JP2015118060A - 充電状態推定装置及び充電状態推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＣＶの分極の解消を待たずに、ＳＯＣを精度良く推定できる充電状態推定装置、及び充電状態推定方法を提供する。
【解決手段】充電率推定装置２０は、充放電の終了時刻から所定時間が経過したか否かにより電池の分極解消の判定する分極解消判定手段２４と、電池１のＳＯＣの変化に対してＯＣＶの変化が小さいフラット領域であるか否かを判定するフラット領域判定手段２１と、分極解消判定手段２４の判定結果が分極解消であり、かつフラット領域判定手段２１の判定結果がフラット領域でないときは、ＯＣＶに基づいてＳＯＣを推定し、フラット領域判定手段２１の判定結果がフラット領域であるときは、充電器が接続された状態での電池の端子間電圧であるＣＣＶに基づいてＳＯＣを推定する充電状態推定手段２２と、を備えている。これにより、本発明によれば、分極の解消を待たずに、ＳＯＣの推定を精度よく行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池の充電状態を推定する充電状態推定装置、及び充電状態推定方法に関する。

電池の充電状態（State Of Charge：ＳＯＣ）の推定方法として、電池の開放電圧（0pen Circuit Voltage：ＯＣＶ）からＳＯＣを推定する方法が知られている。満充電容量は、充電中の電流積算量を、充電開始前のＳＯＣと充電停止後のＳＯＣの差分で除することで算出することができる。

特許文献１には、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化がフラットになるフラット領域では、検出された電池電流の積算に基づいて算出した電池の第１残容量の重み付けを大きくし、フラット領域以外の電池容量が高くなる領域及び低くなる領域では、ＯＣＶに基づいて算出した電池の第２残容量の重み付けを大きくする充電率推定方法が記載されている。更に、特許文献２には、ＳＯＣの推定値がフラット領域に属する期間が所定期間を超えた場合に、一時的にＳＯＣがフラット領域以外の電池容量が高くなる領域又は低くなる領域に属するように、電池のＳＯＣを変化させて、ＳＯＣを推定する方法が記載されている。

特開２００６−１１２７８６号公報 特開２０１０−２８３９２２号公報

しかしながら、従来の充電状態推定装置、及び充電状態推定方法は、電池の分極現象について考慮されておらず、以下の（１）、（２）のような課題があった。
（１）充電停止後、電池の分極が解消するまでに時間を要するため、分極が解消する前に、ＯＣＶからＳＯＣを推定すると、フラット領域では、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化量が小さいため、分極が解消するまでのＯＣＶの変化によってＳＯＣの推定誤差が大きくなる。

（２）フラット領域におけるＳＯＣの推定誤差を小さくするためには、分極が解消後のＯＣＶからＳＯＣを推定すれば良い。しかし、この方法では、充電停止後、ＯＣＶの分極が解消するのに十分な時間経過後が必要なため、ＳＯＣの推定に時間がかかる。

そこで、本発明は、ＯＣＶの分極の解消を待たずに、精度良くＳＯＣを推定できる充電状態推定装置、及び充電状態推定方法を提供することを目的とする。

本発明の内の第１発明の充電状態推定装置は、充放電の終了時刻から所定時間が経過したか否かにより電池の分極が解消したか否かを判定する分極解消判定手段と、電池のＳＯＣの変化に対して該電池のＯＣＶの変化が小さいフラット領域であるか否かを判定するフラット領域判定手段と、前記分極解消判定手段の判定結果が分極解消であり、かつ前記フラット領域判定手段の判定結果が前記フラット領域でないときは、前記ＯＣＶに基づいて前記ＳＯＣを推定し、前記フラット領域判定手段の判定結果が前記フラット領域であるときは、充電器が接続された状態での前記電池の端子間電圧である閉路電圧（ＣＣＶ）に基づいて前記充電状態を推定する充電状態推定手段と、を備えることを特徴とする。

