JP2018153069A - 電池パック - Google Patents
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Abstract
【課題】分極が大きく、かつ、分極解消に長時間を要する電池の充電率の推定精度を向上させる。
【解決手段】電池Bの充電後、電池Bの充電率と電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在する第1の状態でないと判定されているとき、電池Bに流れる電流の積算値により充電率を推定し、電池Bの充電後、第1の状態であると判定されているとき、放電用SOC−OCV曲線を参照して、開回路電圧に対応する充電率を推定する。
【選択図】図1
【解決手段】電池Bの充電後、電池Bの充電率と電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在する第1の状態でないと判定されているとき、電池Bに流れる電流の積算値により充電率を推定し、電池Bの充電後、第1の状態であると判定されているとき、放電用SOC−OCV曲線を参照して、開回路電圧に対応する充電率を推定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、電池パックに関する。
既存の電池パックとして、開回路電圧と充電率との対応関係を示すSOC−OCV曲線を参照して、電池パックに備えられる電池の現在の開回路電圧に対応する充電率を、現在の充電率として推定するものがある。
関連する技術として、例えば、特許文献1がある。
しかしながら、既存の電池パックに備えられる電池が、分極が大きく、かつ、分極解消に長時間を要する電池(例えば、SiO負極を採用したリチウムイオン電池)である場合、電池の充電後に得られるSOC−OCV曲線と電池の放電後に得られるSOC−OCV曲線とが互いに同じにならず、開回路電圧に対応する充電率を一意に決めることができないため、充電率の推定精度が低下するおそれがある。
本発明の一側面に係る目的は、分極が大きく、かつ、分極解消に長時間を要する電池の充電率の推定精度を向上させることが可能な電池パックを提供することである。
本発明に係る一つの形態である電池パックは、記憶部と、判定部と、推定部と、充放電制御部とを備える。
記憶部は、電池の充電後に得られる電池の充電率と電池の開回路電圧との対応関係を示す充電用SOC−OCV曲線、及び、電池の放電後に得られる充電率と開回路電圧との対応関係を示す放電用SOC−OCV曲線を記憶する。
記憶部は、電池の充電後に得られる電池の充電率と電池の開回路電圧との対応関係を示す充電用SOC−OCV曲線、及び、電池の放電後に得られる充電率と開回路電圧との対応関係を示す放電用SOC−OCV曲線を記憶する。
判定部は、電池が少なくとも第1の所定容量放電したとき、電池の充電率と電池の開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在する第1の状態であると判定し、電池が少なくとも第2の所定容量充電したとき、電池の充電率と電池の開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線上に存在する第2の状態であると判定する。
推定部は、電池の充電後、第1の状態でないと判定されているとき、電池に流れる電流の積算値により充電率を推定し、電池の充電後、第1の状態であると判定されているとき、放電用SOC−OCV曲線を参照して、開回路電圧に対応する充電率を推定する。
本発明によれば、分極が大きく、かつ、分極解消に長時間を要する電池の充電率の推定精度を向上させることができる。
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図1は、実施形態の電池パックの一例を示す図である。
図1に示す電池パックは、電池Bと、スイッチSWと、電流検出部1と、電圧検出部2と、記憶部3と、制御部4とを備える。
図1は、実施形態の電池パックの一例を示す図である。
図1に示す電池パックは、電池Bと、スイッチSWと、電流検出部1と、電圧検出部2と、記憶部3と、制御部4とを備える。
電池Bは、例えば、1つの二次電池(例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または電気二重層コンデンサなど)により構成されてもよいし、2つ以上の二次電池により構成されてもよい。また、スイッチSWが導通しているとき、外部充電器Chから電池Bへ電力が供給されると、または、電池Bが搭載される車両Ve(例えば、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、または電気自動車など)の負荷Lo(例えば、走行用モータなど)から電池Bへ回生電力が供給されると、電池Bが充電される。また、スイッチSWが導通しているとき、電池Bから負荷Loへ電力が供給されると、電池Bが放電される。また、電池Bは、分極が大きく、かつ、分極解消に長時間を要するものであって、図2(a)や図2(b)に示すように、充電後に得られる電池Bの充電率SOC(State Of Charge)と開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)との対応関係を示す充電用SOC−OCV曲線と、放電後に得られる電池Bの充電率SOCと開回路電圧OCVとの対応関係を示す放電用SOC−OCV曲線とが互いに同じにならないものとする。なお、充電率SOCは、電池Bの満充電容量に対する電池Bの現在の容量の割合[%]を示すものとする。また、充電用SOC−OCV曲線は、例えば、実験またはシミュレーションにより取得されるものであり、電池Bの充電が終了してから所定時間経過後に取得されるものとする。また、放電用SOC−OCV曲線は、例えば、実験またはシミュレーションにより取得されるものであり、電池Bの放電が終了してから所定時間経過後に取得されるものとする。
図1に示す電流検出部1は、例えば、ホール素子またはシャント抵抗により構成され、電池Bに流れる電流Iを検出する。
電圧検出部2は、例えば、IC(Integrated Circuit)により構成され、電池Bの電圧Vを検出する。
電圧検出部2は、例えば、IC(Integrated Circuit)により構成され、電池Bの電圧Vを検出する。
記憶部3は、例えば、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)により構成され、図2(a)や図2(b)に示す充電用SOC−OCV曲線及び放電用SOC−OCV曲線などを記憶する。
