、さらに、充電制御部４８により電池２１に対する充電を開始させる（ステップＳ６０４）。

続いて、バッテリ制御装置３０は、電圧判定部４２により、電池情報に含まれる電池電圧が、積算終了電圧Ｖｓ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０５）。ステップＳ６０５において、電池電圧が積算終了電圧Ｖｓ２以上でない場合、つまり、電池電圧が積算終了電圧Ｖｓ２未満の場合、バッテリ制御装置３０は電池電圧が積算終了電圧Ｖｓ２に達するまで待機する。

ステップＳ６０５において、電池電圧が積算終了電圧Ｖｓ２以上の場合、バッテリ制御装置３０は、充電制御部４８により充電を停止させ、電流容量算出部４３により、充電を開始してから充電が終了するまでの電流容量を算出する（ステップＳ６０６）。

続いて、バッテリ制御装置３０は、電流容量比較部４５により容量テーブル４９を参照し、容量テーブル４９において、電池情報に含まれる温度と対応する基準電流容量Ｃｓを取得する（ステップＳ６０７）。

続いて、バッテリ制御装置３０は、電流容量比較部４５により、ステップＳ６０６で算出した電流容量と、ステップＳ６０７で取得した基準電流容量Ｃｓとを比較し、状態判定部４６により、電池２１の状態を判定する（ステップＳ６０８）。

続いて、バッテリ制御装置３０は、状態出力部４７により、電池２１の状態の判定結果を出力し（ステップＳ６０９）、処理を終了する。

以下に、ステップＳ６０８の処理について、具体的に説明する。本実施形態では、電流容量比較部４５により、容量テーブル４９から取得された基準電流容量Ｃｓに対する、ステップＳ６０６で算出された電流容量Ｃの割合を算出する。そして、状態判定部４６は、算出された割合が示す電池２１の状態を出力する。

例えば割合をパーセンテージで示した場合、電池２１は、基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合が１００％に近い程、劣化していないと言える。また、電池２１は、基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合が０％に近い程、劣化していると言える。

そこで、本実施形態の状態判定部４６では、例えば、基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合に応じた電池２１の状態を判定する。例えば、状態判定部４６は、基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合が７０％未満であった場合に、電池２１の状態を劣化状態と判定しても良い。

また、状態判定部４６は、基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合が９８％以上である場合等には、電池２１の状態は新品同様と判定しても良い。本実施形態の状態判定部４６は、上述した判定を行うために、割合の閾値と、電池２１の状態とが対応付けられたテーブル等を保持していても良い。

尚、図６の例では、電流容量比較部４５により基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合を算出し、算出した割合から電池２１の状態を判定し、判定結果を出力するものとしたが、これに限定されない。

バッテリ制御装置３０は、電流容量比較部４５により算出された基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合のみを、電池２１の状態を示す情報として出力しても良い。また、バッテリ制御装置３０は、電流容量比較部４５により算出された割合と、状態判定部４６により判定された電池２１の状態と、を両方表示させても良い。

また、本実施形態では、積算開始電圧Ｖｓ１又は積算終了電圧Ｖｓ２の何れか一方が、電池２１から出力される電池電圧の平均値（平均出力電圧）よりも大きい値であることが好ましい。

本実施形態では、上述した図６で説明したように、電池２１の電池電圧が、積算開始電圧Ｖｓ１未満である場合に、電池２１の状態を出力する処理を開始する。これは、言い換えれば、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１未満となるまで、電池２１の状態が出力されないことを示す。

そこで、本実施形態では、積算開始電圧Ｖｓ１又は積算終了電圧Ｖｓ２の何れか一方が、電池２１の平均出力電圧よりも大きい値となるようにした。より好ましくは、積算開始電圧Ｖｓ１が平均出力電圧よりも大きい値となれば良い。

このように積算開始電圧Ｖｓ１を設定することで、電池２１の電池電圧が比較的高い値である状態で、電池２１の状態を出力する処理を実行させることができる。したがって、電池２１の状態を出力する処理を実行する頻度が高くなり、速やかに電池２１の状態の変化を検知することができる。

尚、本実施形態では、電池２１の電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１未満となる度に図６の処理を実行しても良い。また、その場合、バッテリ制御装置３０は、図６の処理を実行する度に電池２１の状態を示す情報を出力しても良いし、所定の期間毎に電池２１の状態を示す情報を出力しても良い。

以下に、図７を参照して、状態出力部４７から出力される電池２１の状態を示す情報について説明する。

図７は、電池の状態を示す情報の一例を示す図である。図７では、例えば電子機器１０がディスプレイ等の表示部７１を有し、表示部７１に電池の状態を示す情報が表示された例を示している。