第２発明の充電状態推定方法は、充電前に電池の分極が解消したか否かを判定する第１処理と、前記第１処理において該電池の分極が解消していない場合に、充電中か否かを判定する第２処理と、前記第１処理において該電池の分極が解消している場合に、該電池のＳＯＣの変化に対して該電池のＯＣＶの変化が小さいフラット領域であるか否かを判定する第３処理と、前記第３処理において該電池が前記フラット領域でない場合には、充電開始前のＯＣＶで前記ＳＯＣを推定する第４処理と、前記第２処理において充電中である場合、又は前記第３処理において該電池が前記フラット領域である場合には、充電開始後のＣＣＶで前記充電状態を推定する第５処理と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、短時間で精度良くＳＯＣの推定を行うことができる充電状態推定装置、及び充電状態推定方法を提供することができる。

本実施形態の充電状態推定装置２０のブロック図 （ａ）は、充電器と電池１の等価回路、（ｂ）は、ＳＯＣに対するＯＣＶ及びＣＣＶの関係 本実施形態の初期ＳＯＣの推定処理のフローチャート 本実施形態の終了ＳＯＣの推定処理のフローチャート 本実施形態の充放電電流及び電池端子電圧の時間的変化を示すタイムチャート

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（本実施形態の構成）
図１は、本実施形態の充電状態推定装置２０の構成の概略を示すブロック図である。先ず、図１に基づいて、本実施形態の充電状態推定装置２０の構成について説明する。

充電状態推定装置２０は、電圧計３によって測定される電池１の端子間電圧に基づいてＳＯＣを推定する装置である。充電状態推定装置２０には、充電器１０、電流計２及び電圧計３が接続されている。

充電器１０は、電池１に対して定電流充電（以下「ＣＣ充電」という。）及び定電圧充電（以下「ＣＶ充電」という。）を行うための電力供給源１１と、オン状態とオフ状態を切り替えることにより充電と充電停止を切り替えるスイッチ１２と、スイッチ駆動手段１３と、を有している。スイッチ１２は、端子間の電圧降下が少なく、大電流が流せるものであれば良く、例えば、電磁リレー、ＰＮＰトランジスタや電界効果トランジスタ等の半導体により構成される。

スイッチ駆動手段１３は、スイッチ１２を駆動する機能に加え、充電器１０から電池１への充電中か充電終了かの情報を充電状態推定装置２０へ与える機能を有している。充電器１０の電力供給源１１は、ＣＣ充電中は定電流源として機能し、ＣＶ充電中は定電圧源として機能するものであり、スイッチ１２を介して電池１に接続されている。電池１は、内部起電力１ａと内部抵抗１ｂを有し、一方の端子は電流計２に接続され、他方の端子は接地されている。更に、電流計２と電池１の直列接続に対し、電圧計３が並列に接続されている。

充電状態推定装置２０は、フラット領域判定手段２１と、充電状態推定手段２２と、充電監視手段２３と、分極解消判定手段２４と、を有している。フラット領域判定手段２１は、電池１のＳＯＣの変化に対して電池１のＯＣＶの変化が小さいフラット領域であるか否かを判定するものである。フラット領域判定手段２１は、判定対象の電池の充放電特性を記憶しておき、ＯＣＶがフラット領域に対応した電圧範囲内のとき、フラット領域であると判定する。

充電状態推定手段２２は、ＯＣＶ又は充電状態での電池１の端子間電圧である閉路電圧（以下「ＣＣＶ」という。）に基づいてＳＯＣを推定するものである。フラット領域判定手段２１の判定結果がフラット領域のとき、および電池１が充電中のとき、充電状態推定手段２２は、ＣＣＶに基づいてＳＯＣを推定する。一方、フラット領域判定手段２１の判定結果がフラット領域でないとき、充電状態推定手段２２は、ＯＣＶに基づいてＳＯＣを推定するものである。