制御部4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、またはプログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)により構成され、充放電制御部41と、判定部42と、推定部43とを備える。例えば、CPU、マルチコアCPU、またはプログラマブルなデバイスが記憶部3などに記憶されているプログラムを実行することにより、充放電制御部41、判定部42、及び推定部43が実現される。
充放電制御部41は、例えば、外部充電器Chへ送る電流指令値を変化させることにより、電池Bの充放電を制御する。
例えば、図2(a)に示すように、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在する場合において、電池Bが所定容量Cp1(第1の所定容量)放電されると、放電後の電池Bの充電率SOC12と開回路電圧OCV12とが対応する点P12が放電用SOC−OCV曲線上に存在するようになる。つまり、所定容量Cp1は、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線上に存在する状態(第2の状態)から放電用SOC−OCV曲線上に存在する状態(第1の状態)に移行するのに必要な容量である。
例えば、図2(a)に示すように、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在する場合において、電池Bが所定容量Cp1(第1の所定容量)放電されると、放電後の電池Bの充電率SOC12と開回路電圧OCV12とが対応する点P12が放電用SOC−OCV曲線上に存在するようになる。つまり、所定容量Cp1は、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線上に存在する状態(第2の状態)から放電用SOC−OCV曲線上に存在する状態(第1の状態)に移行するのに必要な容量である。
また、図2(a)に示すように、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在する場合において、電池Bが所定容量Cp2(第2の所定容量)充電されると、充電後の電池Bの充電率SOC22と開回路電圧OCV22とが対応する点P22が充電用SOC−OCV曲線上に存在するようになる。つまり、所定容量Cp2は、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在する状態(第1の状態)から充電用SOC−OCV曲線上に存在する状態(第2の状態)に移行するのに必要な容量である。なお、所定容量Cp1及び所定容量Cp2は、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。
また、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在する状態から所定容量Cp1放電されていないとき、すなわち、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在する状態から所定容量Cp1よりも小さい容量Cps1分放電されたとき、放電後の電池Bの充電率SOC13と開回路電圧OCV13とが対応する点P13は、充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在するようになる。この状態において、さらに、所定容量Cp1から容量Cps1を減算した残りの容量Cpr1分放電されると、放電後の電池Bの充電率SOC12と開回路電圧OCV12とが対応する点P12が放電用SOC−OCV曲線上に存在するようになる。
また、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在する状態から所定容量Cp2充電されていないとき、すなわち、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在する状態から所定容量Cp2よりも小さい容量Cps2分充電されたとき、充電後の電池Bの充電率SOC23と開回路電圧OCV23とが対応する点P23は、充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在するようになる。この状態において、さらに、所定容量Cp2から容量Cps2を減算した残りの容量Cpr2分充電されると、充電後の電池Bの充電率SOC22と開回路電圧OCV22とが対応する点P22が充電用SOC−OCV曲線上に存在するようになる。
また、図1に示す判定部42は、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上または充電用SOC−OCV曲線上に存在しているか否かを判定する。
例えば、判定部42は、充電後の電池Bの容量と充電前の電池Bの容量との充電容量差が所定容量Cp2以上である場合、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定する。言い換えると、判定部42は、電池Bの充電率と電池Bの開回路電圧とが対応する点がどこに存在していたとしても、電池Bが少なくとも所定容量Cp2充電したとき、電池Bの充電率と電池Bの開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線上に存在する第2の状態であると判定する。
なお、判定部42は、電池Bの充電中において、検出タイミング毎に電流検出部1により検出される電流Iの積算値ΔI[Ah]を求め、その求めた積算値ΔIを、充電容量差とする。または、判定部42は、ΔSOC[%]=((充電後の電池Bの容量[Ah]−充電前の電池Bの容量[Ah])/電池Bの満充電容量[Ah])×100を計算し、その計算結果であるΔSOCを、充電容量差とする。または、判定部42は、ΔV=(充電後の電池Bの電圧V−充電前の電池Bの電圧V)を計算し、その計算結果であるΔVを、充電容量差とする。
例えば、判定部42は、放電前の電池Bの容量と放電後の電池Bの容量との放電容量差が所定容量Cp1以上である場合、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定する。言い換えると、判定部42は、電池Bの充電率と電池Bの開回路電圧とが対応する点がどこに存在していたとしても、電池Bが少なくとも所定容量Cp1放電したとき、電池Bの充電率と電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在する第1の状態であると判定する。
なお、判定部42は、電池Bの放電中において、検出タイミング毎に電流検出部1により検出される電流Iの積算値ΔI[Ah]を求め、その求めた積算値ΔIを、放電容量差とする。または、判定部42は、ΔSOC[%]=((放電前の電池Bの容量[Ah]−放電後の電池Bの容量[Ah])/電池Bの満充電容量[Ah])×100を計算し、その計算結果であるΔSOCを、放電容量差とする。または、判定部42は、ΔV=(放電前の電池Bの電圧V−放電後の電池Bの電圧V)を計算し、その計算結果であるΔVを、放電容量差とする。
