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特開2023-160423ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置およびＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023160423
(43)【公開日】2023-11-02
(54)【発明の名称】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置およびＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法
(51)【国際特許分類】
G01R 31/392 20190101AFI20231026BHJP
G01R 31/378 20190101ALI20231026BHJP
G01R 31/367 20190101ALI20231026BHJP
G01R 31/387 20190101ALI20231026BHJP
G01R 31/3828 20190101ALI20231026BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20231026BHJP
H01M 4/58 20100101ALI20231026BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20231026BHJP
【ＦＩ】
G01R31/392
G01R31/378
G01R31/367
G01R31/387
G01R31/3828
H01M10/48 P
H01M4/58
H02J7/00 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022070799
(22)【出願日】2022-04-22
(71)【出願人】
【識別番号】712006374
【氏名又は名称】ＣＯＮＮＥＸＸ ＳＹＳＴＥＭＳ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】的場 智彦
(72)【発明者】
【氏名】塚本 壽
【テーマコード（参考）】
2G216
5G503
5H030
5H050
【Ｆターム（参考）】
2G216BA02
2G216BA22
2G216BA65
2G216CB52
5G503BA01
5G503BB02
5G503CA01
5G503EA09
5H030AA09
5H030AA10
5H030AS20
5H030FF42
5H050BA17
5H050CA07
5H050CB08
5H050HA18
(57)【要約】
【課題】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することが可能なＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置およびその二次電池の状態推定方法を提供する。
【解決手段】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置１０は、補助電池１２とＣＰＵ２０とを有する。ＣＰＵ２０は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の状態を推定する。補助電池１２は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または放電特性を持つコンデンサである。
【選択図】図３（ａ）
【解決手段】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置１０は、補助電池１２とＣＰＵ２０とを有する。ＣＰＵ２０は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の状態を推定する。補助電池１２は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または放電特性を持つコンデンサである。
【選択図】図３（ａ）
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続して複合電池を構成する補助電池と、
前記複合電池の放電時に前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値を連続的に測定する主電流測定部と、
前記複合電池の放電時に前記補助電池を流れる電流の補助電流値を連続的に測定する補助電流測定部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記主電流値および前記補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する電流値積算部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定するＣＰＵと、を有し、
前記ＣＰＵは、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは前記補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の前記主積算値である特定主積算値を算出する特定主積算値演算部と、
前記特定時間範囲の前記補助積算値である特定補助積算値を算出する特定補助積算値演算部と、
前記特定主積算値および前記特定補助積算値に基づいて、前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定部と、を備え、
前記補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または前記放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
前記複合電池の放電時に前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値を連続的に測定する主電流測定部と、
前記複合電池の放電時に前記補助電池を流れる電流の補助電流値を連続的に測定する補助電流測定部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記主電流値および前記補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する電流値積算部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定するＣＰＵと、を有し、
前記ＣＰＵは、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは前記補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の前記主積算値である特定主積算値を算出する特定主積算値演算部と、
前記特定時間範囲の前記補助積算値である特定補助積算値を算出する特定補助積算値演算部と、
前記特定主積算値および前記特定補助積算値に基づいて、前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定部と、を備え、
前記補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または前記放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
【請求項2】
ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続して複合電池を構成する補助電池と、
前記複合電池の放電時に前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値を連続的に測定する主電流測定部と、
前記複合電池の放電時に前記補助電池を流れる電流の補助電流値を連続的に測定する補助電流測定部と、
前記主電流値および前記補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してからそれぞれ記憶する電流値記憶部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定するＣＰＵと、を有し、
前記ＣＰＵは、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記主電流値を積算して主積算値を算出するとともに、前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは前記補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の前記主積算値である特定主積算値を算出する主積算値演算部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記補助電流値を積算して補助積算値を算出するとともに、前記特定時間範囲の前記補助積算値である特定補助積算値を算出する補助積算値演算部と、
前記特定主積算値および前記特定補助積算値に基づいて、前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定部と、を備え、
前記補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または前記放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
前記複合電池の放電時に前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値を連続的に測定する主電流測定部と、
前記複合電池の放電時に前記補助電池を流れる電流の補助電流値を連続的に測定する補助電流測定部と、
前記主電流値および前記補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してからそれぞれ記憶する電流値記憶部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定するＣＰＵと、を有し、
前記ＣＰＵは、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記主電流値を積算して主積算値を算出するとともに、前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは前記補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の前記主積算値である特定主積算値を算出する主積算値演算部と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記補助電流値を積算して補助積算値を算出するとともに、前記特定時間範囲の前記補助積算値である特定補助積算値を算出する補助積算値演算部と、
