JP2011076976A

JP2011076976A - Method and device for calculating dischargeable capacity

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Publication number: JP2011076976A
Application number: JP2009229646A
Authority: JP
Inventors: Yohei Shindo; 洋平進藤; Tomitaro Hara; 富太郎原; Akira Tsujiko; 曜辻子; Takeshi Abe; 武志阿部; Takuichi Arai; 卓一荒井; Yukie Yuasa; 幸恵湯浅; Keiko Wasada; 景子和佐田; Daisuke Teramoto; 大介寺本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-04-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for calculating dischargeable capacity capable of correctly calculating dischargeable capacity of a secondary battery, and to provide a device for calculating dischargeable capacity used for the same. <P>SOLUTION: The device 100 for calculating the dischargeable capacity includes: a current sensor 20 for detecting current flowing into/out of a secondary battery 10; a charge capacity calculation unit 31 for calculating charge capacity from a cumulative value of the current detected by the current sensor 20; a charge and discharge efficiency estimation unit 32 for estimating the efficiency of charge and discharge, based on the calculation value of the charge capacity; and a dischargeable capacity calculation unit 33 for multiplying the estimation value of the charge and discharge efficiency by the calculation value of the charge capacity to calculate dischargeable capacity of the secondary battery 10. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、二次電池の放電可能容量を算出する放電可能容量算出方法および該方法に用いられる放電可能容量算出装置に関する。 The present invention relates to a dischargeable capacity calculation method for calculating a dischargeable capacity of a secondary battery and a dischargeable capacity calculation apparatus used in the method.

近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている（例えば特許文献５）。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。この種のリチウムイオン電池においては、Ｌｉイオンを可逆的に吸蔵・放出し得る正極活物質が正極集電体上に保持された構成の正極を備えている。かかる正極に用いられる正極活物質の例としては、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）等の、リチウムと遷移金属元素とを構成金属元素として含む酸化物（リチウム遷移金属酸化物）を主成分とする正極活物質が挙げられる。 In recent years, lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, and other secondary batteries have become increasingly important as power sources for mounting on vehicles, or power sources for personal computers and portable terminals (for example, Patent Document 5). In particular, a lithium ion battery that is lightweight and obtains a high energy density is expected to be preferably used as a high-output power source mounted on a vehicle. This type of lithium ion battery includes a positive electrode having a configuration in which a positive electrode active material capable of reversibly occluding and releasing Li ions is held on a positive electrode current collector. Examples of positive electrode active materials used for such positive electrodes include lithium and transition metal elements such as lithium nickelate (LiNiO ₂ ), lithium cobaltate (LiCoO ₂ ), and lithium manganate (LiMn ₂ O ₄ ). Examples thereof include a positive electrode active material mainly containing an oxide (lithium transition metal oxide) containing as an element.

ところで、このようなリチウムイオン電池を有効に活用するためには、リチウムイオン電池に残存している残存容量を正確に把握することが望まれる。そこで、従来から、リチウムイオン電池に出入りする充放電電流を積算して残存容量を求める方法や、リチウムイオン電池の開放電圧に基づいて残存容量を求める方法が提案されている（特許文献１〜３等）。例えば、充放電電流の積算から残存容量を求める場合には、充電時にリチウムイオン電池に流れ込む電気量と、放電時にリチウムイオン電池から流れ出す電気量とを積算することによって、リチウムイオン電池に残存している電気量を求めている。 By the way, in order to effectively use such a lithium ion battery, it is desired to accurately grasp the remaining capacity remaining in the lithium ion battery. Therefore, conventionally, there have been proposed a method for obtaining a remaining capacity by integrating charge / discharge currents flowing in and out of a lithium ion battery and a method for obtaining a remaining capacity based on an open voltage of the lithium ion battery (Patent Documents 1 to 3). etc). For example, when calculating the remaining capacity from the integration of the charge / discharge current, the amount of electricity flowing into the lithium ion battery during charging and the amount of electricity flowing out of the lithium ion battery during discharging are integrated to remain in the lithium ion battery. We are looking for the amount of electricity.

また、この種のリチウムイオン電池では、通常、リチウムイオン電池に残存している電気量（以下、充電容量という。）と、実際に電力として取り出すことができる電気量（以下、放電可能容量という。）とは相違する。そこで、電流積算から算出した充電容量に一定の係数を乗算した値を、放電可能容量として算出する。図１は充電容量と放電可能容量との関係を示すグラフである。図１のＬ２に示すように、充電容量と放電可能容量との間には、通常、比例関係が成立する。そのため、充電容量に対する放電可能容量の比率を示す充放電効率（「放電可能容量／充電容量」×１００）は、充電容量の増減にかかわらず一定になる。したがって、充電容量に充放電効率を乗算することによって放電可能容量を算出できる。 Also, in this type of lithium ion battery, the amount of electricity remaining in the lithium ion battery (hereinafter referred to as charge capacity) and the amount of electricity that can be actually taken out as power (hereinafter referred to as dischargeable capacity). ) Is different. Therefore, a value obtained by multiplying the charge capacity calculated from the current integration by a certain coefficient is calculated as the dischargeable capacity. FIG. 1 is a graph showing the relationship between charge capacity and dischargeable capacity. As indicated by L2 in FIG. 1, a proportional relationship is normally established between the charge capacity and the dischargeable capacity. Therefore, the charge / discharge efficiency (“dischargeable capacity / charge capacity” × 100) indicating the ratio of the dischargeable capacity to the charge capacity is constant regardless of the increase or decrease of the charge capacity. Therefore, the dischargeable capacity can be calculated by multiplying the charge capacity by the charge / discharge efficiency.

特開２００３−１８５７１９号公報JP 2003-185719 A 特開平１０−３１９１００号公報JP-A-10-319100 特開平７−１９１１０６号公報JP-A-7-191106 特開２００１−３２５９８８号公報JP 2001-325988 A 特許第３３０４８３５号公報Japanese Patent No. 3304835

ところで、正極に用いられる正極活物質の他の例として、ＬｉＦｅＰＯ_４やＬｉＭｎＰＯ_４等のオリビン型構造を有するリン酸リチウム化合物が挙げられる。かかるオリビン型リン酸リチウム化合物は、理論容量が高く、低コストで充電時の熱安定性に優れることから、有望な正極活物質として注目されている（例えば特許文献４）。しかしながら、オリビン型リン酸リチウム化合物を正極に用いたリチウムイオン電池では、従来の算出方法（充電容量に一定の係数を乗算する方法）では、正確な放電可能容量を算出することができない場合があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、二次電池の放電可能容量を正確に算出することができる放電可能容量算出方法を提供することである。また、他の目的は、そのような方法を好ましく実現し得る放電可能容量算出装置を提供することである。 By the way, other examples of the positive electrode active material used for the positive electrode include lithium phosphate compounds having an olivine structure such as LiFePO ₄ and LiMnPO ₄ . Such an olivine-type lithium phosphate compound has attracted attention as a promising positive electrode active material because of its high theoretical capacity, low cost, and excellent thermal stability during charging (for example, Patent Document 4). However, in a lithium ion battery using an olivine type lithium phosphate compound as a positive electrode, there is a case where an accurate dischargeable capacity cannot be calculated by a conventional calculation method (a method of multiplying a charge capacity by a certain coefficient). It was.
This invention is made | formed in view of this point, The main objective is to provide the dischargeable capacity calculation method which can calculate the dischargeable capacity of a secondary battery correctly. Another object is to provide a dischargeable capacity calculation apparatus that can preferably realize such a method.