推定部43は、図3に示すフローチャートのように、電池Bの充電後(S11:Yes)、判定部42により第1の状態でないと判定されているとき(S12:No)、電池Bに流れる電流Iの積算値ΔIにより充電率を推定し(S13)、電池Bの充電後(S11:Yes)、判定部42により第1の状態であると判定されているとき(S12:Yes)、放電用SOC−OCV曲線を参照して、開回路電圧に対応する充電率を推定する(S14)。
また、推定部43は、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されているとき、充電用SOC−OCV曲線を参照して、現在の開回路電圧に対応する充電率を、現在の電池の充電率として推定し、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されているとき、放電用SOC−OCV曲線を参照して、現在の開回路電圧に対応する充電率を、現在の電池の充電率として推定する。
言い換えると、推定部43は、判定部42により第2の状態であると判定されているとき、充電用SOC−OCV曲線を参照して、開回路電圧に対応する充電率を推定し、判定部42により第1の状態であると判定されているとき、放電用SOC−OCV曲線を参照して、開回路電圧に対応する充電率を推定する。 例えば、図2(a)に示すように、充電後の電池Bの充電率SOC22と開回路電圧OCV22とが対応する点P22が充電用SOC−OCV曲線上に存在している場合、充電後の電池Bの開回路電圧OCV22から一意に充電率SOC22を推定することができる。
また、図2(a)に示すように、放電後の電池Bの充電率SOC12と開回路電圧OCV12とが対応する点P12が放電用SOC−OCV曲線上に存在している場合、放電後の電池Bの開回路電圧OCV12から一意に充電率SOC12を推定することができる。
また、図1に示す充放電制御部41は、図4に示すフローチャートのように、電池Bの充電後(S21:Yes)、判定部42により第1の状態でないと判定されているとき(S22:No)、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止し(S23)、電池Bの充電後(S21:Yes)、判定部42により第1の状態であると判定されているとき(S22:Yes)、外部充電器Chによる電池Bの充電を許可する(S24)。
また、充放電制御部41は、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
なお、上記「充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定」または上記「放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定」と上記「放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定」との間において、他の充電率推定は行われないものとする。
また、充放電制御部41は、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止しているとき、負荷Loから供給される回生電力による電池Bの充電を許可してもよいし、負荷Loから供給される回生電力による電池Bの充電を禁止してもよい。
図5は、充放電制御部41の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき(S31:Yes)、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われたと判断するまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する(S32:No、S33)。
まず、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき(S31:Yes)、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われたと判断するまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する(S32:No、S33)。
言い換えると、充放電制御部41は、判定部42により第2の状態であると判定されてから電池Bが所定容量Cp1放電していないとき、電池Bが少なくとも所定容量Cp1放電することで判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。または、充放電制御部41は、判定部42により第1の状態であると判定されてから電池Bが所定容量Cp2充電していないとき、電池Bが少なくとも所定容量Cp1放電することで判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
なお、充放電制御部41は、判定部42により第2の状態であると判定されてから電池Bが所定容量Cp1放電していないとき、第2の状態であると判定されてから現在までに放電された電池Bの容量Cps1を所定容量Cp1から減算した残りの容量Cpr1分、電池Bが放電して、判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。または、充放電制御部41は、判定部42により第1の状態であると判定されてから電池Bが所定容量Cp2充電していないとき、第1の状態であると判定されてから現在までに充電された電池Bの容量Cps2分、電池Bが放電して、判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。 例えば、充放電制御部41は、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定された後、放電後の電池Bの充電率SOC13と開回路電圧OCV13とが対応する点P13が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、電池Bの充電率SOC12と開回路電圧OCV12とが対応する点P12が放電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
例えば、充放電制御部41は、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定された後、充電後の電池Bの充電率SOC23と開回路電圧OCV23とが対応する点P23が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