前記特定主積算値および前記特定補助積算値に基づいて、前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定部と、を備え、
前記補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または前記放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
【請求項3】
前記特定時間範囲は、前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数が第１ピークを示す時点までまたは前記補助電流値が第１ボトムを示す時点までの第１時間範囲、および前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数が前記第１ピークと異なる第２ピークを示す時点までまたは前記補助電流値が前記第１ボトムと異なる第２ボトムを示す時点までの第２時間範囲からなり、
前記特定主積算値は、前記第１時間範囲の前記主積算値である第１主積算値、および前記第２時間範囲の前記主積算値である第２主積算値からなり、
前記特定補助積算値は、前記第１時間範囲の前記補助積算値である第１補助積算値、および前記第２時間範囲の前記補助積算値である第２補助積算値からなる請求項１または２に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
前記特定主積算値は、前記第１時間範囲の前記主積算値である第１主積算値、および前記第２時間範囲の前記主積算値である第２主積算値からなり、
前記特定補助積算値は、前記第１時間範囲の前記補助積算値である第１補助積算値、および前記第２時間範囲の前記補助積算値である第２補助積算値からなる請求項１または２に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
【請求項4】
前記主電池状態推定部は、
前記特定主積算値および前記特定補助積算値から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量を算出する最新主電池容量演算部と、
前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める主電池ＳＯＣ演算部と、
前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める主電池ＳＯＨ演算部と、を備える請求項１または２に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
前記特定主積算値および前記特定補助積算値から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量を算出する最新主電池容量演算部と、
前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める主電池ＳＯＣ演算部と、
前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める主電池ＳＯＨ演算部と、を備える請求項１または２に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
【請求項5】
前記主電池ＳＯＣ演算部は、前記最新主電池容量演算部が前記最新主電池容量を算出してから、前記複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された前記特定主積算値および前記特定補助積算値から前記最新主電池容量演算部が新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、前記主積算値を前記最新主電池容量で除算して算出した主ＤＯＤを１００％から減算して前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める請求項４に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
【請求項6】
前記主電池ＳＯＨ演算部は、前記最新主電池容量を、あらかじめ記憶した前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の初期主電池容量で除算して前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める請求項４に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置。
【請求項7】
ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して補助電池を互いに並列接続して複合電池を構成する第１工程と、
前記複合電池の放電時に前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値と前記補助電池を流れる電流の補助電流値とをそれぞれ連続的に測定する第２工程と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記主電流値および前記補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する第３工程と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは前記補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の前記主積算値である特定主積算値、および前記特定時間範囲の前記補助積算値である特定補助積算値をＣＰＵがそれぞれ算出する第４工程と、
前記特定主積算値および前記特定補助積算値に基づいて、前記ＣＰＵが前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定工程と、を含み、
前記補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または前記放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法。
前記複合電池の放電時に前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値と前記補助電池を流れる電流の補助電流値とをそれぞれ連続的に測定する第２工程と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する前記主電流値および前記補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する第３工程と、
前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から前記補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは前記補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の前記主積算値である特定主積算値、および前記特定時間範囲の前記補助積算値である特定補助積算値をＣＰＵがそれぞれ算出する第４工程と、
前記特定主積算値および前記特定補助積算値に基づいて、前記ＣＰＵが前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定工程と、を含み、
前記補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または前記放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法。
【請求項8】
前記主電池状態推定工程は、
前記ＣＰＵが前記特定主積算値および前記特定補助積算値から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量を算出する第５工程と、
前記ＣＰＵが前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める第６工程と、
前記ＣＰＵが前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める第７工程と、を含む請求項７に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法。
前記ＣＰＵが前記特定主積算値および前記特定補助積算値から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量を算出する第５工程と、
前記ＣＰＵが前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める第６工程と、
前記ＣＰＵが前記最新主電池容量から前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める第７工程と、を含む請求項７に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法。
【請求項9】
前記第６工程は、前記ＣＰＵが前記第５工程において前記最新主電池容量を算出してから、前記複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された前記特定主積算値および前記特定補助積算値から前記ＣＰＵが前記第５工程において新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、前記ＣＰＵが前記主積算値を前記最新主電池容量で除算して算出した主ＤＯＤを１００％から減算して前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める請求項８に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法。
【請求項10】