本願発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討したところ、オリビン型リン酸リチウム化合物を正極に用いたリチウムイオン電池では、図１のＬ１に示すように、充電容量と放電可能容量とが比例関係にならず、充電容量に対して充放電効率が一定ではないことを見出した。具体的には、図２に示すように、充放電効率の値は、充電容量の増加とともに徐々に減少していくことを見出した。この場合には、充電容量の増減とともに充放電効率の値が変動するため、従来のように単に充電容量に一定の係数を乗算しただけでは、そのときの充電容量に応じて変動する実際の充放電効率との間に誤差が生じ、正確な放電可能容量を算出することができなくなる。本発明は、かかる知見に基づいて、充電容量に応じて変動する充放電効率の値を正確に推定するというアプローチによって、放電可能容量を精度よく算出するものである。 The inventor of the present application diligently studied to achieve the above object, and in a lithium ion battery using an olivine type lithium phosphate compound as a positive electrode, the charge capacity and the dischargeable capacity are proportional as shown by L1 in FIG. It was not related, and it discovered that charging / discharging efficiency was not constant with respect to charge capacity. Specifically, as shown in FIG. 2, it has been found that the value of the charge / discharge efficiency gradually decreases as the charge capacity increases. In this case, the value of the charge / discharge efficiency varies with the increase / decrease of the charge capacity. Therefore, when the charge capacity is simply multiplied by a certain coefficient as in the conventional case, the actual charge capacity varies depending on the charge capacity at that time. An error occurs between the discharge efficiency and the dischargeable capacity cannot be calculated accurately. Based on this knowledge, the present invention calculates the dischargeable capacity with high accuracy by an approach of accurately estimating the value of charge / discharge efficiency that varies according to the charge capacity.

すなわち、本発明によると、二次電池の放電可能容量を算出する方法が提供される。この方法は、上記二次電池に出入りする電流を検出する電流検出ステップと、上記検出された電流の積算値から充電容量を算出する充電容量算出ステップと、上記充電容量の算出値に基づいて充放電効率の値を推定する充放電効率推定ステップと、上記充放電効率の推定値と上記充電容量の算出値とを乗算して、上記二次電池の放電可能容量を算出する放電可能容量算出ステップとを包含する。上記充放電効率の推定は、例えば、各充電容量の値ごとに、実際に測定された充放電効率の値を記憶したマップ（例えばテーブル）を作成し、該マップを参照して上記充電容量の算出値に対応する充放電効率を求めることにより行うとよい。あるいは、充電容量をパラメータとして充放電効率の値を計算する演算式を作成し、該演算式を用いて上記充電容量の算出値に対応する充放電効率を求めることにより行うとよい。 That is, according to the present invention, a method for calculating the dischargeable capacity of a secondary battery is provided. The method includes a current detection step for detecting a current flowing into and out of the secondary battery, a charge capacity calculation step for calculating a charge capacity from the integrated value of the detected current, and a charge based on the calculated value of the charge capacity. Charge / discharge efficiency estimation step for estimating the value of discharge efficiency, and dischargeable capacity calculation step for calculating the dischargeable capacity of the secondary battery by multiplying the estimated value of charge / discharge efficiency by the calculated value of charge capacity Including. For example, the charge / discharge efficiency is estimated by creating a map (for example, a table) storing the actually measured charge / discharge efficiency values for each charge capacity value and referring to the map. It is good to carry out by calculating | requiring the charging / discharging efficiency corresponding to a calculated value. Alternatively, an arithmetic expression for calculating the value of charge / discharge efficiency using the charge capacity as a parameter may be created, and the charge / discharge efficiency corresponding to the calculated value of the charge capacity may be obtained using the arithmetic expression.

本発明の方法によれば、二次電池に出入りする電流の積算値から充電容量を算出し、充電容量の算出値に基づいて充放電効率の値を推定し、充放電効率の推定値と充電容量の算出値とを乗算して放電可能容量を算出するので、充放電効率の値が充電容量の増減によって変動する場合でも、マップや演算式を用いることで、充電容量に応じて変動する充放電効率の値を正確に推定することができ、放電可能容量を精度よく算出することができる。 According to the method of the present invention, the charge capacity is calculated from the integrated value of the current flowing into and out of the secondary battery, the charge / discharge efficiency value is estimated based on the calculated charge capacity value, and the estimated charge / discharge efficiency value and the charge are calculated. The dischargeable capacity is calculated by multiplying the calculated capacity value. The value of the discharge efficiency can be accurately estimated, and the dischargeable capacity can be calculated with high accuracy.

また、本発明によると、上記放電可能容量算出方法を好ましく実現することができる放電可能容量算出装置が提供される。かかる装置は、上記二次電池に出入りする電流を検出する電流センサ（上記二次電池に入る電流および上記二次電池から出る電流の少なくとも一方を検出し得るものであればよい。）と、上記電流センサで検出された電流の積算値から充電容量を算出する充電容量算出部と、上記充電容量の算出値に基づいて充放電効率を推定する充放電効率推定部と、上記充放電効率の推定値と上記充電容量の算出値とを乗算して、上記二次電池の放電可能容量を算出する放電可能容量算出部とを備える。かかる装置によれば、上記放電可能容量算出方法を好ましく実現することができる。 In addition, according to the present invention, there is provided a dischargeable capacity calculation device capable of preferably realizing the dischargeable capacity calculation method. Such a device may be a current sensor that detects a current that flows in and out of the secondary battery (which may detect at least one of a current that enters the secondary battery and a current that flows from the secondary battery), and the above. A charge capacity calculation unit that calculates a charge capacity from an integrated value of current detected by a current sensor, a charge / discharge efficiency estimation unit that estimates charge / discharge efficiency based on the calculated value of the charge capacity, and an estimation of the charge / discharge efficiency A dischargeable capacity calculation unit that calculates the dischargeable capacity of the secondary battery by multiplying the value by the calculated value of the charge capacity; According to such an apparatus, the above dischargeable capacity calculation method can be preferably realized.