また、図5において、充放電制御部41は、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われたと判断すると(S32:Yes)、外部充電器Chによる電池Bの充電を許可する(S34)。
また、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させているとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させているとき(S31:No)、外部充電器Chによる電池Bの充電を許可する(S34)。
このように、実施形態の電池パックでは、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止している。これにより、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、外部充電器Chによる充電を禁止し放電を許可することで、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点を放電用SOC−OCV曲線上に存在させることができる。そのため、電池Bが、分極が大きく、かつ、分極解消に長時間を要するものであっても、放電用SOC−OCV曲線を参照して、開回路電圧に対応する充電率を一意に求めることができ、電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。また、電池Bの充電率の推定精度を向上させることができるため、電池Bの満充電容量の推定精度を向上させることができる。
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
例えば、図6に示すように、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき(S31:Yes)、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されるまで走行用モータや補機バッテリなどの負荷Loに電力を供給させるなどして電池Bを放電させた後(S41:No、S42)、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われたと判断するまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する(S32:No、S33)ように構成してもよい。
例えば、図6に示すように、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき(S31:Yes)、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されるまで走行用モータや補機バッテリなどの負荷Loに電力を供給させるなどして電池Bを放電させた後(S41:No、S42)、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われたと判断するまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する(S32:No、S33)ように構成してもよい。
言い換えると、充放電制御部41は、判定部42により第2の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、判定部42により第1の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bを放電させることで判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
なお、S42において、電池Bを放電させているとき、負荷Loからの回生電力による電池Bの充電を許可してもよいし、負荷Loからの回生電力による電池Bの充電を禁止させてもよい。
また、充放電制御部41は、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われると(S32:Yes)、外部充電器Chによる電池Bの充電を許可する(S34)。
すなわち、例えば、充放電制御部41は、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定された後、放電後の電池Bの充電率SOC13と開回路電圧OCV13とが対応する点P13が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、電池Bの充電率SOC12と開回路電圧OCV12とが対応する点P12が放電用SOC−OCV曲線上に存在するまで電池Bを放電させた後、放電用SOC−OCV曲線が用いられて電池Bの充電率が推定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
例えば、充放電制御部41は、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定された後、充電後の電池Bの充電率SOC23と開回路電圧OCV23とが対応する点P23が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在するまで電池Bを放電させた後、放電用SOC−OCV曲線が用いられて電池Bの充電率が推定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
なお、図6のS42において、電池Bを放電させているとき、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止させてもよい。このように、S42において電池Bを強制的に放電させるとともに外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止させることにより、充電用SOC−OCV曲線または放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定までにかかる時間を図5に示す動作例に比べて短縮することができる。
また、例えば、図7に示すように、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき(S31:Yes)、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から現在までに放電された電池Bの容量Cps1を所定容量Cp1から減算した残りの容量Cpr1分、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から現在までに充電された電池Bの容量Cps2分、電池Bを放電させた後(S51:No、S52)、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する(S32:No、S33)ように構成してもよい。