前記第７工程は、前記ＣＰＵが前記最新主電池容量を、あらかじめ記憶した前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の初期主電池容量で除算して前記ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める請求項８または９に記載のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定を行うＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置およびＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法に関し、特に、ＳＯＣ推定およびＳＯＨ推定を行うＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置およびＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、フラットなＯＣＶ－ＳＯＣ特性を有する二次電池のＳＯＣを推定する時に、この二次電池と種類が異なる補助二次電池を並列に接続してその補助二次電池の端子電圧に基づいて推定する方法が開示されている。例えば、特許文献１には、フラットなＯＣＶ－ＳＯＣ特性を有する二次電池としてニッケル水素電池が例示され、補助二次電池としてリチウムイオン二次電池が例示されている。一方、二次電池のＳＯＣを推定する時に、端子電圧以外の指標に基づいて推定する方法が開示されている。例えば、特許文献２には、Ｑ－ｄＱ／ｄＶ曲線に基づいて推定する方法が開示され、特許文献３には、Ｑ－ｄＶ／ｄＱ曲線に基づいて推定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－１９０７２８
【特許文献2】ＷＯ２０２１／１９１９９３
【特許文献3】特開２００９－２５２３８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の方法では、フラットなＯＣＶ－ＳＯＣ特性を有する二次電池の容量に対して補助二次電池の容量を小さくすればするほどＳＯＣの推定精度が悪化し、その容量比率が１／１０以下では推定精度が悪すぎて使用できないという問題があった。また、特許文献２の方法では、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣが９０～７０％付近および６０～４０％付近、すなわちＤＯＤが１０～３０％付近および４０～６０％付近でｄＱ／ｄＶの値が無限大になり、ｄＱ／ｄＶの値からＳＯＣを推定できなくなるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣの推定に使用できないという問題があった。
【0005】
さらに、特許文献３の方法では、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣおよびＤＯＤがそれぞれ上記付近でｄＶ／ｄＱの値がフラットになり、ｄＶ／ｄＱの値からＳＯＣを推定できなくなるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣの推定に使用できないという問題があった。これらの問題に加えて、特許文献１～３の方法では、ＳＯＨの推定について考慮されていないので、完全放電の状態から満充電の状態までに流れる充電電流の積算値または満充電の状態から完全放電の状態までに流れる放電電流の積算値を測定しない限りＳＯＨを算出できないという問題があった。
【0006】
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することが可能なＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置およびＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、使用中のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して比較的簡単に追加することが可能なＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、使用中のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して比較的簡単に追加することが可能なＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、まず、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＤＯＤ０～１００％に対して補助電流値の逆数が単調増加または単調減少するわけではないので、補助電流値の逆数だけからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣおよびＳＯＨを推定することは難しいものの、補助電池の容量が小さくても、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＤＯＤが１０～３０％付近および４０～６０％付近で、補助電池を流れる電流の補助電流値の逆数が第１ピークおよび第２ピークを示すこと、および第１ピークと第２ピークとの間の各二次電池の電流積算値からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量を算出できることを見出した。
【0008】
また、本発明者は、主積算値を最新主電池容量で除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＤＯＤを算出し、その値からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求めること、および最新主電池容量を初期主電池容量で除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求めることによって、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができることを見出し、本発明に至ったものである。
【0009】
即ち、本発明の第１実施形態は、第１態様としてＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続して複合電池を構成する補助電池と、複合電池の放電時にＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値を連続的に測定する主電流測定部と、複合電池の放電時に補助電池を流れる電流の補助電流値を連続的に測定する補助電流測定部と、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する主電流値および補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する電流値積算部と、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定するＣＰＵと、を有し、ＣＰＵは、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の主積算値である特定主積算値を算出する特定主積算値演算部と、特定時間範囲の補助積算値である特定補助積算値を算出する特定補助積算値演算部と、特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定部と、を備え、補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置を提供するものである。
【0010】
また、本発明の第１実施形態は、第２態様としてＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続して複合電池を構成する補助電池と、複合電池の放電時にＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値を連続的に測定する主電流測定部と、複合電池の放電時に補助電池を流れる電流の補助電流値を連続的に測定する補助電流測定部と、主電流値および補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してからそれぞれ記憶する電流値記憶部と、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定するＣＰＵと、を有し、ＣＰＵは、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する主電流値を積算して主積算値を算出するとともに、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の主積算値である特定主積算値を算出する主積算値演算部と、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する補助電流値を積算して補助積算値を算出するとともに、特定時間範囲の補助積算値である特定補助積算値を算出する補助積算値演算部と、特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定部と、を備え、補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置を提供するものである。
【0011】
ここで、上記においては、特定時間範囲は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から補助電流値の逆数が第１ピークを示す時点までまたは補助電流値が第１ボトムを示す時点までの第１時間範囲、およびＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から補助電流値の逆数が第１ピークと異なる第２ピークを示す時点までまたは補助電流値が第１ボトムと異なる第２ボトムを示す時点までの第２時間範囲からなり、特定主積算値は、第１時間範囲の主積算値である第１主積算値、および第２時間範囲の主積算値である第２主積算値からなり、特定補助積算値は、第１時間範囲の補助積算値である第１補助積算値、および第２時間範囲の補助積算値である第２補助積算値からなるのが好ましい。
【0012】
さらに、上記においては、主電池状態推定部は、特定主積算値および特定補助積算値からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量を算出する最新主電池容量演算部と、最新主電池容量からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める主電池ＳＯＣ演算部と、最新主電池容量からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める主電池ＳＯＨ演算部と、を備えるのが好ましい。
主電池ＳＯＣ演算部は、最新主電池容量演算部が最新主電池容量を算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値から最新主電池容量演算部が新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、主積算値を最新主電池容量で除算して算出した主ＤＯＤを１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求めるのが好ましい。