充電状態推定手段２２におけるＣＣＶ又はＯＣＶに基づくＳＯＣの推定は、例えば、電池１のＳＯＣに対するＯＣＶの特性及びＳＯＣに対するＣＣＶの特性を、それぞれ図示しないＳＯＣ-ＣＣＶテーブル及びＳＯＣ-ＯＣＶテーブルに記憶させておき、電圧計３により測定されたＣＣＶ又はＯＣＶから、それぞれＳＯＣ-ＯＣＶテーブル又はＳＯＣ-ＯＣＶテーブルを参照して、ＳＯＣを推定することにより行われる。

更に、充電状態推定手段２２は、ＣＣ充電中およびＣＶ充電中の充電電流を積算し、充電電流積算値（Ａｈ）とＳＯＣの変化量から、満充電容量を算出するものである。満充電容量は、次式で与えられる。

満充電容量＝充電電流積算値（Ａｈ）／ＳＯＣ偏差（％）
ここで、ＳＯＣ偏差（％）は、充電終了時の終了ＳＯＣ（％）から充電開始時の初期ＳＯＣ（％）の推定値を減じた値である。

充電監視手段２３は、充電器１０から電池１へ充電中か充電終了かを監視するものであり、例えば、充電器１０内のスイッチ駆動手段１３と接続されている。スイッチ駆動手段１３から充電器１０から電池１へ充電中か充電終了かの情報を受け取っている。充電監視手段２３は、例えば、スイッチ１２がオン状態のとき充電中と判定し、スイッチ３がオン状態からオフ状態に変化したことを検出して充電終了と判定する。

更に、充電監視手段２３は、充電終了を判定した場合には、図示しない電圧保持手段により、充電終了時点のＣＣＶを保持する機能を有している。尚、、電圧保持手段は、充電状態推定手段２２が有していても良い。

分極解消判定手段２４は、電池１の分極が解消したか否かを判定するものであり、タイマ回路等により構成される。分極解消判定手段２４は、充放電を停止してからの経過時間が分極解消予想時間を経過したか否かにより、電池１の分極が解消したか否かを判定する。

次に、電池１の分極現象及び充電特性におけるフラット領域について説明する。
図２（ａ）は、充電器と電池１の等価回路である。
スイッチ１２がオフ状態のときの電池１の端子間電圧は、回路が開いているので開路電圧（ＯＣＶ）といい、スイッチ１２がオン状態のときの電池１の端子間電圧は、回路が閉じているので閉路電圧（ＣＣＶ）という。スイッチ１２がオフ状態のときは、電力供給源１１の出力端子と電池１とは電気的に切り離されており、電流は流れないので、ＯＣＶは、電池１の内部起電力Ｖに等しくなる。一方、スイッチ１２がオン状態のときは、定電流源１１から電池１へ定電流ＩｃでＣＣ充電が行われるので、ＣＣＶは、電池１の内部起電力Ｖに電池１の内部抵抗ｒと定電流Ｉｃの積を加えた電圧になる。

ここで、スイッチ１２がオン状態からオフ状態に変化した直後の電池１の端子間電圧ＯＣＶは、ＯＣＶ＝Ｖとはならず、ＯＣＶ＝Ｖ＋ΔＶ（ｔ）となり、時間の経過と共に、ＯＣＶは、内部起電力Ｖへ漸近して行く。このように、オン状態からオフ状態に変化した直後のＯＣＶがＶ＋ΔＶ（ｔ）となり、時間の経過と共に、ＯＣＶは、内部起電力Ｖへ漸近して行く現象を電池１の分極現象という。この分極が解消するのに要する時間は、電池の種類や温度等の環境条件により異なるが、例えば、数分から数１０分である。逆に、電池の種類や温度等の環境条件から分極が解消する時間を予想できるので、この予想時間を予め、設定しておくことで、分極解消の判定を行うことができる。尚、、分極解消とは、分極が完全に解消する必要はなく、分極による電圧誤差を許容できるレベルであれば良い。従って、分極解消予想時間は、分極による電圧誤差を許容できるＯＣＶに達するまでの時間であれば良い。