ここで開示される装置のある好適な一態様において、上記充放電効率と充電容量との関係を示すマップを記憶した記憶部を備える。そして、上記充放電効率推定部は、上記マップを参照して上記充電容量の算出値に対応する上記充放電効率の値を推定し得るように構成されている。このようなマップを用いることにより、充電容量に応じて変動する充放電効率の値を正確に推定することができるので、放電可能容量の算出精度が向上する。 In a preferred aspect of the device disclosed herein, a storage unit storing a map indicating the relationship between the charge / discharge efficiency and the charge capacity is provided. And the said charging / discharging efficiency estimation part is comprised so that the value of the said charging / discharging efficiency corresponding to the calculated value of the said charging capacity can be estimated with reference to the said map. By using such a map, it is possible to accurately estimate the value of charge / discharge efficiency that fluctuates according to the charge capacity, so that the calculation accuracy of the dischargeable capacity is improved.

ここで開示される装置のある好適な一態様において、上記充放電効率と充電容量との関係を示す演算式を記憶した記憶部を備える。そして、上記充放電効率推定部は、上記演算式を用いて上記充電容量の算出値に対応する上記充放電効率の値を推定し得るように構成されている。このような演算式を用いることにより、充電容量に応じて変動する充放電効率の値を正確に推定することができるので、放電可能容量の算出精度が向上する。 In a preferable aspect of the apparatus disclosed herein, the apparatus includes a storage unit that stores an arithmetic expression indicating a relationship between the charge / discharge efficiency and the charge capacity. And the said charging / discharging efficiency estimation part is comprised so that the value of the said charging / discharging efficiency corresponding to the calculated value of the said charging capacity can be estimated using the said computing equation. By using such an arithmetic expression, it is possible to accurately estimate the value of charge / discharge efficiency that fluctuates according to the charge capacity, so that the calculation accuracy of the dischargeable capacity is improved.

ここで開示される装置のある好適な一態様において、上記マップまたは演算式は、放電レート（放電電流量）ごとに設定されている。この構成を用いれば、マップまたは演算式が放電レートごとに設定されているので、充放電効率の値が放電レートの大きさによって変動する場合でも、放電レートの大きさに応じて変動する充放電効率の値を正確に推定することができ、放電可能容量を精度よく算出することができる。 In a preferable aspect of the device disclosed herein, the map or the arithmetic expression is set for each discharge rate (discharge current amount). With this configuration, since the map or calculation formula is set for each discharge rate, even when the charge / discharge efficiency value varies depending on the magnitude of the discharge rate, the charge / discharge varies depending on the magnitude of the discharge rate. The value of efficiency can be accurately estimated, and the dischargeable capacity can be calculated with high accuracy.

ここで開示される方法のある好適な一態様において、上記二次電池は、オリビン型リン酸リチウム化合物を含む正極を備えたリチウム二次電池である。オリビン型リン酸リチウム化合物を含む正極を備えたリチウム二次電池では、充電容量の増減や放電レートの大きさによって充放電効率の値が大きく変動するため、本発明を適用することによる効果が特に大きい。 In a preferable aspect of the method disclosed herein, the secondary battery is a lithium secondary battery including a positive electrode including an olivine type lithium phosphate compound. In a lithium secondary battery having a positive electrode containing an olivine-type lithium phosphate compound, the value of charge / discharge efficiency varies greatly depending on the increase / decrease in charge capacity or the magnitude of the discharge rate. large.

このような放電可能容量算出装置は、例えば自動車等の車両に搭載される二次電池用の放電可能容量算出装置として好適である。したがって本発明によると、ここに開示されるいずれかの放電可能容量算出装置を備える車両が提供される。特に、軽量で高出力が得られることから、リチウム二次電池を動力源（典型的には、ハイブリッド車両または電気車両の動力源）として備える車両（例えば自動車）が提供される。 Such a dischargeable capacity calculation device is suitable as a dischargeable capacity calculation device for a secondary battery mounted on a vehicle such as an automobile. Therefore, according to the present invention, a vehicle including any one of the dischargeable capacity calculation devices disclosed herein is provided. In particular, since it is lightweight and provides high output, a vehicle (for example, an automobile) including a lithium secondary battery as a power source (typically, a power source of a hybrid vehicle or an electric vehicle) is provided.

充電容量と放電可能容量との関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between charge capacity and dischargeable capacity. 充放電効率と充電容量との関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between charging / discharging efficiency and charging capacity. 本発明の一実施形態に係る放電可能容量算出装置のブロック図。The block diagram of the dischargeable capacity calculation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る演算部の処理手順を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the process sequence of the calculating part which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る充放電効率−充電容量マップ。The charge / discharge efficiency-charge capacity map which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る充放電効率特性図。The charge / discharge efficiency characteristic figure which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る放電可能容量算出装置を搭載した車両の側面模式図。The side surface schematic diagram of the vehicle carrying the dischargeable capacity | capacitance calculation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定する意図ではない。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略することがある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described, but the present invention is not intended to be limited to those shown in the specific examples. Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in this field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field. Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which show | plays the same effect | action, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.

特に限定することを意図したものではないが、以下では主として本発明を車両に搭載されるリチウムイオン電池に適用する場合を例として本発明を詳細に説明する。図７に示すように、車両１（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）には、電力を蓄える蓄電デバイスとしてのリチウムイオン電池１０と、リチウムイオン電池１０の放電可能容量を算出する装置１００が搭載されている。 Although not intended to be particularly limited, the present invention will be described in detail below mainly using the case where the present invention is applied to a lithium ion battery mounted on a vehicle as an example. As shown in FIG. 7, a vehicle 1 (typically an automobile, particularly an automobile including an electric motor such as a hybrid automobile, an electric automobile, and a fuel cell automobile) includes a lithium ion battery 10 as an electric storage device for storing electric power, A device 100 for calculating the dischargeable capacity of the lithium ion battery 10 is mounted.

リチウムイオン電池１０は、典型的な車両に搭載される二次電池と同様、所定の電池構成材料（正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等）から構成されている。この実施形態では、正極活物質（オリビン型ＬｉＦｅＰＯ_４）を用いて形成された正極と、負極活物質（炭素系材料）を用いて形成された負極とを有しており、電解液には、適当な非水溶媒にリチウム塩を含有させた非水電解液が用いられている。 The lithium ion battery 10 is made of a predetermined battery constituent material (active material for each positive and negative electrode, current collector for each positive and negative electrode, separator, etc.) as in the case of a secondary battery mounted on a typical vehicle. In this embodiment, it has a positive electrode formed using a positive electrode active material (olivine-type LiFePO ₄ ) and a negative electrode formed using a negative electrode active material (carbon-based material). A nonaqueous electrolytic solution in which a lithium salt is contained in a suitable nonaqueous solvent is used.