主電池ＳＯＨ演算部は、最新主電池容量を、あらかじめ記憶したＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の初期主電池容量で除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求めるのが好ましい。
主電池ＳＯＣ演算部は、最新主電池容量演算部が最新主電池容量を算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値から最新主電池容量演算部が新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、主積算値を最新主電池容量で除算して算出した主ＤＯＤを１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求めるのが好ましい。
主電池ＳＯＨ演算部は、最新主電池容量を、あらかじめ記憶したＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の初期主電池容量で除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求めるのが好ましい。
【0013】
また、本発明の第２実施形態は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して補助電池を互いに並列接続して複合電池を構成する第１工程と、複合電池の放電時にＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値と補助電池を流れる電流の補助電流値とをそれぞれ連続的に測定する第２工程と、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電に伴って満充電の時点から累積する主電流値および補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する第３工程と、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の主積算値である特定主積算値、および特定時間範囲の補助積算値である特定補助積算値をＣＰＵがそれぞれ算出する第４工程と、特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＣＰＵがＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態を推定する主電池状態推定工程と、を含み、補助電池は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性を持つ二次電池、または放電特性を持つコンデンサであるＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法を提供するものである。
【0014】
ここで、上記においては、主電池状態推定工程は、ＣＰＵが特定主積算値および特定補助積算値からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量を算出する第５工程と、ＣＰＵが最新主電池容量からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求める第６工程と、ＣＰＵが最新主電池容量からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求める第７工程と、を含むのが好ましい。
第６工程は、ＣＰＵが第５工程において最新主電池容量を算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値からＣＰＵが第５工程において新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、ＣＰＵが主積算値を最新主電池容量で除算して算出した主ＤＯＤを１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求めるのが好ましい。
第７工程は、ＣＰＵが最新主電池容量を、あらかじめ記憶したＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の初期主電池容量で除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求めるのが好ましい。
第６工程は、ＣＰＵが第５工程において最新主電池容量を算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値からＣＰＵが第５工程において新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、ＣＰＵが主積算値を最新主電池容量で除算して算出した主ＤＯＤを１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを求めるのが好ましい。
第７工程は、ＣＰＵが最新主電池容量を、あらかじめ記憶したＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の初期主電池容量で除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを求めるのが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置および本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法によれば、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができる。
また、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置によれば、上記効果に加え、使用中のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して比較的簡単に追加することができる。
また、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置によれば、上記効果に加え、使用中のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して比較的簡単に追加することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置の第１態様を示すブロック図である。
【図3(a)】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。
【図3(b)】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主積算値と補助電池を流れる電流の補助積算値との関係を示すグラフである。
【図4】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の差分容量比率とＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の補正容量比率との関係を示すグラフである。
【図5(a)】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の補正容量比率と第１主ＤＯＤの推測値との関係を示すグラフである。
【図5(b)】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の補正容量比率と第２主ＤＯＤの推測値との関係を示すグラフである。
【図6】本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置の第２態様を示すブロック図である。
【図7(a)】本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法を示すフローチャートである。
【図8】複合電池Ａ～Ｄを構成する補助電池のＤＯＤに対するＯＣＶを示すグラフである。
【図9(a)】複合電池Ａの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。
【図9(b)】複合電池Ａの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。
【図10(a)】複合電池Ｂの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。
【図10(b)】複合電池Ｂの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。
【図11(a)】複合電池Ｃの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。
【図11(b)】複合電池Ｃの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。
【図12(a)】複合電池Ｄの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。
【図12(b)】複合電池Ｄの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。
【図13】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の充電電圧および補助電池のＱ－ｄＱ／ｄＶ曲線を示すグラフである。
【図14】ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の充電電圧および補助電池のＱ－ｄＶ／ｄＱ曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に、本発明を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。まず、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置の第１態様を示すブロック図であり、図２は、図１の管理装置を構成する補助電池のＤＯＤに対するＯＣＶを示すグラフである。
【0018】