言い換えると、充放電制御部41は、判定部42により第2の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、第2の状態であると判定されてから現在までに放電された電池Bの容量Cps1を所定容量Cp1から減算した残りの容量Cpr1分、電池Bを放電させることで、判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。または、充放電制御部41は、判定部42により第1の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、第1の状態であると判定されてから現在までに充電された電池Bの容量Cps2分、電池Bを放電させることで、判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
なお、S52において、電池Bを放電させているとき、負荷Loからの回生電力による電池Bの充電を許可してもよいし、負荷Loからの回生電力による電池Bの充電を禁止させてもよい。
また、充放電制御部41は、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われると(S32:Yes)、電器Chによる電池Bの充電を許可する(S34)。
すなわち、例えば、充放電制御部41は、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定された後、放電後の電池Bの充電率SOC13と開回路電圧OCV13とが対応する点P13が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、所定容量Cp1から容量Cps1を減算した残りの容量Cpr1分放電させた後、放電用SOC−OCV曲線が用いられて電池Bの充電率が推定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
すなわち、例えば、充放電制御部41は、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC11と開回路電圧OCV11とが対応する点P11が充電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定された後、放電後の電池Bの充電率SOC13と開回路電圧OCV13とが対応する点P13が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、所定容量Cp1から容量Cps1を減算した残りの容量Cpr1分放電させた後、放電用SOC−OCV曲線が用いられて電池Bの充電率が推定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
例えば、充放電制御部41は、図2(b)に示すように、電池Bの充電率SOC21と開回路電圧OCV21とが対応する点P21が放電用SOC−OCV曲線上に存在しているときに充電率が推定された後、充電後の電池Bの充電率SOC23と開回路電圧OCV23とが対応する点P23が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在しているとき、容量Cpr2分放電させた後、放電用SOC−OCV曲線が用いられて電池Bの充電率が推定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止する。
なお、図7のS52において、電池Bを放電させているとき、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止させてもよい。このように、S52において電池Bを強制的に放電させるとともに外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止させることにより、充電用SOC−OCV曲線または放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定までにかかる時間を図5に示す動作例に比べて短縮することができる。
また、例えば、図8に示すように、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき(S31:Yes)、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、または、ユーザーからの充電実施要求が入力されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するとともに、ユーザーに充電を禁止している旨を通知する(S32:No、S33、S61、S62:No)ように構成してもよい。
言い換えると、充放電制御部41は、判定部42により第2の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、判定部42により第1の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、判定部42により第1の状態であると判定されるまで、または、ユーザーからの充電実施要求が入力されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するとともに、ユーザーに充電を禁止している旨を通知するように構成してもよい。
例えば、充放電制御部41は、S61において、「このまま充電コネクタを挿していても充電されません。」などのメッセージを不図示のディスプレイなどに表示させることにより、ユーザーに充電を禁止している旨を通知する。
また、充放電制御部41は、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われると(S32:Yes)、または、ユーザーからの充電実施要求が入力されると(S62:Yes)、外部充電器Chによる電池Bの充電を許可する(S34)。
言い換えると、充放電制御部41は、判定部42により第1の状態であると判定されると、または、ユーザーからの充電実施要求が入力されると、外部充電器Chによる電池Bの充電を許可する。
これにより、電池Bの充電率の推定精度を向上させつつ、ユーザーからの充電実施要求に応えることができる。
また、例えば、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bの充電率が予め決められた所定充電率以上である場合で、かつ、充電用SOC−OCV曲線または放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定時から現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値以上である場合、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