図２（ｂ）は、ＳＯＣに対するＯＣＶ及びＣＣＶの関係を示す図である。
横軸は、ＳＯＣ（％）であり、縦軸は電池１の端子間電圧（Ｖ）である。ＳＯＣに対するＣＣＶは、ＳＯＣに対するＯＣＶよりも大きな値を示している。これは、ＯＣＶは、電池１の内部起電力Ｖと等しいのに対し、充電時のＣＣＶは、電池１の内部起電力Ｖに電池１の内部抵抗ｒと定電流Ｉｃの積を加えた電圧になるためである。

図２（ｂ）を見ると、横軸ＳＯＣの中央領域では、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化が小さく、横軸ＳＯＣの中央領域に対して左右の領域では、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化が大きい。横軸ＳＯＣの中央領域がＳＯＣに対するＯＣＶの変化が小さいフラット領域であり、横軸ＳＯＣの中央領域に対してＳＯＣに対するＯＣＶの変化が大きい左右の領域がフラット領域以外の領域である。フラット領域判定手段２１は、電池１のＯＣＶが所定の電圧範囲（ａ１＜ＯＣＶ＜ａ２）内のとき、フラット領域であると判定する。

図１中の充電状態推定手段２２は、図２（ｂ）中のフラット領域では、ＣＣＶからＳＯＣを推定し、フラット領域以外の領域では、ＯＣＶからＳＯＣを推定する。
尚、分極解消に要する時間は、雰囲気温度により異なる。そのため、雰囲気温度における分極解消に要する時間を測定して、各雰囲気温度に対する分極解消判定時間を記憶されておき、温度センサにより雰囲気温度を検出し、分極解消判定時間を雰囲気温度に応じて切り替えるようにしても良い。
（本実施形態の動作）
本実施形態の動作について、（Ｉ）初期ＳＯＣの推定処理と、（II）終了ＳＯＣの推定処理と、（III）充放電電流及び電池端子電圧の時間的変化と、に分けて説明する。
（Ｉ）初期ＳＯＣの推定処理
図３は、本実施形態の初期ＳＯＣの推定処理を示すフローチャートである。

先ず、図１及び図２（ｂ）を参照しつつ、図３のフローチャートに沿って、本実施形態の充電前及び充電開始後に行われる初期ＳＯＣの推定処理について説明する。
初期ＳＯＣの推定処理が開始されると、ステップＳ１へ進み、ステップＳ１において、図１中の分極解消判定手段２４が、分極が解消したか否かを判定する。具体的には、充放電終了時刻から、所定時間が経過したか否かで判定する。ここで、分極解消の判定に用いる所定時間は、予め実験等で求めた分極解消時間とする。分極が解消していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ２へ進み、分極解消していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３へ進む。ステップＳ２において、図１中の充電監視手段２３は、充電中か否かを判定し、充電中でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１へ戻り、充電中であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ３において、フラット領域判定手段２１は、フラット領域か否かを判定し、フラット領域でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ４へ進み、フラット領域であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ５へ進む。具体的には、ＯＣＶが、図２（ｂ）において、ａ１≦ＯＣＶ≦ａ２の範囲であれば、フラット領域であると判定し、ＯＣＶがＯＣＶ＜ａ１又はａ２＜ＯＣＶの範囲であれば、フラット領域でないと判定する。

ステップＳ３の判定結果がフラット領域でない場合は、ステップＳ４へ進み、図１中の充電状態推定手段２２は、充電開始前のＯＣＶによりＳＯＣを推定し、初期ＳＯＣの推定処理を終了する。

ステップＳ３の判定結果がフラット領域である場合、またはステップＳ２の判定結果が充電中である場合は、ステップＳ５へ進み、図１中の充電状態推定手段２２は、充電開始後のＣＣＶによりＳＯＣを推定し、初期ＳＯＣの推定処理を終了する。