本発明のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置１０は、補助電池１２と主電流測定部１４と補助電流測定部１６と電流値積算部１８とＣＰＵ２０とを有する。補助電池１２は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２（以下、主電池ともいう）に対して並列接続して複合電池を構成する。主電流測定部１４は、複合電池の放電時にＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２を流れる電流の主電流値を連続的に測定する。補助電流測定部１６は、複合電池の放電時に補助電池１２を流れる電流の補助電流値を連続的に測定する。電流値積算部１８は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電に伴って満充電の時点から累積する主電流値および補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する。ＣＰＵ２０は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の状態を推定する。
【0019】
ここで、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池とは、正極材料としてＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４などの内のいずれか１つのオリビン型リチウム金属リン酸化合物を使用し、負極材料としてグラファイトなどの黒鉛系炭素材料を使用したリチウムイオン二次電池である。また、主電流測定部１４は、例えば、主電流検出用のシャント抵抗であり、補助電流測定部１６は、例えば、補助電流検出用のシャント抵抗であり、電流値積算部１８は、例えば、クーロンカウンタである。補助電池１２は、放電に伴ってＤＯＤが０％から１００％まで変化した時に放電電圧が単調減少する特性を持ち、放電電圧がフラットになる領域を持たない二次電池である。これに対して、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２は、放電に伴ってＤＯＤが０％から１００％まで変化した時に放電電圧がフラットになる領域を持つ二次電池である。
【0020】
ＣＰＵ２０は、特定主積算値演算部２４と特定補助積算値演算部２６と主電池状態推定部２８と記憶部３０とを備える。特定主積算値演算部２４は、特定時間範囲の主積算値である特定主積算値を算出する。特定補助積算値演算部２６は、特定時間範囲の補助積算値である特定補助積算値を算出する。特定時間範囲は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点まで、またはＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値がボトムを示す時点までの時間範囲である。主電池状態推定部２８は、特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の状態を推定する。
【0021】
ここで、ピーク（極大ともいう）とは、ＸＹ平面上で逆Ｖ字状の頂点に対応するＸ軸の値とその付近のＸ軸の値とからなる局所的なＸ軸の範囲においてＹ軸の値が最も大きい状態を意味する。これに対して、ボトム（極小ともいう）とは、ＸＹ平面上でＶ字状の頂点に対応するＸ軸の値とその付近のＸ軸の値とからなる局所的なＸ軸の範囲においてＹ軸の値が最も小さい状態を意味する。
【0022】
補助電池１２は、所定の放電特性を持つ二次電池またはコンデンサであり、その所定の放電特性は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性である。
ここで、ＯＣＶ（Open circuit voltage、開回路電圧、開放電圧ともいう）とは、電池に電流を流していない状態における端子間電圧である。また、ＤＯＤ（Depth Of Discharge、放電深度ともいう）とは、放電状態を表す指標であり、電池が満充電された状態から放電した電気量の満充電容量に対する比率であり、満充電状態では０％、完全放電状態では１００％になる。
ここで、ＯＣＶ（Open circuit voltage、開回路電圧、開放電圧ともいう）とは、電池に電流を流していない状態における端子間電圧である。また、ＤＯＤ（Depth Of Discharge、放電深度ともいう）とは、放電状態を表す指標であり、電池が満充電された状態から放電した電気量の満充電容量に対する比率であり、満充電状態では０％、完全放電状態では１００％になる。
【0023】
そのような条件に該当する補助電池１２は、例えば、ナトリウムイオン二次電池、コンデンサ、ＮＣＭ系リチウムイオン二次電池、ＮＣＡ系リチウムイオン二次電池および正極にリチウム金属酸化物またはオリビン型リチウム金属リン酸化合物を使用し、負極にハードカーボンを使用したリチウムイオン二次電池からなる群から選択される少なくとも１種の二次電池である。
【0024】
ここで、ナトリウムイオン二次電池とは、正極材料としてナトリウム金属酸化物を使用し、負極材料としてグラファイトなどの黒鉛系炭素材料を使用した二次電池である。コンデンサ（キャパシタともいう）とは、誘電体を２個の金属板で挟み込んだ構造を持ち、電気を蓄えたり放出したりする電子部品である。ＮＣＭ系リチウムイオン二次電池とは、正極材料として三元系、すなわちＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ２などの内のいずれか１つのリチウム金属酸化物を使用し、負極材料としてグラファイトなどの黒鉛系炭素材料を使用した二次電池である。ＮＣＡ系リチウムイオン二次電池とは、正極材料としてＬｉＮｉＣｏＡｌＭＯ２（ここで、Ｍは、Ｎａ、Ｓｒ、Ｂａの内の少なくとも１つである）を使用し、負極材料としてグラファイトなどの黒鉛系炭素材料を使用した二次電池である。
【0025】
また、リチウム金属酸化物とは、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ２およびＬｉＮｉＣｏＡｌＭＯ２（ここで、Ｍは、Ｎａ、Ｓｒ、Ｂａの内の少なくとも１つである）の内のいずれか１つである。オリビン型リチウム金属リン酸化合物とは、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４などの内のいずれか１つである。ハードカーボンとは、３０００℃の高温でも熱処理によってグラファイトに変化しない固体状の炭素であり、炭素質の前駆体を嫌気条件で約１０００℃に加熱することで製造される。
【0026】
すなわち、まず、主電流測定部１４と補助電流測定部１６と電流値積算部１８が、互いに並列接続した一方のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２を流れる放電電流の主電流値の測定とその主電流値を満充電の時点から積算した主積算値の算出、ならびに他方の補助電池１２を流れる放電電流の補助電流値の測定とその補助電流値を満充電の時点から積算した補助積算値の算出をそれぞれ実行する。次に、特定時間範囲の始点として、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点を設定し、特定時間範囲の終点として、補助電流値の逆数がピークを示す時点または補助電流値がボトムを示す時点を設定し、特定主積算値演算部２４および特定補助積算値演算部２６が、その特定時間範囲の主積算値である特定主積算値およびその特定時間範囲の補助積算値である特定補助積算値をそれぞれ算出し、主電池状態推定部２８が、特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の状態を推定する。また、補助電池１２の放電特性は、３．０～３．５Ｖの範囲におけるＯＣＶの低下割合が１．０％のＤＯＤ増加に対して最低でも０．０１０Ｖ以上である。
【0027】
このような構成とすることで、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、容量が小さい補助電池をＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続しても、放電に伴って主積算値が増加した時に補助電流値およびその逆数が大きく変化するため特定主積算値および特定補助積算値を高精度に算出することができ、しかも、特定主積算値が算出される時点までＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を放電させるだけでその状態を推定することができるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定すること、および使用中のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して比較的簡単に追加することができる。
【0028】
次に、特定時間範囲、特定主積算値および特定補助積算値について説明する。図３（ａ）は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフであり、図３（ｂ）は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主積算値と補助電池を流れる電流の補助積算値との関係を示すグラフである。
【0029】
特定時間範囲は、第１時間範囲および第２時間範囲からなるのが好ましい。その場合には、第１時間範囲は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数が第１ピークを示す時点までまたは補助電流値が第１ボトムを示す時点までの時間範囲であり、第２時間範囲は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数が第１ピークと異なる第２ピークを示す時点までまたは補助電流値が第１ボトムと異なる第２ボトムを示す時点までの時間範囲である。また、特定主積算値は、第１時間範囲の主積算値である第１主積算値Ａｐ１、および第２時間範囲の主積算値である第２主積算値Ａｐ２からなる。さらに、特定補助積算値は、第１時間範囲の補助積算値である第１補助積算値Ａｓ１、および第２時間範囲の補助積算値である第２補助積算値Ａｓ２からなる。
【0030】
図３（ａ）は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主積算値を横軸とし、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電電圧を縦軸とした曲線Ａ、および補助電流値の逆数を縦軸とした曲線Ｂを示す。主積算値は、主電流測定部１４が測定した主電流値を電流値積算部１８が満充電の時点から積算したものである。ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電に伴って主積算値が増加すると、曲線Ｂに１番目のピーク（以下、第１ピークという）および２番目のピーク（以下、第２ピークという）が生じる。