また、例えば、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bの充電率が予め決められた所定充電率以上である場合で、かつ、充電用SOC−OCV曲線または放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定時から現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値以上である場合、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
言い換えると、充放電制御部41は、判定部42により第2の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、判定部42により第1の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bの充電率が予め決められた所定充電率以上である場合で、かつ、判定部42により第1の状態または第2の状態であると判定されてから現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値以上である場合、判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
これにより、電池Bの充電率が比較的高い充電率領域で変動するように電池Bの充放電が繰り返されることで、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在し易い環境において、電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。
また、例えば、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bの電圧Vが予め決められた所定電圧以上である場合で、かつ、充電用SOC−OCV曲線または放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定時から現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値以上である場合、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
言い換えると、充放電制御部41は、判定部42により第2の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、判定部42により第1の状態であると判定されてから電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bの電圧Vが予め決められた所定電圧以上である場合で、かつ、判定部42により第1の状態または第2の状態であると判定されてから現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値以上である場合、判定部42により第1の状態であると判定されるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
このように構成しても、電池Bの充電率が比較的高い充電率領域で変動するように電池Bの充放電が繰り返されることで、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在し易い環境において、電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。
また、例えば、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bの充電率が予め決められた所定充電率以上である場合で、かつ、充電用SOC−OCV曲線または放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定時から現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値以上である場合、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されるまで電池Bを放電させた後、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。このように構成しても、電池Bの充電率が比較的高い充電率領域で変動するように電池Bの充放電が繰り返されることで、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在し易い環境において、電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。
また、例えば、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、電池Bの電圧Vが予め決められた所定電圧以上である場合で、かつ、充電用SOC−OCV曲線または放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定時から現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値h以上である場合、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されるまで電池Bを放電させた後、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。このように構成しても、電池Bの充電率が比較的高い充電率領域で変動するように電池Bの充放電が繰り返されることで、電池Bの充電率と開回路電圧とが対応する点が充電用SOC−OCV曲線と放電用SOC−OCV曲線との間に存在し易い環境において、電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。
また、例えば、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、前回の満充電容量の推定時から所定日数経過していた場合、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されるまで電池Bを放電させた後、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