フラット領域の場合、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化が小さく、ＯＣＶにおける分極が解消するまでに、数分〜数１０分程度かかるため、分極の解消過程のＯＣＶからＳＯＣを推定すると推定誤差が大きくなる。ステップＳ５において、スイッチ１２をオフ状態からオン状態へ切り替えて充電に切り替えることにより、積極的に分極を発達させているので、分極が解消する時間待つことなく、ＣＣＶによりＳＯＣを推定することができる。

分極解消しており、フラット領域でないときのＳＯＣに対するＯＣＶは、図２（ｂ）のＳＯＣ−ＯＣＶの曲線上になるので、ＯＣＶからＳＯＣを精度良く推定することができる。ステップＳ１において、分極が解消しておらず、ステップＳ２で充電中のときは、ＯＣＶから精度良くＳＯＣを推定することができず、分極が解消するまで待つと、ＳＯＣの推定に時間がかかるため、ＣＣＶからＳＯＣを推定する。
（II）終了ＳＯＣの推定処理
図４は、本実施形態の終了ＳＯＣの推定処理を示すフローチャートである。

次に、図１及び図２（ｂ）を参照しつつ、図４のフローチャートに沿って、本実施形態の充電中及び充電後に行われる終了ＳＯＣの推定処理について説明する。
終了ＳＯＣの推定処理が開始されると、ステップＳ１１へ進み、ステップＳ１１において、図１中の充電監視手段２３は、充電器１０から受け取る信号により、ＣＣ充電中か否かを判定し、ＣＣ充電中であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２へ進み、ＣＣ充電中でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１２において、充電状態推定手段２２は、ＣＣ充電中の電流積算（ＣＣ電流積算）を行い、ステップＳ１３へ進む。ここで、ＣＣ電流積算とは、ＣＣ充電中の電流値を積算することをいい、ＣＣ充電の一定電流値と初期ＳＯＣを推定してからの充電時間（初期ＳＯＣをＯＣＶにより推定した場合はＳＯＣ推定したとき、または充電開始したときから、初期ＳＯＣをＣＣＶにより推定した場合はＳＯＣ推定したときから）の積により求められる。ここで、電流積算値を求めるのは、上述したように、終了ＳＯＣから初期ＳＯＣを減じたＳＯＣ偏差と、電流積算値により満充電容量を求めるためである。

ステップＳ１３において、充電監視手段２３は、ＣＣ充電中か否かを判定し、ＣＣ充電中であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２へ戻り、ＣＣ電流積算を継続し、ステップＳ１３において、ＣＣ充電中でなくなると（Ｎｏ）、ステップＳ１４へ進む。尚、ステップＳ１３の判定において、ＣＣ充電中でなくなると場合としては、ＣＣ充電中の電池１が負荷（例えば、モータ等）に接続された場合等が考えられる。

ステップＳ１４において、図１中の充電状態推定手段２２は、ＣＣ充電終了直前のＣＣＶでＳＯＣを推定し、ステップＳ２２へ進む。
ステップＳ１５において、充電監視手段２３は、充電終了か否かを判定し、充電終了でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１６へ進む。ここで、充電終了でない場合は、ＣＣ充電中でもなく、かつ充電終了でもないので、定電圧（ＣＶ）充電中である。

ステップＳ１６において、充電状態推定手段２２は、ＣＶ電流積算を行い、ステップＳ１７へ進む。ここで、ＣＶ電流積算とは、ＣＶ充電中の電流値を積算することをいい、ＣＶ充電の開始からのＣＶ充電電流値と充電時間の積（面積）により求められる。

ステップＳ１７において、充電監視手段２３は、充電終了か否かを判定し、充電終了でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１６へ戻り、ＣＶ電流積算を継続し、ステップＳ１７において、充電終了になると（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０へ進む。

ステップＳ１５における充電監視手段２３の判定結果が充電終了であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８において、図１中の分極解消判定手段２４は、分極解消か否かを判定し、解消していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１９へ進み、解消していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ１９において、フラット領域判定手段２１は、フラット領域か否かを判定し、フラット領域であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０で進み、フラット領域でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ２１へ進む。