【0031】
ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までの特定主積算値を算出する手順として、第１ピークとその付近、例えば第１ピークの縦軸の値に対して９０～１００％の時に第１ピークの横軸の値を中央に挟んだ横軸Ｘの範囲を設定し、その範囲で曲線Ｂを近似した二次多項式：Ａ１Ｘ２＋Ｂ１Ｘ＋Ｃ１を求め、その二次多項式の係数から二次多項式がピークになる横軸の値：－Ｂ１／２Ａ１、すなわち第１主積算値Ａｐ１を求める。
【0032】
同様にして、第２ピークとその付近、例えば第２ピークの縦軸の値に対して９０～１００％の時に第２ピークの横軸の値を中央に挟んだ横軸Ｘの範囲で曲線Ｂを近似した二次多項式：Ａ２Ｘ２＋Ｂ２Ｘ＋Ｃ２を求め、その二次多項式がピークになる横軸の値：－Ｂ２／２Ａ２、すなわち第２主積算値Ａｐ２を求める。この場合、過去に求めた第１ピークの横軸の値および第２ピークの横軸の値がある場合には、それらの横軸の値に対して例えば±５％の範囲で曲線Ｂを近似した二次多項式を求めても良い。
【0033】
図３（ｂ）は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主積算値を横軸とし、補助電池を流れる電流の補助積算値を縦軸とした両者の関係を示す。補助積算値は、補助電流測定部１６が測定した補助電流値を電流値積算部１８が満充電の時点から積算したものである。ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までの特定補助積算値を算出する手順として、第１ピークの横軸の値Ａｐ１に対応する縦軸の値Ａｓ１、および第２ピークの横軸の値Ａｐ２に対応する縦軸の値Ａｓ２を求める。
【0034】
次に、特定主積算値を算出する別の手順について説明する。図３（ｃ）は、図３（ａ）の補助電流値の逆数の代わりに補助電流値を示すグラフである。
図３（ｃ）の曲線Ｃは、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２を流れる電流の主積算値に対する補助電流値を示す。ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電に伴って主積算値が増加すると、曲線Ｃに１番目のボトム（以下、第１ボトムという）および２番目のボトム（以下、第２ボトムという）が生じる。次に、第１ピークの時のように、第１ボトムとその付近で曲線Ｃを近似した二次多項式を求め、その二次多項式の係数から第１主積算値Ａｐ１を求める。次に、第２ピークの時のように、第２ボトムとその付近で曲線Ｃを近似した二次多項式を求め、その二次多項式の係数から第２主積算値Ａｐ２を求める。
図３（ｃ）の曲線Ｃは、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２を流れる電流の主積算値に対する補助電流値を示す。ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電に伴って主積算値が増加すると、曲線Ｃに１番目のボトム（以下、第１ボトムという）および２番目のボトム（以下、第２ボトムという）が生じる。次に、第１ピークの時のように、第１ボトムとその付近で曲線Ｃを近似した二次多項式を求め、その二次多項式の係数から第１主積算値Ａｐ１を求める。次に、第２ピークの時のように、第２ボトムとその付近で曲線Ｃを近似した二次多項式を求め、その二次多項式の係数から第２主積算値Ａｐ２を求める。
【0035】
ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の状態を推定する時に、第１の方法および第２の方法が可能になる。なお、以下の説明において第１ピーク、第２ピークおよび補助電流値の逆数を、第１ボトム、第２ボトムおよび補助電流値にそれぞれ読み替えても意味は同じである。第１の方法は、第１ピークおよび第２ピークの両方のピークに関する特定主積算値および特定補助積算値を各測定値から算出する方法であり、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から放電電圧が急速に低下して完全放電する時点までの電流値を積算して得た主電池容量に対して主積算値が約１３～２０％の時に補助電流値の逆数が第１ピークを示し、主積算値が約４２～５６％の時に補助電流値の逆数が第２ピークを示すため、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２を約５６％まで放電させるだけでその状態を推定することができる。第２の方法は、第１ピークに関する特定主積算値および特定補助積算値のみを各測定値から算出し、第２ピークに関する特定主積算値および特定補助積算値をあらかじめ記憶するまたは第１ピークに関する各測定値から推定する方法であり、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の主電池容量に対して主積算値が約１３～２０％の時に補助電流値の逆数が第１ピークを示すため、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２を約２０％まで放電させるだけでその状態を推定することができる。
【0036】
このような構成とすることで、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を最大でも約５６％まで放電させるだけで特定主積算値および特定補助積算値を高精度に算出することができるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができる。
【0037】
次に、主電池状態推定部２８について説明する。
主電池状態推定部２８は、最新主電池容量演算部２８ａと主電池ＳＯＣ演算部２８ｂと主電池ＳＯＨ演算部２８ｃとを備えるのが好ましい。その場合には、最新主電池容量演算部２８ａは、特定主積算値（第１主積算値Ａｐ１、第２主積算値Ａｐ２）および特定補助積算値（第１補助積算値Ａｓ１、第２補助積算値Ａｓ２）からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の最新主電池容量Ｃｐを算出する。主電池ＳＯＣ演算部２８ｂは、最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求める。主電池ＳＯＨ演算部２８ｃは、最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求める。
主電池状態推定部２８は、最新主電池容量演算部２８ａと主電池ＳＯＣ演算部２８ｂと主電池ＳＯＨ演算部２８ｃとを備えるのが好ましい。その場合には、最新主電池容量演算部２８ａは、特定主積算値（第１主積算値Ａｐ１、第２主積算値Ａｐ２）および特定補助積算値（第１補助積算値Ａｓ１、第２補助積算値Ａｓ２）からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の最新主電池容量Ｃｐを算出する。主電池ＳＯＣ演算部２８ｂは、最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求める。主電池ＳＯＨ演算部２８ｃは、最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求める。
【0038】
ここで、ＳＯＣ（States Of Charge、充電率ともいう）とは、充電状態を表す指標であり、電池が満充電された状態から放電した電気量を除いた残容量の満充電容量に対する比率であり、満充電状態では１００％、完全放電状態では０％になる。また、ＳＯＨ（State Of Health、劣化率ともいう）とは、初期の満充電容量に対する劣化時の満充電容量の比率である。
【0039】
次に、最新主電池容量演算部２８ａについて説明する。図４は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の差分容量比率とＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の補正容量比率との関係を示すグラフであり、図５（ａ）は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の補正容量比率と第１主ＤＯＤの推測値との関係を示すグラフであり、図５（ｂ）は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の補正容量比率と第２主ＤＯＤの推測値との関係を示すグラフである。
【0040】
まず、最新主電池容量演算部２８ａは、特定主積算値演算部２４が算出した第１主積算値Ａｐ１と第２主積算値Ａｐ２との差として差分主積算値Ａｐを算出する。次に、最新主電池容量演算部２８ａは、特定補助積算値演算部２６が算出した第１補助積算値Ａｓ１と第２補助積算値Ａｓ２との差として差分補助積算値Ａｓを算出する。次に、最新主電池容量演算部２８ａは、差分主積算値Ａｐと差分補助積算値Ａｓとの合計で差分主積算値Ａｐを除算して差分容量比率Ｒｄを算出する。次に、最新主電池容量演算部２８ａは、図４に示すように、記憶部３０があらかじめ記憶した表または式を使用して、差分容量比率ＲｄからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の補正容量比率Ｒｕを求める。その表または式は、差分容量比率Ｒｄと補正容量比率Ｒｕとの関係を示すものであり、補助電池の種類によって異なる。なお、図４は、補助電池が、正極にＮａＦｅ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２を使用し、負極にハードカーボンを使用したナトリウムイオン二次電池の場合の一例として示すものであり、これに限定されるものではない。
【0041】