図７に示す表示部７１には、電池２１の状態を示す情報として、基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合を示す情報７２と、状態判定部４６により判定された状態を示す情報７３と、が表示されている。

表示部７１に表示された情報７２では、現在の電池２１の容量が工場出荷時と比較して７０％まで低下したことを示している。また、表示部７１に表示された情報７３では、電池２１は、交換が促される程度に劣化していることを示している。

以上のように、本実施形態によれば、電池２１を完全放電させることなく、蓄電デバイスの状態を検知できる。したがって、本実施形態によれば、蓄電デバイスの状態を検知することによる蓄電デバイスの劣化を抑制できる。また、本実施形態によれば、蓄電デバイスの状態を検知するために、蓄電デバイスを完全放電させる必要がなくなり、利用者に対して利便性を向上させることができる。

尚、図７の例では、電流容量比較部４５により算出された基準電流容量Ｃｓに対する電流容量Ｃの割合を示す情報７２と、状態判定部４６によりは判定された状態を示す情報７３と、の両方が表示されるものとしたが、これに限定されない。状態出力部４７により出力される情報は、情報７２又は情報７３の何れか一方であっても良い。

次に、本実施形態のバッテリ制御装置３０の適用例について説明する。図８は、本実施形態のバッテリ制御装置が適用された移動体を説明する図である。図８の例では、電子機器１０を移動体とした場合を示している。

図８に示す移動体１００は、本実施形態の状態出力装置であるバッテリ制御装置３０が適用されるハイブリッド車両である。

移動体１００は、バッテリパック２０、バッテリ制御装置３０、エンジン５０、モータ５１、システム制御ユニット５２、充電部５３を有する。

エンジン５０は、ガソリンや軽油等を燃料とする周知の内燃機関である。モータ５１は、電動機及び発電機として機能する周知の発電電動機である。尚、本実施形態の電池２１はモータ５１が電動機として機能する際に電力を供給する役割と、モータ５１が発電機として機能する際に回生エネルギを蓄える役割を担っている。

ＰＨＥＶやＨＥＶを含むハイブリッド車両では、エンジン５０とモータ５１とを併用しており、エンジン５０から出力される動力とモータ５１から出力される動力の少なくとも一方の動力により走行する。

システム制御ユニット５２は、モータ５１の動力のみで動作するＥＶモードと、モータ５１の動力とエンジン５０の動力とを併用して動作するＨＥＶモードとの切り替えを制御可能に構成されたＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）である。システム制御ユニット５２は、電池２１の充電の制御や回生動作の制御等の他の様々な制御を可能に構成されていても構わない。

システム制御ユニット５２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、メインメモリ等を含むように構成することができる。この場合、システム制御ユニット５２の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。システム制御ユニット５２のＣＰＵは、必要に応じてＲＡＭからデータを読み出したり、格納したりできる。

移動体１００において、バッテリ制御装置３０は、充電部５３を介して電池２１を充電する。尚、移動体１００がＰＨＥＶである場合には、充電部５３には外部電源用プラグ５４が設けられており、外部電源用プラグ５４をコンセントに差し込むことで直接充電可能である。本実施形態のバッテリ制御装置３０は、例えば、家庭用コンセントを用いたプラグ充電中に、電池２１の状態を検知することができる。或いは、ガソリンスタンドでの充電中等に電池２１の状態を検知してもよい。

尚、移動体１００では、システム制御ユニット５２がバッテリ制御装置３０の機能の一部を担ってもよいし、システム制御ユニット５２の一部の機能をバッテリ制御装置３０が担ってもよい。又、システム制御ユニット５２及びバッテリ制御装置３０を物理的に１つのＥＣＵとして実現してもよいし、３つ以上のＥＣＵとして実現してもよい。

図８では、バッテリ制御装置３０が適用される電子機器１０の一例を移動体１００としたが、これに限定されない。

本実施形態のバッテリ制御装置３０は、充放電可能な二次電池を有する装置であれば、どのような装置であっても適用することができる。例えば、バッテリ制御装置３０は、スマートフォンやタブレット端末、ノート型コンピュータ、電動工具、電動アシスト自転車等に適用されて良い。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、温度毎に、積算開始電圧Ｖｓ１と積算終了電圧Ｖｓ２の組合せを複数有する点が第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態の同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図９は、第二の実施形態のバッテリ制御装置の機能を説明する図である。本実施形態のバッテリ制御装置３０Ａは、電池情報取得部４１、電圧判定部４２、電流容量算出部４３、容量テーブル記憶部４４Ａ、電流容量比較部４５、状態判定部４６、状態出力部４７、充電制御部４８を有する。