ステップＳ１７の判定が充電終了の場合、ステップＳ１８の判定が分極解消でない場合、及びステップＳ１９の判定がフラット領域の場合には、ステップＳ２０において、図１中の充電状態推定手段２２は、ＣＣ充電終了直前のＣＣＶでＳＯＣを推定し、ステップＳ２２へ進む。尚、、ステップＳ２０でのＣＣ充電終了直前とは、ＣＣ充電からＣＶ充電へ移行するためにＣＣ充電を終了する時も含まれる。

ステップＳ２１において、充電状態推定手段２２は、充電後のＯＣＶでＳＯＣを推定し、ステップＳ２２へ進む。
ステップＳ２２において、充電終了後に分極が解消した場合、又は図示しない外部からのＳＯＣ決定命令を受けて、充電状態推定手段２２は、ＳＯＣの決定処理を行う。ステップＳ２１での充電後のＯＣＶによるＳＯＣ推定の処理が行なわれたときは、ステップＳ２１における充電後のＯＣＶによるＳＯＣの推定値をＳＯＣ推定値に決定する。

また、終了後に分極が解消した、又はＳＯＣ決定命令を受けた時点で、ステップＳ２１で充電後のＯＣＶによるＳＯＣ推定の処理を行うことができず、ステップＳ２０でＣＣ充電終了直前のＣＣＶによるＳＯＣ推定の処理が行えたときは、ステップＳ２０におけるＣＣ充電終了直前のＣＣＶによるＳＯＣの推定値をＳＯＣ推定値に決定する。

更に、ＳＯＣ決定命令を受けた時点で、ステップＳ１４におけるＣＣ充電終了直前のＣＣＶによるＳＯＣ推定しか行えなかったときは、ステップＳ１４におけるＣＣ充電終了直前のＣＣＶによるＳＯＣの推定値をＳＯＣ推定値に決定する。

ここで、外部からのＳＯＣ決定命令を受ける場合としては、分極解消前に、電池１に接続された電気自動車のイグニッションキーがオンされた場合や充電が再開された場合等、分極解消前に電圧が変化する割り込みが発生した場合が想定される。
（III）充放電電流及び電池端子電圧の時間的変化
図５は、本実施形態の充放電電流及び電池端子電圧の時間的変化を示すタイムチャートである。

最後に、図１及び図２（ｂ）を参照しつつ、図５のタイムチャートに沿って、本実施形態の充放電電流及び電池端子電圧の時間的変化について説明する。
時刻０〜ｔ１の期間は、一定の放電電流Ｉｄで放電されており、電池１の端子間電圧は電圧Ｖ０から電圧Ｖ１に減少する。時刻ｔ１〜ｔ３の期間は、充放電停止期間で電流は流れていない。この時刻ｔ１〜ｔ３の期間に電池１の端子間電圧としてのＯＣＶは、時間の経過に伴って分極が解消し、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へ上昇する。時刻ｔ２では、ＯＣＶ≒Ｖ２となっており、分極はほぼ解消していると考えられる。そのため、時刻ｔ２では、分極解消し、ＯＣＶがフラット領域でなければ、ＯＣＶによりＳＯＣを推定することができる。即ち、初期ＳＯＣがＯＣＶにより推定できるときは、時刻ｔ２におけるＯＣＶにより推定されるＳＯＣを初期ＳＯＣとする。時刻ｔ１〜ｔ３の間に行われるＳＯＣの推定は、図３に沿って上述した初期ＳＯＣの推定処理になる。