次に、最新主電池容量演算部２８ａは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、記憶部３０があらかじめ記憶した表または式を使用して、補正容量比率Ｒｕから第１主ＤＯＤの推測値Ｄｐ１および第２主ＤＯＤの推測値Ｄｐ２を求める。その表または式は、補正容量比率Ｒｕと第１主ＤＯＤの推測値Ｄｐ１との関係、および補正容量比率Ｒｕと第２主ＤＯＤの推測値Ｄｐ２との関係を示すものであり、補助電池の種類によって異なる。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）は、補助電池が、正極にＮａＦｅ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２を使用し、負極にハードカーボンを使用したナトリウムイオン二次電池の場合の一例として示すものであり、これに限定されるものではない。次に、最新主電池容量演算部２８ａは、第１主ＤＯＤの推測値Ｄｐ１と第２主ＤＯＤの推測値Ｄｐ２との差として差分主ＤＯＤ：Ｄｐを算出する。次に、最新主電池容量演算部２８ａは、差分主積算値Ａｐを差分主ＤＯＤ：Ｄｐで除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の最新主電池容量Ｃｐを算出する。それらの数式を以下に示す。なお、以下の数４～６は、補助電池が、正極にＮａＦｅ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２を使用し、負極にハードカーボンを使用したナトリウムイオン二次電池の場合の一例として示すものであり、これに限定されるものではない。
【0042】
［数１］ Ａｐ（Ａｈ）＝Ａｐ２－Ａｐ１
［数２］ Ａｓ（Ａｈ）＝Ａｓ２－Ａｓ１
［数３］ Ｒｄ（％）＝Ａｐ／（Ａｐ＋Ａｓ）
［数４］ Ｒｕ（％）＝（Ｒｄ－０．９２１８）／０．０７８４
［数５］ Ｄｐ１（％）＝Ｒｕ×０．３３７７８－０．１５１３９
［数６］ Ｄｐ２（％）＝Ｒｕ×０．６５６１５－０．１２３４３
［数７］ Ｄｐ（％）＝Ｄｐ２－Ｄｐ１
［数８］ Ｃｐ（Ａｈ）＝Ａｐ／Ｄｐ
［数２］ Ａｓ（Ａｈ）＝Ａｓ２－Ａｓ１
［数３］ Ｒｄ（％）＝Ａｐ／（Ａｐ＋Ａｓ）
［数４］ Ｒｕ（％）＝（Ｒｄ－０．９２１８）／０．０７８４
［数５］ Ｄｐ１（％）＝Ｒｕ×０．３３７７８－０．１５１３９
［数６］ Ｄｐ２（％）＝Ｒｕ×０．６５６１５－０．１２３４３
［数７］ Ｄｐ（％）＝Ｄｐ２－Ｄｐ１
［数８］ Ｃｐ（Ａｈ）＝Ａｐ／Ｄｐ
【0043】
このような構成とすることで、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、特定主積算値の高精度な差分および特定補助積算値の高精度な差分から最新主電池容量を算出し、その最新主電池容量からＳＯＣおよびＳＯＨを求めるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣおよびＳＯＨを高精度に推定することができる。
【0044】
次に、主電池ＳＯＣ演算部２８ｂについて説明する。
主電池ＳＯＣ演算部２８ｂは、最新主電池容量演算部２８ａが最新主電池容量Ｃｐを算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値から最新主電池容量演算部２８ａが新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、主積算値Ａｐ０を最新主電池容量Ｃｐで除算して主ＤＯＤ：Ｄｐ０を算出し、主ＤＯＤ：Ｄｐ０を１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求めるのが好ましい。それらの数式を以下に示す。
主電池ＳＯＣ演算部２８ｂは、最新主電池容量演算部２８ａが最新主電池容量Ｃｐを算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値から最新主電池容量演算部２８ａが新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、主積算値Ａｐ０を最新主電池容量Ｃｐで除算して主ＤＯＤ：Ｄｐ０を算出し、主ＤＯＤ：Ｄｐ０を１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求めるのが好ましい。それらの数式を以下に示す。
【0045】
［数９］ Ｄｐ０（％）＝Ａｐ０／Ｃｐ
［数１０］ ＳＯＣ（％）＝１－Ｄｐ０
［数１０］ ＳＯＣ（％）＝１－Ｄｐ０
【0046】
このような構成とすることで、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、初期主電池容量からではなく、劣化した状態の主電池容量からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを算出しているので、劣化した状態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを高精度に推定することができる。
【0047】
次に、主電池ＳＯＨ演算部２８ｃについて説明する。
記憶部３０は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉをあらかじめ記憶し、主電池ＳＯＨ演算部２８ｃは、最新主電池容量ＣｐをＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉで除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求めるのが好ましい。その数式を以下に示す。
記憶部３０は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉをあらかじめ記憶し、主電池ＳＯＨ演算部２８ｃは、最新主電池容量ＣｐをＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉで除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求めるのが好ましい。その数式を以下に示す。
【0048】
［数１１］ ＳＯＨ（％）＝Ｃｐ／Ｃｐｉ
【0049】
このような構成とすることで、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の高精度な最新主電池容量からＳＯＨを求めるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを高精度に推定することができる。
【0050】
次に、本発明の第１実施形態の別構成のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置について詳細に説明する。図６は、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置の第２態様を示すブロック図である。
【0051】
本発明のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置４０は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置１０に対して、電流値積算部１８と異なる電流値記憶部４２を有する点、特定主積算値演算部２４と異なる主積算値演算部４４を有する点、および特定補助積算値演算部２６と異なる補助積算値演算部４６を有する点以外は同一の構成を有するものであるので、同一の構成要素の説明を省略する。
【0052】
電流値記憶部４２は、主電流値および補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してからそれぞれ記憶する。主積算値演算部４４は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電に伴って満充電の時点から累積する主電流値を積算して主積算値を算出するとともに、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の主積算値である特定主積算値を算出する。補助積算値演算部４６は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電に伴って満充電の時点から累積する補助電流値を積算して補助積算値を算出するとともに、特定時間範囲の補助積算値である特定補助積算値を算出する。ここで、電流値記憶部４２は、例えば、データロガーである。
【0053】
このような構成とすることで、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置１０（第１態様）と同様に、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定すること、および使用中のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して比較的簡単に追加することができる。
本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、基本的に以上のように構成される。
本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、基本的に以上のように構成される。
【0054】
次に、本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法について詳細に説明する。図７（ａ）は、本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法を示すフローチャートである。
【0055】
本発明のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、第１～４工程と主電池状態推定工程とを含む。第１工程は、ステップＳ１０に示すように、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２に対して補助電池１２を互いに並列接続して複合電池を構成する。第２工程は、ステップＳ１２に示すように、複合電池の放電時にＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２を流れる電流の主電流値と補助電池１２を流れる電流の補助電流値とをそれぞれ連続的に測定する。第３工程は、ステップＳ１４に示すように、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の放電に伴って満充電の時点から累積する主電流値および補助電流値を互いに同じ測定タイミングで数値化してから積算して主積算値および補助積算値をそれぞれ算出する。
【0056】
第４工程は、ステップＳ１６に示すように、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２が満充電の時点から補助電流値の逆数がピークを示す時点までまたは補助電流値がボトムを示す時点までの特定時間範囲の主積算値である特定主積算値、および特定時間範囲の補助積算値である特定補助積算値をＣＰＵ２０がそれぞれ算出する。主電池状態推定工程は、特定主積算値および特定補助積算値に基づいて、ＣＰＵ２０がＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の状態を推定する。
【0057】
補助電池１２は、所定の放電特性を持つ二次電池またはコンデンサであり、その所定の放電特性は、ＯＣＶが３．０～３．５Ｖの範囲においてＤＯＤが１．０％増加した時にＯＣＶが最低でも０．０１０Ｖ以上の割合で低下する放電特性である。