本実施形態のバッテリ制御装置３０Ａは、容量テーブル記憶部４４Ａ以外の各部は、第一の実施形態と同様である。

本実施形態の容量テーブル記憶部４４Ａは、容量テーブル群４９Ａを記憶している。本実施形態の容量テーブル群４９Ａは、温度毎に、複数の積算開始電圧Ｖｓ１と積算終了電圧Ｖｓ２の組合せが対応付けられたテーブルを含む。

図１０は、第二の実施形態の容量テーブルの一例を示す図である。図１０（Ａ）に示す容量テーブル４９−１は、電池情報に含まれる温度が「０〜１０℃」の場合に参照されるものであり、図１０（Ｂ）に示す容量テーブル４９−２は、電池情報に含まれる温度が「１１〜２０℃」の場合に参照されるものである。

また、図１０（Ｃ）に示す容量テーブル４９−３は、電池情報に含まれる温度が「２１〜３０℃」の場合に参照されるものであり、図１０（Ｄ）に示す容量テーブル４９−４は、電池情報に含まれる温度が「３１〜４０℃」の場合に参照されるものである。

容量テーブル４９−１では、温度「０〜１０℃」に対し、積算開始電圧Ｖｓ１が３．９Ｖであり、積算終了電圧Ｖｓ２が４．１Ｖである組と、積算開始電圧Ｖｓ１が３．８Ｖであり、積算終了電圧Ｖｓ２が４．１Ｖである組と、が対応付けられている。さらに、容量テーブル４９−１では、温度「０〜１０℃」に対し、積算開始電圧Ｖｓ１が３．７Ｖであり、積算終了電圧Ｖｓ２が４．０Ｖである組と、積算開始電圧Ｖｓ１が３．６Ｖであり、積算終了電圧Ｖｓ２が３．９Ｖである組と、が対応付けられている。また、各組には、基準電流容量が対応付けられている。容量テーブル４９−２、４９−３、４９−４も同様である。

次に、図１１を参照して本実施形態のバッテリ制御装置３０Ａの動作について説明する。図１１は、第二の実施形態のバッテリ制御装置の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態のバッテリ制御装置３０Ａは、充電制御部４８により、電池２１が充電可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１０１）。充電可能な状態とは、例えばバッテリパック２０に充電器等の電力供給源が接続された状態である。

ステップＳ１１０１において、充電が可能な状態ではなかった場合、バッテリ制御装置３０Ａは、充電が可能な状態となるまで待機する。

ステップＳ１１０１において、充電が可能な状態であった場合、バッテリ制御装置３０Ａは、電池情報取得部４１による電池情報の取得（収集）を開始させ、容量テーブル群４９Ａにおいて電池情報に含まれる温度と対応する容量テーブルを取得する（ステップＳ１１０２）。

続いて、バッテリ制御装置３０Ａは、電圧判定部４２により、ステップＳ１１０２で取得した容量テーブルから、電池情報に含まれる電池電圧より大きく、且つ最も電池電圧に近い値の積算開始電圧Ｖｓ１と、積算開始電圧Ｖｓ１と対応する積算終了電圧Ｖｓ２とを取得する（ステップＳ１１０３）。

図１１のステップＳ１１０４からステップＳ１１０６までの処理は、図６のステップＳ６０４からステップＳ６０６までの処理と同様であるから説明を省略する。

ステップＳ１１０６に続いて、バッテリ制御装置３０Ａは、ステップＳ１１０３で取得した積算開始電圧Ｖｓ１及び積算終了電圧Ｖｓ２と対応付けられた基準電流容量Ｃｓを取得する（ステップＳ１１０７）。

図１１のステップＳ１１０８とステップＳ１１０９の処理は、図６のステップＳ６０８とステップＳ６０９の処理と同様であるから説明を省略する。

以上のように、本実施形態では、複数の積算開始電圧Ｖｓ１と積算終了電圧Ｖｓ２の組合せと、各組合せのそれぞれに基準電流容量が対応付けられた容量テーブルを温度毎に設けた。したがって、本実施形態によれば、電池２１の充電が可能な状態となったときの電池電圧の値に関わらず、電池電圧が積算開始電圧Ｖｓ１から積算終了電圧Ｖｓ２となるまでの電流容量を基準電流容量Ｃｓと比較することができる。

また、本実施形態では、容量テーブルにおいて、電池２１の充電が可能な状態となったときの電池電圧の値と最も値が近い積算開始電圧Ｖｓ１と積算終了電圧Ｖｓ２を取得し、電流容量の算出を行う。したがって、本実施形態によれば、電池２１の充電が可能になってから、速やかに電池２１の状態を判定することができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１０ 電子機器
２０ バッテリパック
２１ 電池
２２ モニタユニット
３０ バッテリ制御装置
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
４２ 電圧判定部
４３ 電流容量算出部
４４、４４Ａ 容量テーブル記憶部
４５ 電流容量比較部
４６ 状態判定部
４７ 状態出力部
４９ 容量テーブル
４６Ａ 容量テーブル群