また、例えば、充放電制御部41は、外部充電器Chが電池Bに接続された状態において、充電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp1放電させていないとき、または、放電用SOC−OCV曲線による充電率の前回の推定から電池Bを所定容量Cp2充電させていないとき、前回の満充電容量の推定時から現在までに電池Bに流れた電流Iの積算値ΔIが予め決められた所定積算値以上である場合、現在の電池Bの充電率と現在の電池Bの開回路電圧とが対応する点が放電用SOC−OCV曲線上に存在していると判定されるまで電池Bを放電させた後、放電用SOC−OCV曲線による充電率の次回の推定が行われるまで、外部充電器Chによる電池Bの充電を禁止するように構成してもよい。
1 電流検出部
2 電圧検出部
3 記憶部
4 制御部
41 充放電制御部
42 判定部
43 推定部
B 電池
SW スイッチ
2 電圧検出部
3 記憶部
4 制御部
41 充放電制御部
42 判定部
43 推定部
B 電池
SW スイッチ
Claims (12)
- 電池の充電後に得られる前記電池の充電率と前記電池の開回路電圧との対応関係を示す充電用SOC−OCV曲線、及び、前記電池の放電後に得られる前記充電率と前記開回路電圧との対応関係を示す放電用SOC−OCV曲線を記憶する記憶部と、
前記電池が少なくとも第1の所定容量放電したとき、前記電池の充電率と前記電池の開回路電圧とが対応する点が前記放電用SOC−OCV曲線上に存在する第1の状態であると判定し、前記電池が少なくとも第2の所定容量充電したとき、前記電池の充電率と前記電池の開回路電圧とが対応する点が前記充電用SOC−OCV曲線上に存在する第2の状態であると判定する判定部と、
前記電池の充電後、前記第1の状態でないと判定されているとき、前記電池に流れる電流の積算値により前記充電率を推定し、前記電池の充電後、前記第1の状態であると判定されているとき、前記放電用SOC−OCV曲線を参照して、前記開回路電圧に対応する充電率を推定する推定部と、
を備えることを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記電池の充電後、前記第1の状態でないと判定されているとき、外部充電器による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第2の状態であると判定されてから前記電池が前記第1の所定容量放電していないとき、前記第2の状態であると判定されてから現在までに放電された前記電池の容量を前記第1の所定容量から減算した残りの容量分、前記電池が放電することで前記第1の状態であると判定されるまで、外部充電器による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第1の状態であると判定されてから前記電池が前記第2の所定容量充電していないとき、前記第1の状態であると判定されてから現在までに充電された前記電池の容量分、前記電池が放電することで前記第1の状態であると判定されるまで、外部充電器による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記推定部は、前記第2の状態であると判定されているとき、前記充電用SOC−OCV曲線を参照して、前記開回路電圧に対応する充電率を推定し、前記第1の状態であると判定されているとき、前記放電用SOC−OCV曲線を参照して、前記開回路電圧に対応する充電率を推定する、
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第2の状態であると判定されてから前記電池を前記第1の所定容量放電させていないとき、または、前記第1の状態であると判定されてから前記電池を前記第2の所定容量充電させていないとき、前記電池を放電させることで前記第1の状態であると判定されるまで、前記外部充電器による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第2の状態であると判定されてから前記電池を前記第1の所定容量放電させていないとき、前記第2の状態であると判定されてから現在までに放電された前記電池の容量を前記第1の所定容量から減算した残りの容量分、前記電池を放電させることで前記第1の状態であると判定されるまで、前記外部充電器による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第1の状態であると判定されてから前記電池を前記第2の所定容量充電させていないとき、前記第1の状態であると判定されてから現在までに充電された前記電池の容量分、前記電池を放電させることで前記第1の状態であると判定されるまで、前記外部充電器による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第2の状態であると判定されてから前記電池を前記第1の所定容量放電させていないとき、または、前記第1の状態であると判定されてから前記電池を前記第2の所定容量充電させていないとき、前記第1の状態であると判定されるまで、前記電池が搭載される車両に備えられる負荷から供給される回生電力による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第2の状態であると判定されてから前記電池を前記第1の所定容量放電させていないとき、または、前記第1の状態であると判定されてから前記電池を前記第2の所定容量充電させていないとき、前記第1の状態であると判定されるまで、ユーザーに充電を禁止している旨を通知し、前記ユーザーからの充電実施要求が入力されると、前記電池の充電を許可する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記第2の状態であると判定されてから前記電池を前記第1の所定容量放電させていないとき、または、前記第1の状態であると判定されてから前記電池を前記第2の所定容量充電させていないとき、前記電池の充電率が予め決められた所定充電率以上である場合または前記電池の電圧が予め決められた所定電圧以上である場合で、かつ、前記第1の状態または前記第2の状態であると判定されてから現在までに前記電池に流れた電流の積算値が予め決められた所定積算値以上である場合、前記第1の状態であると判定されるまで、前記外部充電器による前記電池の充電を禁止する充放電制御部を備える
ことを特徴とする電池パック。 - 請求項1〜11の何れか1項に記載の電池パックであって、
前記第1の所定容量は、前記第2の状態から前記第1の状態に移行するのに必要な容量であり、
前記第2の所定容量は、前記第1の状態から前記第2の状態に移行するのに必要な容量である
ことを特徴とする電池パック。
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