時刻ｔ３〜ｔ５の期間は、一定の充電電流ＩｃでＣＣ充電されており、電池１の端子間電圧は電圧Ｖ２から電圧Ｖｃへ上昇している。フラット領域、または、分極解消しないうちに充電開始された場合は、ＣＣ充電の開始から所定時間が経った時刻ｔ４において、ＣＣＶによりＳＯＣが推定される。即ち、初期ＳＯＣがＯＣＶにより推定できないときは、時刻ｔ４におけるＣＣＶにより推定されるＳＯＣを初期ＳＯＣとする。ここでの所定時間（ｔ４−ｔ３）は、分極が発達するまでの時間であり、予め実験等により求められる時間である。初期ＳＯＣの推定がされた時点からＣＣ充電中でなくなるまでの間、充電状態推定手段２２は、ＣＣ電流積算を継続する。時刻ｔ４からＣＣ充電中の間は、随時ＣＣＶによりＳＯＣが推定され図示しないメモリに記憶されることを繰り返す。また、初期ＳＯＣが推定された時点からＣＣ充電が終了するまでのＣＣ電流積算値が図示しないメモリに随時記憶される。

時刻ｔ５において、ＣＣ充電から一定電圧Ｖｃで充電するＣＶ充電に切り替わり、時刻ｔ５〜ｔ６の期間は、ＣＶ充電されている。ＣＶ充電されている期間の電池１の端子間電圧は、一定電圧Ｖｃに維持され、充電電流は電流Ｉｃから０に漸減して行き、時刻ｔ６において充電が終了する。時刻ｔ５において、ＣＶ充電に切り替わるときにＣＣ充電終了直前のＣＣＶによりＳＯＣが推定され図示しないメモリに記憶される。また、初期ＳＯＣの推定がされた時点からＣＶ充電に切り替わる時刻ｔ５までのＣＣ電流積算値は図示しないメモリに記憶される。

ＣＶ充電中である旨の判定がされた時点（時刻ｔ５）からＣＶ充電終了の判定がされるまでの間（時刻ｔ６）、充電状態推定手段２２は、ＣＶ電流積算を継続する。ＣＶ電流積算値は、図５において、時刻ｔ５と時刻ｔ６の間に挟まれる電流の面積に等しい値になる。また、時刻ｔ６において、ＣＶ電流積算値は図示しないメモリに記憶される。

時刻ｔ６において、充電が終了し、所定時間が経過して時刻ｔ７になると、電池１の端子間電圧は、分極の解消及び自己放電により、少し低い値に変化する。
時刻ｔ４〜ｔ７の間に行われるＳＯＣの推定は、図４に沿って上述した終了ＳＯＣの推定となる。例えば、時刻ｔ７で、分極解消し、ＯＣＶがフラット領域でなければ、ＯＣＶによりＳＯＣを推定し、終了ＳＯＣとすることができる。フラット領域、または、分極解消しないうちに終了ＳＯＣを推定する命令を受けたときは、時刻ｔ５でメモリに記憶したＣＣＶにより推定したＳＯＣを終了ＳＯＣとする。また、時刻ｔ４〜ｔ５の間にＣＣ充電が途中で終了された場合は、ＣＣ充電が終了される直前のＣＣＶにより推定したＳＯＣを終了ＳＯＣとすることができる。

また、充電状態推定手段２２は、終了ＳＯＣを求めたときに、満充電容量も算出する。満充電容量の推定方法は、前述した式により、初期ＳＯＣ、終了ＳＯＣ、充電電流積算値を使って算出する。
ここで、終了ＳＯＣがＯＣＶにより推定されたＳＯＣである場合は、充電電流積算値は、ＣＣ電流積算値とＣＶ電流積算値の和となる。具体的には、メモリに記憶されたＣＣ電流積算値とＣＶ電流積算値を読み出し、加算することで充電電流積算値とする。言い換えれば、初期ＳＯＣが推定された時点からＣＶ充電終了までの電流積算値を充電電流積算値とする。