特許第５２８２７８９号

Claims (9)

1. 蓄電デバイスの電圧及び電流を含む蓄電デバイス情報を取得する蓄電デバイス情報取得部と、
   前記蓄電デバイスの充電により、前記電圧が、放電終止電圧と充電終止電圧の間における第一の電圧から第二の電圧となるまでに、前記蓄電デバイスに供給された電流容量を算出する電流容量算出部と、
   算出された前記電流容量と、記憶装置に保持された基準電流容量と、を比較する電流容量比較部と、
   比較した結果を前記蓄電デバイスの状態を示す情報として出力する状態出力部と、
   前記記憶装置に前記基準電流容量が格納された容量テーブルを記憶させる容量テーブル記憶部と、を有し、
   前記蓄電デバイスの温度毎に、前記第一の電圧及び第二の電圧と、前記基準電流容量と、を含む複数の前記容量テーブルが対応付けられており、
   前記蓄電デバイス情報は、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧を含み、
   前記電流容量算出部は、
   前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する第一の電圧及び第二の電圧に基づき前記電流容量を算出し、
   前記電流容量比較部は、
   前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する基準電流容量と、前記電流容量とを比較する、状態出力装置。
2. 前記第一の電圧と、前記第二の電圧は、予め設定された電圧値である請求項１記載の状態出力装置。
3. 前記第二の電圧は、前記蓄電デバイスから出力される電圧の平均値よりも高い電圧である、請求項１又は２記載の状態出力装置。
4. 前記第一の電圧は、前記蓄電デバイスから出力される電圧の平均値よりも高い電圧である、請求項３記載の状態出力装置。
5. 前記基準電流容量は、
   前記蓄電デバイスが劣化していない状態において、充電により、前記電圧が前記第一の電圧から第二の電圧となるまでに前記蓄電デバイスに供給された電流容量を示す請求項１乃至４の何れか一項に記載の状態出力装置。
6. 前記電流容量比較部による比較結果に基づき、前記蓄電デバイスの劣化の度合いを判定する状態判定部を有し、
   前記状態出力部は、
   前記蓄電デバイスの状態を示す情報に、前記状態判定部による判定結果である前記劣化の度合いを示す情報を含める、請求項１乃至５の何れか一項に記載の状態出力装置。
7. 前記蓄電デバイスと、
   前記蓄電デバイス情報を取得するモニタ部と、を有する請求項１乃至６の何れか一項に記載の状態出力装置。
8. 蓄電デバイスの電圧及び電流を含む蓄電デバイス情報を取得する処理と、
   前記蓄電デバイスの充電により、前記電圧が、放電終止電圧と充電終止電圧の間における第一の電圧から第二の電圧となるまでに、前記蓄電デバイスに供給された電流容量を算出する処理と、
   算出された前記電流容量と、記憶装置に保持された基準電流容量と、を比較する処理と、
   比較した結果を前記蓄電デバイスの状態を示す情報として出力する処理と、
   前記記憶装置に前記基準電流容量が格納された容量テーブルを記憶させる処理と、をコンピュータに実行させ、
   前記蓄電デバイスの温度毎に、前記第一の電圧及び第二の電圧と、前記基準電流容量と、を含む複数の前記容量テーブルが対応付けられており、
   前記蓄電デバイス情報は、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧を含み、
   前記算出する処理は、
   前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する第一の電圧及び第二の電圧に基づき前記電流容量を算出し、
   前記比較する処理は、
   前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する基準電流容量と、前記電流容量とを比較する処理である、状態出力プログラム。
9. コンピュータによる状態出力方法であって、該コンピュータが、
   蓄電デバイスの電圧及び電流を含む蓄電デバイス情報を取得し、
   前記蓄電デバイスの充電により、前記電圧が、放電終止電圧と充電終止電圧の間における第一の電圧から第二の電圧となるまでに、前記蓄電デバイスに供給された電流容量を算出し、
   算出された前記電流容量と、記憶装置に保持された基準電流容量と、を比較し、
   比較した結果を前記蓄電デバイスの状態を示す情報として出力し、
   前記記憶装置に前記基準電流容量が格納された容量テーブルを記憶させ、
   前記蓄電デバイスの温度毎に、前記第一の電圧及び第二の電圧と、前記基準電流容量と、を含む複数の前記容量テーブルが対応付けられており、
   前記蓄電デバイス情報は、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧を含み、
   前記算出において、
   前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する第一の電圧及び第二の電圧に基づき前記電流容量を算出し、
   前記比較において、
   前記容量テーブルにおいて、前記蓄電デバイスの温度及び前記蓄電デバイスの電圧と対応する基準電流容量と、前記電流容量とを比較する、状態出力方法。

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