リチウムイオン電池１０には、図３に示すように、充電器６０が接続されている。充電器６０は、図示しない充電スイッチのオンによりリチウムイオン電池１０への充電を開始するようになっている。また、リチウムイオン電池１０には、放電可能容量算出装置１００が接続されている。放電可能容量算出装置１００は、リチウムイオン電池１０の放電可能容量を算出するための装置であり、電流センサ２０と、演算ユニット３０とから構成されている。電流センサ２０は、リチウムイオン電池１０に接続され、該リチウムイオン電池１０に出入りする電流（充電電流及び放電電流）を検出する。また、電流センサ２０は、演算ユニット３０に接続され、検出した電流情報を演算ユニット３０に出力するようになっている。 As shown in FIG. 3, a charger 60 is connected to the lithium ion battery 10. The charger 60 starts charging the lithium ion battery 10 when a charging switch (not shown) is turned on. In addition, a dischargeable capacity calculation device 100 is connected to the lithium ion battery 10. The dischargeable capacity calculation device 100 is a device for calculating the dischargeable capacity of the lithium ion battery 10, and includes a current sensor 20 and an arithmetic unit 30. The current sensor 20 is connected to the lithium ion battery 10 and detects currents (charging current and discharging current) that enter and exit the lithium ion battery 10. The current sensor 20 is connected to the arithmetic unit 30 and outputs detected current information to the arithmetic unit 30.

演算ユニット３０は、電子的な処理装置であり、電流センサ２０からの電流情報に基づいて、図４に示す処理に従って、リチウムイオン電池１０の放電可能容量を算出する。演算ユニット３０は、ＣＰＵやＭＰＵなどで構成された演算機能を有する演算部３４と、不揮発性メモリーなどで構成された記憶部３８とを備えている。 The arithmetic unit 30 is an electronic processing device, and calculates the dischargeable capacity of the lithium ion battery 10 according to the processing shown in FIG. 4 based on the current information from the current sensor 20. The arithmetic unit 30 includes an arithmetic unit 34 having an arithmetic function composed of a CPU, an MPU, and the like, and a storage unit 38 composed of a nonvolatile memory.

記憶部３８には、演算部３４における処理に必要なプログラム等の各種データが格納されている。また、記憶部３８には、リチウムイオン電池１０の充放電効率と充電容量との関係を示すマップ３６が記憶されている。このマップ３６は、各充電容量の値ごとに、実際に測定された充放電効率のデータを記憶して構成されたものである。図５にマップの一例を示す。なお、図５では、充電容量を充電率（ＳＯＣ）に変換して示している。充電率は、正極理論容量より予測した電池容量に対する充電容量の比率であり、具体的には、充電率（％）＝「充電容量（ｍＡｈ）／電池容量（ｍＡｈ）」×１００で表わされる。図５に示すように、マップ３６は、各充電容量の値ごとに、実際に測定された充放電効率のデータを記憶して構成されている。具体的には、充電率の値を適当な範囲（ここでは２０％）ごとに分類し、各範囲の充電率に対する充放電効率の値を実際に測定して記憶部３８に記憶している。
また、この実施形態では、マップ３６は、放電レートごとに設定されている。具体的には、所定の放電レート（ここでは１Ｃ，３Ｃ，５Ｃ）ごとに、各放電レートに対する充放電効率の値を実際に測定して記憶部３８に記憶している。また、記憶部３８には放電レートの設定値３７が記憶されている。この設定値３７は、例えば運転者からの入力に応じて適宜設定することができる。この実施形態では、１Ｃ，３Ｃ，５Ｃの何れかに設定され得る。なお、記憶部３８は、放電可能容量算出装置１００に内蔵された記憶媒体以外にもコンピュータで読み出し可能な記録媒体（例えば、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、フラッシュメモリなど）であってもよい。 The storage unit 38 stores various data such as programs necessary for processing in the calculation unit 34. Further, the storage unit 38 stores a map 36 that indicates the relationship between the charge / discharge efficiency and the charge capacity of the lithium ion battery 10. This map 36 is constructed by storing actually measured charge / discharge efficiency data for each charge capacity value. FIG. 5 shows an example of the map. In FIG. 5, the charge capacity is converted into a charge rate (SOC). The charging rate is a ratio of the charging capacity to the battery capacity predicted from the positive electrode theoretical capacity, and is specifically represented by charging rate (%) = “charging capacity (mAh) / battery capacity (mAh)” × 100. As shown in FIG. 5, the map 36 is configured to store actually measured charge / discharge efficiency data for each charge capacity value. Specifically, the charging rate values are classified into appropriate ranges (here, 20%), and the charging / discharging efficiency values for the charging rates in the respective ranges are actually measured and stored in the storage unit 38.
In this embodiment, the map 36 is set for each discharge rate. Specifically, the charge / discharge efficiency value for each discharge rate is actually measured and stored in the storage unit 38 for each predetermined discharge rate (here, 1C, 3C, 5C). The storage unit 38 also stores a discharge rate setting value 37. This set value 37 can be appropriately set according to an input from the driver, for example. In this embodiment, it can be set to 1C, 3C, or 5C. The storage unit 38 is a computer-readable recording medium (for example, an optical recording medium, a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, a flash memory, etc.) other than the storage medium built in the dischargeable capacity calculation device 100. There may be.

演算部３４は、記憶部３８に記憶されたプログラムを実行可能である。本実施形態においては、この演算プログラムの一つとして、放電可能容量算出プログラムを実行する。この算出プログラムは、リチウムイオン電池１０の放電可能容量の算出を行う。このため、放電可能容量算出プログラムは、充電容量算出部３１と、充放電効率推定部３２と、放電可能容量算出部３３とを備えている。 The calculation unit 34 can execute the program stored in the storage unit 38. In this embodiment, a dischargeable capacity calculation program is executed as one of the calculation programs. This calculation program calculates the dischargeable capacity of the lithium ion battery 10. For this reason, the dischargeable capacity calculation program includes a charge capacity calculation unit 31, a charge / discharge efficiency estimation unit 32, and a dischargeable capacity calculation unit 33.