終了ＳＯＣがＣＣＶによる推定されたＳＯＣである場合は、充電電流積算値はＣＣ電流積算値となる。具体的には、メモリに記憶されたＣＣ電流積算値を読み出し、充電電流積算値とする。言い換えれば、初期ＳＯＣが推定された時点からＣＣ充電終了までの電流積算値を充電電流積算値とする。尚、時刻ｔ４〜ｔ５の間にＣＣ充電が途中で終了された場合は、途中で終了された時点までのＣＣ電流積算値を充電電流積算値とする。また、時刻ｔ６で充電が終了された後に、ＣＣＶにより推定したＳＯＣを終了ＳＯＣとする場合は、時刻ｔ５でメモリに記憶された、初期ＳＯＣの推定がされた時点からＣＶ充電に切り替わる時刻ｔ５までのＣＣ電流積算値を充電電流積算値とする。
尚、ＣＣＶにより推定されるＳＯＣが図示しないメモリに記憶されるようにしたが、推定されたＳＯＣをメモリに記憶せず、ＣＣＶを記憶しても良い。この場合、ＣＣＶにより推定したＳＯＣを終了ＳＯＣとすると決定した場合に、メモリからＣＣＶを読み出し、そこからＳＯＣを推定しても良い。

尚、上記動作を実行するための動作プログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magnet Optical disk）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記憶して配布し、これを図示しないコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行するように構成しても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上に述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成又は実施形態を取ることができる。

１ 電池
１ａ 内部起電力
１ｂ 内部抵抗
２ 電流計
３ 電圧計
１０ 充電器
１１ 電力供給源
１２ スイッチ
１３ スイッチ駆動手段
２０ 充電状態推定装置
２１ フラット領域判定手段
２２ 充電状態推定手段
２３ 充電監視手段
２４ 分極解消判定手段

Claims (7)

1. 充放電の終了時刻から所定時間が経過したか否かにより電池の分極が解消したか否かを判定する分極解消判定手段と、
   電池の充電状態の変化に対して該電池の開放電圧の変化が小さいフラット領域であるか否かを判定するフラット領域判定手段と、
   前記分極解消判定手段の判定結果が分極解消であり、かつ前記フラット領域判定手段の判定結果が前記フラット領域でないときは、前記開放電圧に基づいて前記充電状態を推定し、前記フラット領域判定手段の判定結果が前記フラット領域であるときは、充電器が接続された状態での前記電池の端子間電圧である閉路電圧に基づいて前記充電状態を推定する充電状態推定手段と、
   を備えることを特徴とする充電状態推定装置。
2. 前記フラット領域判定手段は、
   前記電池の開放電圧が所定の電圧範囲内のとき、フラット領域であると判定することを特徴とする請求項１に記載の充電状態推定装置。
3. 前記分極解消判定手段の判定結果が分極解消しておらず、充電中の場合に、
   前記充電状態推定手段は、
   前記閉路電圧に基づいて前記充電状態を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の充電状態推定装置。
4. 前記充電状態推定手段は、更に、
   充電終了後に、分極が解消していない、又はフラット領域であるとき、定電流充電の終了直前の閉路電圧に基づいて前記充電状態を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電状態推定装置。
5. 充電前に電池の分極が解消したか否かを判定する第１処理と、
   前記第１処理において該電池の分極が解消していない場合に、充電中か否かを判定する第２処理と、
   前記第１処理において該電池の分極が解消している場合に、該電池の充電状態の変化に対して該電池の開放電圧の変化が小さいフラット領域であるか否かを判定する第３処理と、
   前記第３処理において該電池が前記フラット領域でない場合には、充電開始前の開放電圧で前記充電状態を推定する第４処理と、
   前記第２処理において充電中である場合、又は前記第３処理において該電池が前記フラット領域である場合には、充電開始後の閉路電圧で前記充電状態を推定する第５処理と、
   を有することを特徴とする充電状態推定方法。
6. 充電中、充電終了後分極未解消、又は充電終了後分極解消かつ前記フラット領域のとき、前記閉路電圧に基づいて前記充電状態を推定する第６処理
   を有することを特徴とする請求項５に記載の充電状態推定方法。
7. 充電終了後分極解消、かつ前記フラット領域でないとき、充電終了後の開放電圧に基づいて前記充電状態を推定する第７処理
   を有することを特徴とする請求項５に記載の充電状態推定方法。

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