充電容量算出部３１は、電流センサ２０で検出された電流の積算値からリチウムイオン電池１０に蓄えられた充電容量を算出する。この実施形態では、充電時にリチウムイオン電池１０に流れ込む充電電流と、放電時にリチウムイオン電池１０から放出される放電電流を積算（時間積分）することによって、リチウムイオン電池の充電容量を算出する。充放電効率推定部３２は、図５のマップを参照して、充電容量算出部３１により得られた充電容量の算出値に対応する充放電効率の値を推定する。すなわち、充放電効率と充電容量との関係が図５のように変化するため、この関係から充電容量に応じた充放電効率の値を推定する。放電可能容量算出部３３は、充放電効率推定部３２により得られた充放電効率の推定値と充電容量の算出値とから、以下の演算式（１）を用いて、リチウムイオン電池の放電可能容量を算出する。すなわち、充放電効率の推定値と充電容量の算出値とを乗算して、放電可能容量を算出する。 The charge capacity calculation unit 31 calculates the charge capacity stored in the lithium ion battery 10 from the integrated value of the current detected by the current sensor 20. In this embodiment, the charging capacity of the lithium ion battery is calculated by integrating (time integration) the charging current flowing into the lithium ion battery 10 during charging and the discharging current released from the lithium ion battery 10 during discharging. The charge / discharge efficiency estimation unit 32 refers to the map of FIG. 5 and estimates the value of the charge / discharge efficiency corresponding to the calculated value of the charge capacity obtained by the charge capacity calculation unit 31. That is, since the relationship between the charge / discharge efficiency and the charge capacity changes as shown in FIG. 5, the value of the charge / discharge efficiency corresponding to the charge capacity is estimated from this relationship. The dischargeable capacity calculation unit 33 can discharge the lithium ion battery from the estimated value of the charge / discharge efficiency obtained by the charge / discharge efficiency estimation unit 32 and the calculated value of the charge capacity using the following arithmetic expression (1). Calculate capacity. That is, the dischargeable capacity is calculated by multiplying the estimated value of charge / discharge efficiency by the calculated value of charge capacity.

放電可能容量（ｍＡｈ）＝［充電容量（ｍＡｈ）×充放電効率］／１００・・（１） Dischargeable capacity (mAh) = [charge capacity (mAh) × charge / discharge efficiency] / 100 (1)

続いて、演算部３４によって実行される処理について図４のフローチャートに沿ってさらに説明する。図４は、電池充電時における演算部３４の処理手順を説明するためのフローチャートである。 Next, the process executed by the calculation unit 34 will be further described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing procedure of the calculation unit 34 during battery charging.

図４に示すように、まず、充電器６０の充電スイッチがオンにされると、演算部３４は、電流センサ２０から送られてくる充電電流の情報を読み込み（ステップＳ１０）、充電電流の積算（時間積分）を開始する。そして、充電が終わると、充電開始から充電終了までの充電電流を時間積分し、その積算値からリチウムイオン電池１０に蓄えられている充電容量を算出する（ステップＳ２０）。 As shown in FIG. 4, first, when the charging switch of the charger 60 is turned on, the calculation unit 34 reads the information on the charging current sent from the current sensor 20 (step S10) and integrates the charging current. Start (time integration). When charging is completed, the charging current from the start of charging to the end of charging is integrated over time, and the charge capacity stored in the lithium ion battery 10 is calculated from the integrated value (step S20).

続いて、演算部３４は、ステップＳ２０で得られた充電容量の算出値に基づいて充放電効率を推定する（ステップＳ３０）。この実施形態では、図５のマップを参照し、充電容量の算出値と放電レートの設定値に対応する充放電効率の値を読み出す。例えば、充電容量の算出値が６０％で放電レートの設定値が３Ｃの場合、充放電効率の推定値は９１．２％となる。 Subsequently, the calculation unit 34 estimates the charge / discharge efficiency based on the calculated value of the charge capacity obtained in step S20 (step S30). In this embodiment, the charge / discharge efficiency value corresponding to the calculated charge capacity value and the set value of the discharge rate is read with reference to the map of FIG. For example, when the calculated charge capacity value is 60% and the discharge rate set value is 3C, the estimated charge / discharge efficiency value is 91.2%.

ここで、図６は、図５のマップを特性図により示すものである。図６に示すように、充放電効率の値は、充電容量の増加とともに徐々に減少していく。したがって、ステップＳ３０の処理では、充電容量の算出値が大きいほど小さい値の充放電効率の値が推定されるようになっている。また、充放電効率の値は、放電レート（放電電流量）の増加とともに減少する傾向がある。したがって、ステップＳ３０の処理では、放電レートが大きいほど小さい値の充放電効率の値が推定されるようになっている。このようにして、リチウムイオン電池１０の実際の特性に適合した充放電効率の値が推定され得る。 Here, FIG. 6 shows the map of FIG. 5 with a characteristic diagram. As shown in FIG. 6, the value of the charge / discharge efficiency gradually decreases as the charge capacity increases. Therefore, in the process of step S30, the larger the calculated charge capacity value, the smaller the charge / discharge efficiency value is estimated. Further, the charge / discharge efficiency value tends to decrease as the discharge rate (discharge current amount) increases. Therefore, in the process of step S30, the larger the discharge rate, the smaller the value of charge / discharge efficiency is estimated. In this way, the value of the charge / discharge efficiency suitable for the actual characteristics of the lithium ion battery 10 can be estimated.

このようにして充放電効率の値を推定した後、演算部３４は、充放電効率の推定値と充電容量の算出値とから、前記（１）式を用いて、リチウムイオン電池１０の放電可能容量を算出する（ステップＳ４０）。 After estimating the value of the charge / discharge efficiency in this way, the calculation unit 34 can discharge the lithium ion battery 10 from the estimated value of the charge / discharge efficiency and the calculated value of the charge capacity using the above equation (1). The capacity is calculated (step S40).

本実施形態の放電可能容量算出方法によれば、リチウムイオン電池１０に出入りする電流の積算値から充電容量を算出し（ステップＳ２０）、充電容量の算出値に基づいて充放電効率の値を推定し（ステップＳ３０）、充放電効率の推定値と充電容量の算出値とを乗算して放電可能容量を算出するので（ステップＳ４０）、図１及び図２のように充電容量と放電可能容量とが比例関係にならず、充電容量に対して充放電効率が一定ではない場合でも、図５のマップを用いることで、充電容量に応じて変動する充放電効率の値を正確に推定することができ、放電可能容量を精度よく算出することができる。加えて、図５のマップは、放電レートごとに設定されているので、充放電効率の値が放電レートの大きさによって変動する場合でも、放電レートの大きさに応じて変動する充放電効率の値を正確に推定することができ、放電可能容量の算出精度がさらに向上する。 According to the dischargeable capacity calculation method of the present embodiment, the charge capacity is calculated from the integrated value of the current flowing into and out of the lithium ion battery 10 (step S20), and the charge / discharge efficiency value is estimated based on the calculated charge capacity. (Step S30), the chargeable / dischargeable capacity is calculated by multiplying the estimated value of the charge / discharge efficiency by the calculated value of the charge capacity (Step S40). Therefore, as shown in FIGS. Even if the charging / discharging efficiency is not constant with respect to the charging capacity, it is possible to accurately estimate the value of the charging / discharging efficiency that varies depending on the charging capacity by using the map of FIG. The dischargeable capacity can be calculated with high accuracy. In addition, since the map of FIG. 5 is set for each discharge rate, even when the value of the charge / discharge efficiency varies depending on the magnitude of the discharge rate, the charge / discharge efficiency varies depending on the magnitude of the discharge rate. The value can be estimated accurately, and the calculation accuracy of the dischargeable capacity is further improved.

このようにして得られた放電可能容量の情報は、車両電子制御ユニット（図示せず）に出力することができる。車両電子制御ユニットは、演算ユニット３０で算出された正確な放電可能容量に基づいて車両駆動等の各種制御を実行する。また、得られた放電可能容量の情報は、表示部（モニタ）５０に出力することができる。表示部５０は、演算ユニット３０で算出された正確な放電可能容量を運転者等に表示する。なお、放電可能容量を別の物理量に変換することも可能である。例えば、放電可能容量（ｍＡｈ）に端子間電圧（Ｖ）を乗算して使用可能エネルギー（Ｗｈ）を算出し、これを表示部５０に表示するようにしてもよい。あるいは、放電可能容量（ｍＡｈ）から予測される車両の走行可能距離を算出し、これを表示部５０に表示することも可能である。 Information on the dischargeable capacity thus obtained can be output to a vehicle electronic control unit (not shown). The vehicle electronic control unit performs various controls such as vehicle driving based on the accurate dischargeable capacity calculated by the arithmetic unit 30. Further, the information on the obtained dischargeable capacity can be output to the display unit (monitor) 50. The display unit 50 displays the accurate dischargeable capacity calculated by the arithmetic unit 30 to the driver or the like. It is also possible to convert the dischargeable capacity into another physical quantity. For example, the usable energy (Wh) may be calculated by multiplying the dischargeable capacity (mAh) by the inter-terminal voltage (V) and displayed on the display unit 50. Alternatively, it is possible to calculate a travelable distance of the vehicle predicted from the dischargeable capacity (mAh) and display it on the display unit 50.

なお、充放電効率の推定に用いられるマップは、図５に示したテーブルに限らない。例えば、充電容量と充放電効率との関係を示す演算式であってもよい。すなわち、充放電効率と充電容量との関係は、図６に示すように、右下がりの直線Ｌ３，Ｌ４で表わされ、充放電効率の値は、充電容量（充電率）が大きくなるほど徐々に減少していく。この場合、充放電効率を充電率の一次式（直線Ｌ３，Ｌ４）で近似し、以下の式（２）を計算することにより充放電効率の値を求めることができる。ここで、式中のＡは直線Ｌ３，Ｌ４の傾きから得られる負の定数（Ａ＜０）であり、Ｂは充電率が０％のときの充放電効率に相当し、直線Ｌ３，Ｌ４の切片から得られる。ステップＳ３０の処理では、充電容量の算出値に基づいて以下の式（２）の計算を行うことにより、充電容量（ここでは充電率）に応じて変動する充放電効率の値を正確に推定することができる。 In addition, the map used for estimation of charging / discharging efficiency is not restricted to the table shown in FIG. For example, an arithmetic expression indicating the relationship between the charge capacity and the charge / discharge efficiency may be used. That is, as shown in FIG. 6, the relationship between the charge / discharge efficiency and the charge capacity is represented by straight lines L3 and L4 that descend to the right, and the value of the charge / discharge efficiency gradually increases as the charge capacity (charge rate) increases. Decrease. In this case, the charge / discharge efficiency is approximated by a linear expression (straight lines L3, L4) of the charging rate, and the following expression (2) is calculated to obtain the value of the charge / discharge efficiency. Here, A in the equation is a negative constant (A <0) obtained from the slopes of the straight lines L3 and L4, B corresponds to the charge / discharge efficiency when the charging rate is 0%, and the straight lines L3 and L4 Obtained from sections. In the process of step S30, the following equation (2) is calculated based on the calculated charge capacity value, thereby accurately estimating the charge / discharge efficiency value that varies according to the charge capacity (the charge rate in this case). be able to.

充放電効率（％）＝Ａ×充電率（％）＋Ｂ・・・（２） Charging / discharging efficiency (%) = A × charge rate (%) + B (2)

ここに開示される技術の好ましい適用対象として、リチウムを含むいわゆるオリビン型のリン酸リチウム化合物（例えばＬｉＦｅＰＯ_４，ＬｉＭｎＰＯ_４等）を主成分とする正極活物質を用いたリチウムイオン電池が挙げられる。中でも、ＬｉＦｅＰＯ_４を主成分とする正極活物質（典型的には、実質的にＬｉＦｅＰＯ_４からなる正極活物質）への適用が好ましい。オリビン型リン酸リチウム化合物を含む正極を備えたリチウム二次電池では、図６に示すように、充放電効率の値が充電容量の増減とともに大きく変化していくため、本発明を適用することが特に有用である。上記オリビン型リン酸リチウム化合物は、典型的には一般式ＬｉＭＰＯ_４で表される。式中のＭは、少なくとも一種の遷移金属元素であり、例えば、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、及びＶから選択される一種または二種以上の元素であり得る。 As a preferable application target of the technology disclosed herein, there is a lithium ion battery using a positive electrode active material whose main component is a so-called olivine type lithium phosphate compound containing lithium (for example, LiFePO ₄ , LiMnPO _4, etc.). Among these, application to a positive electrode active material mainly containing LiFePO ₄ (typically, a positive electrode active material substantially made of LiFePO ₄ ) is preferable. In a lithium secondary battery provided with a positive electrode containing an olivine-type lithium phosphate compound, as shown in FIG. 6, the value of the charge / discharge efficiency changes greatly as the charge capacity increases and decreases, so the present invention can be applied. It is particularly useful. The olivine-type lithium phosphate compound is typically represented by the general formula LiMPO ₄ . M in the formula is at least one transition metal element, and may be, for example, one or more elements selected from Mn, Fe, Co, Ni, Mg, Zn, Cr, Ti, and V.

なお、上述した例では、充電器６０による電池充電後の放電可能容量を算出する場合について説明してきたが、これに限らず、電池放電後の放電可能容量を算出することもできる。この場合、充放電効率の推定に用いられるマップは、充電時と放電時とで共通のマップを用いてもよいし、充電時と放電時とで異なるマップを用いてもよい。充電時と放電時とで充放電効率と充電容量との関係が異なる場合は、充電時と放電時とで異なるマップを用いて充放電効率の推定を行うことが望ましい。あるいは、電池放電後の放電可能容量は、電池充電後の放電可能容量から放電時に放出された電気量（放電電流の積算値）を差し引くことによって算出することも可能である。 In the example described above, the case where the dischargeable capacity after battery charging by the charger 60 has been described has been described. However, the present invention is not limited to this, and the dischargeable capacity after battery discharge can also be calculated. In this case, the map used for estimating the charge / discharge efficiency may be a common map for charging and discharging, or a different map for charging and discharging. When the relationship between charge / discharge efficiency and charge capacity differs between charging and discharging, it is desirable to estimate charge / discharge efficiency using different maps for charging and discharging. Alternatively, the dischargeable capacity after battery discharge can also be calculated by subtracting the amount of electricity released during discharge (integrated value of discharge current) from the dischargeable capacity after battery charging.

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, it does not intend limiting this invention to what is shown to this specific example.

＜リチウム二次電池の組み立て＞
正極活物質としてのＬｉＦｅＰＯ_４粉末と、導電材としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを、これらの材料の質量比が８５：５：１０となるようにＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中で混合して、ペースト状の正極活物質層用組成物を調製した。このペースト状正極活物質層用組成物をアルミニウム箔（正極集電体）に塗布して乾燥することにより、該正極集電体に正極活物質層が設けられた正極シートを得た。 <Assembly of lithium secondary battery>
Li—FePO ₄ powder as the positive electrode active material, acetylene black as the conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder are N− such that the mass ratio of these materials is 85: 5: 10. A paste-like composition for a positive electrode active material layer was prepared by mixing in methylpyrrolidone (NMP). The paste-like positive electrode active material layer composition was applied to an aluminum foil (positive electrode current collector) and dried to obtain a positive electrode sheet in which the positive electrode current collector was provided with a positive electrode active material layer.

負極活物質としての天然黒鉛粉末と、結着剤としてのスチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、これらの材料の質量比が９５：２．５：２．５となるように水中で混合して、ペースト状の負極活物質層用組成物を調製した。このペースト状負極活物質層用組成物を銅箔（正極集電体）に塗布して乾燥することにより、該負極集電体に負極活物質層が設けられた負極シートを得た。このとき、正極の理論容量と負極の理論容量の比率が１：１．５となるように塗布量を調整した。 Natural graphite powder as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber (SBR) as a binder, and carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener have a mass ratio of 95: 2.5: A paste-like composition for a negative electrode active material layer was prepared by mixing in water so as to be 2.5. The paste-like negative electrode active material layer composition was applied to a copper foil (positive electrode current collector) and dried to obtain a negative electrode sheet in which the negative electrode current collector was provided with a negative electrode active material layer. At this time, the coating amount was adjusted so that the ratio of the theoretical capacity of the positive electrode to the theoretical capacity of the negative electrode was 1: 1.5.

そして、正極シート及び負極シートを２枚のセパレータシート（ポリプロピレン／ポリエチレン複合体多孔質膜）を介して捲回し、該捲回した捲回体を側面方向から押し潰すことによって扁平状の捲回電極体を作製した。このようにして得られた捲回電極体を非水電解液とともに内容積１００ｃｃの電池容器に収容し、電池容器の開口部を気密に封口した。非水電解液としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを５：５の体積比で含む混合溶媒に支持塩としてのＬｉＰＦ_６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた非水電解液を使用した。このようにしてリチウムイオン電池１０を組み立てた。その後、常法により初期充放電処理（コンディショニング）を行って試験用のリチウムイオン電池を得た。 Then, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound through two separator sheets (polypropylene / polyethylene composite porous membrane), and the wound wound body is crushed from the side surface to flatten the wound electrode. The body was made. The wound electrode body thus obtained was housed in a battery container having an internal volume of 100 cc together with a non-aqueous electrolyte, and the opening of the battery container was hermetically sealed. As a non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte in which LiPF ₆ as a supporting salt is contained in a mixed solvent containing ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 5: 5 at a concentration of about 1 mol / liter. An electrolyte was used. In this way, the lithium ion battery 10 was assembled. Thereafter, an initial charge / discharge treatment (conditioning) was performed by a conventional method to obtain a test lithium ion battery.

＜マップ及び演算式の作成＞
以上のように得られた試験用リチウムイオン電池に対し、適当なコンディショニング（初期充放電）処理を行い、その後、図５に示した所定の充電率毎に、及び、所定の放電レート毎に、充放電効率を測定した。具体的には、充電率２０％、放電レート３Ｃの場合には、試験用リチウムイオン電池に対し、充電率０％の状態から正極理論容量より予測した電池容量の１／５（０．２Ｃ）の定電流にて充電率が電流積算（電流値の時間積分）で２０％となるまで充電を行い、その際に流れた電流量を充電容量として算出した。次いで、正極理論容量より予測した電池容量の３Ｃの定電流にて下限電圧が２．０Ｖになるまで放電を行い、その際に流れた電流量を放電容量として算出した。そして、充放電効率は、［放電容量／充電容量］×１００より算出した。
このようにして得られた充電容量（充電率）−充放電効率マップが図５に示したものである。また、得られた充放電効率の特性図（図６）から充電容量と充放電効率との関係を直線で近似し、直線の傾きＡおよび切片Ｂから下記の演算式を導出した。 <Create maps and arithmetic expressions>
The test lithium ion battery obtained as described above is subjected to an appropriate conditioning (initial charge / discharge) treatment, and thereafter, for each predetermined charge rate shown in FIG. 5 and for each predetermined discharge rate. The charge / discharge efficiency was measured. Specifically, in the case of a charging rate of 20% and a discharging rate of 3C, 1/5 (0.2C) of the battery capacity predicted from the positive electrode theoretical capacity from the state of the charging rate of 0% for the test lithium ion battery. The battery was charged until the charge rate reached 20% by current integration (time integration of current value) at a constant current, and the amount of current flowing at that time was calculated as the charge capacity. Next, discharging was performed at a constant current of 3 C of the battery capacity predicted from the positive electrode theoretical capacity until the lower limit voltage became 2.0 V, and the amount of current flowing at that time was calculated as the discharge capacity. The charge / discharge efficiency was calculated from [discharge capacity / charge capacity] × 100.
The charge capacity (charge rate) -charge / discharge efficiency map obtained in this manner is shown in FIG. Further, the relationship between the charge capacity and the charge / discharge efficiency was approximated by a straight line from the obtained characteristic diagram of the charge / discharge efficiency (FIG. 6), and the following arithmetic expression was derived from the slope A and intercept B of the straight line.

放電レート１Ｃ：充放電効率＝−０．０５×充電率＋１０１・・・（３） Discharge rate 1C: charge / discharge efficiency = −0.05 × charge rate + 101 (3)

放電レート３Ｃ：充放電効率＝−０．２２５×充電率＋１０４．５・・・（４） Discharge rate 3C: charge / discharge efficiency = −0.225 × charge rate + 104.5 (4)

表１に、図５のマップを用いて算出した放電可能容量と、上記演算式（４）を用いて算出した放電可能容量と、実際に測定された放電容量（実測値）とのズレを示す。なお、表１では、放電可能容量は、正極理論容量より予測した電池容量に対する放電可能容量の比率（「放電可能容量／電池容量」×１００）で表してある。表１から明らかなように、マップ・演算式を用いずに算出した放電可能容量（ここでは充放電効率＝１００％と規定し、放電可能容量＝充電容量とした。）は、実測値からのズレが大きいのに対し、演算式（４）を用いて算出した放電可能容量は、実測値からのズレが殆ど無く、図５のマップを用いて算出した放電可能容量は、実測値からのズレが全くなかった。このことから、図５のマップ及び演算式（４）を用いることにより、放電可能容量の算出精度が向上することが確かめられた。 Table 1 shows the deviation between the dischargeable capacity calculated using the map of FIG. 5, the dischargeable capacity calculated using the above equation (4), and the actually measured discharge capacity (actually measured value). . In Table 1, the dischargeable capacity is represented by the ratio of the dischargeable capacity to the battery capacity predicted from the positive electrode theoretical capacity (“dischargeable capacity / battery capacity” × 100). As is clear from Table 1, the dischargeable capacity calculated without using the map / calculation formula (here, charge / discharge efficiency = 100% and dischargeable capacity = charge capacity) was calculated from the measured value. While the deviation is large, the dischargeable capacity calculated using the calculation formula (4) has almost no deviation from the actual measurement value, and the dischargeable capacity calculated using the map of FIG. 5 is the deviation from the actual measurement value. There was no at all. From this, it was confirmed that the calculation accuracy of the dischargeable capacity is improved by using the map of FIG. 5 and the arithmetic expression (4).

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible.

１車両
１０二次電池
２０電流センサ
３０演算ユニット
３１充電容量算出部
３２充放電効率推定部
３３放電可能容量算出部
３４演算部
３６マップ
３７放電レートの設定値
３８記憶部
５０表示部
６０充電器
１００放電可能容量算出装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 10 Secondary battery 20 Current sensor 30 Calculation unit 31 Charging capacity calculation part 32 Charge / discharge efficiency estimation part 33 Dischargeable capacity calculation part 34 Calculation part 36 Map 37 Discharge rate set value 38 Storage part 50 Display part 60 Charger 100 Dischargeable capacity calculation device

Claims

二次電池の放電可能容量を算出する装置であって、
前記二次電池に接続され、該二次電池に出入りする電流を検出する電流センサと、
前記電流センサで検出された電流の積算値から充電容量を算出する充電容量算出部と、
前記充電容量の算出値に基づいて充放電効率の値を推定する充放電効率推定部と、
前記充放電効率の推定値と前記充電容量の算出値とを乗算して、前記二次電池の放電可能容量を算出する放電可能容量算出部と、
を備えた、放電可能容量算出装置。 An apparatus for calculating a dischargeable capacity of a secondary battery,
A current sensor connected to the secondary battery and detecting a current flowing into and out of the secondary battery;
A charge capacity calculation unit for calculating a charge capacity from an integrated value of the current detected by the current sensor;
A charge / discharge efficiency estimation unit that estimates a value of charge / discharge efficiency based on the calculated value of the charge capacity;
A dischargeable capacity calculation unit that calculates the dischargeable capacity of the secondary battery by multiplying the estimated value of the charge / discharge efficiency by the calculated value of the charge capacity,
A dischargeable capacity calculation device comprising:

前記二次電池の充放電効率と充電容量との関係を示すマップを記憶した記憶部を備え、
前記充放電効率推定部は、前記マップを参照して前記充電容量の算出値に対応する前記充放電効率の値を推定し得るように構成されている、請求項１に記載の装置。 A storage unit storing a map showing a relationship between the charge / discharge efficiency and the charge capacity of the secondary battery;
The apparatus according to claim 1, wherein the charge / discharge efficiency estimation unit is configured to estimate the value of the charge / discharge efficiency corresponding to the calculated value of the charge capacity with reference to the map.

前記二次電池の充放電効率と充電容量との関係を示す演算式を記憶した記憶部を備え、
前記充放電効率推定部は、前記演算式を用いて前記充電容量の算出値に対応する前記充放電効率の値を推定し得るように構成されている、請求項１に記載の装置。 A storage unit storing an arithmetic expression indicating a relationship between the charge / discharge efficiency and the charge capacity of the secondary battery;
The device according to claim 1, wherein the charge / discharge efficiency estimation unit is configured to be able to estimate the value of the charge / discharge efficiency corresponding to the calculated value of the charge capacity using the arithmetic expression.

前記マップまたは演算式は、放電レートごとに設定されている、請求項２または３に記載の装置。 The apparatus according to claim 2 or 3, wherein the map or the arithmetic expression is set for each discharge rate.

前記二次電池は、オリビン型リン酸リチウム化合物を含む正極を備えたリチウム二次電池である、請求項１から４の何れか一つに記載の装置。 The said secondary battery is an apparatus as described in any one of Claim 1 to 4 which is a lithium secondary battery provided with the positive electrode containing an olivine type lithium phosphate compound.

前記充放電効率推定部は、前記充電容量の算出値が大きいほど小さい値の充放電効率の値を推定し得るように構成されている、請求項５に記載の装置。 The device according to claim 5, wherein the charge / discharge efficiency estimation unit is configured to be able to estimate a smaller value of charge / discharge efficiency as the calculated value of the charge capacity is larger.

前記充放電効率推定部は、放電レートが大きいほど小さい値の充放電効率の値を推定し得るように構成されている、請求項１から６の何れか一つに記載の装置。 The apparatus according to claim 1, wherein the charge / discharge efficiency estimation unit is configured to be able to estimate a smaller value of charge / discharge efficiency as the discharge rate is larger.

二次電池の放電可能容量を算出する方法であって、
前記二次電池に出入りする電流を検出する電流検出ステップと、
前記検出された電流の積算値から充電容量を算出する充電容量算出ステップと、
前記充電容量の算出値に基づいて充放電効率の値を推定する充放電効率推定ステップと、
前記充放電効率の推定値と前記充電容量の算出値とを乗算して、前記二次電池の放電可能容量を算出する放電可能容量算出ステップと、
を包含する、放電可能容量算出方法。 A method for calculating a dischargeable capacity of a secondary battery,
A current detection step for detecting a current flowing in and out of the secondary battery;
A charge capacity calculating step of calculating a charge capacity from the integrated value of the detected current;
A charge / discharge efficiency estimation step of estimating a charge / discharge efficiency value based on the calculated value of the charge capacity;
A dischargeable capacity calculation step of calculating a dischargeable capacity of the secondary battery by multiplying the estimated value of the charge / discharge efficiency by the calculated value of the charge capacity;
A dischargeable capacity calculation method comprising:

前記二次電池は、オリビン型リン酸リチウム化合物を含む正極を備えたリチウム二次電池である、請求項８に記載の方法。 The method according to claim 8, wherein the secondary battery is a lithium secondary battery including a positive electrode containing an olivine type lithium phosphate compound.

請求項１から７の何れか一つに記載の放電可能容量算出装置を搭載した車両。 A vehicle equipped with the dischargeable capacity calculation device according to any one of claims 1 to 7.