【0058】
このような構成とすることで、本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置１０の構成における説明と同じように作用するので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができる。
【0059】
次に、主電池状態推定工程について説明する。
主電池状態推定工程は、第５～７工程を含むのが好ましい。その場合には、第５工程は、ステップＳ１８に示すように、ＣＰＵ２０が特定主積算値および特定補助積算値からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の最新主電池容量Ｃｐを算出する。第６工程は、ステップＳ２０に示すように、ＣＰＵ２０が最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求める。第７工程は、ステップＳ２２に示すように、ＣＰＵ２０が最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求める。
主電池状態推定工程は、第５～７工程を含むのが好ましい。その場合には、第５工程は、ステップＳ１８に示すように、ＣＰＵ２０が特定主積算値および特定補助積算値からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の最新主電池容量Ｃｐを算出する。第６工程は、ステップＳ２０に示すように、ＣＰＵ２０が最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求める。第７工程は、ステップＳ２２に示すように、ＣＰＵ２０が最新主電池容量ＣｐからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求める。
【0060】
次に、第５工程について説明する。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法のステップＳ１８を詳細に示すフローチャートである。
第５工程は、まず、ステップＳ１８ａに示すように、ステップＳ１６において算出した第１主積算値Ａｐ１と第２主積算値Ａｐ２との差としてＣＰＵ２０が差分主積算値Ａｐを算出する。次に、ステップＳ１８ｂに示すように、ステップＳ１６において算出した第１補助積算値Ａｓ１と第２補助積算値Ａｓ２との差としてＣＰＵ２０が差分補助積算値Ａｓを算出する。次に、ステップＳ１８ｃに示すように、ＣＰＵ２０が差分主積算値Ａｐと差分補助積算値Ａｓとの合計で差分主積算値Ａｐを除算して差分容量比率Ｒｄを算出する。次に、ステップＳ１８ｄに示すように、記憶部３０があらかじめ記憶した表または式を使用して、ＣＰＵ２０が差分容量比率ＲｄからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の補正容量比率Ｒｕを求める。その表または式は、差分容量比率Ｒｄと補正容量比率Ｒｕとの関係を示すものであり、補助電池の種類によって異なる。
第５工程は、まず、ステップＳ１８ａに示すように、ステップＳ１６において算出した第１主積算値Ａｐ１と第２主積算値Ａｐ２との差としてＣＰＵ２０が差分主積算値Ａｐを算出する。次に、ステップＳ１８ｂに示すように、ステップＳ１６において算出した第１補助積算値Ａｓ１と第２補助積算値Ａｓ２との差としてＣＰＵ２０が差分補助積算値Ａｓを算出する。次に、ステップＳ１８ｃに示すように、ＣＰＵ２０が差分主積算値Ａｐと差分補助積算値Ａｓとの合計で差分主積算値Ａｐを除算して差分容量比率Ｒｄを算出する。次に、ステップＳ１８ｄに示すように、記憶部３０があらかじめ記憶した表または式を使用して、ＣＰＵ２０が差分容量比率ＲｄからＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の補正容量比率Ｒｕを求める。その表または式は、差分容量比率Ｒｄと補正容量比率Ｒｕとの関係を示すものであり、補助電池の種類によって異なる。
【0061】
次に、ステップＳ１８ｅに示すように、記憶部３０があらかじめ記憶した表または式を使用して、ＣＰＵ２０が補正容量比率Ｒｕから第１主ＤＯＤの推測値Ｄｐ１および第２主ＤＯＤの推測値Ｄｐ２を求める。その表または式は、補正容量比率Ｒｕと第１主ＤＯＤの推測値Ｄｐ１との関係、および補正容量比率Ｒｕと第２主ＤＯＤの推測値Ｄｐ２との関係を示すものであり、補助電池の種類によって異なる。次に、ステップＳ１８ｆに示すように、ＣＰＵ２０が第１主ＤＯＤの推測値Ｄｐ１と第２主ＤＯＤの推測値Ｄｐ２との差として差分主ＤＯＤ：Ｄｐを算出する。次に、ステップＳ１８ｇに示すように、ＣＰＵ２０が差分主積算値Ａｐを差分主ＤＯＤ：Ｄｐで除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の最新主電池容量Ｃｐを算出する。それらの数式は、上述の数１～８の通りである。
【0062】
このような構成とすることで、本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、特定主積算値の高精度な差分および特定補助積算値の高精度な差分から最新主電池容量を算出し、その最新主電池容量からＳＯＣおよびＳＯＨを求めるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣおよびＳＯＨを高精度に推定することができる。
【0063】
次に、第６工程について説明する。
第６工程は、ステップＳ２０に示すように、ＣＰＵ２０が第５工程において最新主電池容量Ｃｐを算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値からＣＰＵ２０が第５工程において新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、ＣＰＵ２０が主積算値Ａｐ０を最新主電池容量Ｃｐで除算して主ＤＯＤ：Ｄｐ０を算出し、主ＤＯＤ：Ｄｐ０を１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求めるのが好ましい。それらの数式は、上述の数９～１０の通りである。
第６工程は、ステップＳ２０に示すように、ＣＰＵ２０が第５工程において最新主電池容量Ｃｐを算出してから、複合電池の新たな充電および放電によって新たに算出された特定主積算値および特定補助積算値からＣＰＵ２０が第５工程において新たな最新主電池容量の値を算出するまでの間、ＣＰＵ２０が主積算値Ａｐ０を最新主電池容量Ｃｐで除算して主ＤＯＤ：Ｄｐ０を算出し、主ＤＯＤ：Ｄｐ０を１００％から減算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＣを求めるのが好ましい。それらの数式は、上述の数９～１０の通りである。
【0064】
このような構成とすることで、本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、初期主電池容量からではなく、劣化した状態の主電池容量からＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを算出しているので、劣化した状態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを高精度に推定することができる。
【0065】
次に、第７工程ついて説明する。
第７工程は、ステップＳ２２に示すように、記憶部３０がＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉをあらかじめ記憶し、ＣＰＵ２０が最新主電池容量ＣｐをＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉで除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求めるのが好ましい。その数式は、上述の数１１の通りである。
第７工程は、ステップＳ２２に示すように、記憶部３０がＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉをあらかじめ記憶し、ＣＰＵ２０が最新主電池容量ＣｐをＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２の初期主電池容量Ｃｐｉで除算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池２２のＳＯＨを求めるのが好ましい。その数式は、上述の数１１の通りである。
【0066】
このような構成とすることで、本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の高精度な最新主電池容量からＳＯＨを求めるので、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを高精度に推定することができる。
本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、基本的に以上のように構成される。
本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、基本的に以上のように構成される。
【実施例0067】
次に、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明についてより詳細に説明する。図８は、複合電池Ａ～Ｄを構成する補助電池のＤＯＤに対するＯＣＶを示すグラフである。
（工程１）まず、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池（ＨＵＡＸＩＮＧ製６Ａｈ）に対して補助電池として、正極にＮａＦｅ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２を使用し、負極にハードカーボンを使用したナトリウムイオン二次電池（Ｎａｔｒｉｕｍ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ製１Ａｈ）を並列接続して複合電池Ａを構成した。補助電池１２の放電特性は、３．０～３．５Ｖの範囲におけるＯＣＶの低下割合がほぼ一定であり、１．０％のＤＯＤ増加に対して約０．０１３Ｖであった。
（工程１）まず、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池（ＨＵＡＸＩＮＧ製６Ａｈ）に対して補助電池として、正極にＮａＦｅ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２を使用し、負極にハードカーボンを使用したナトリウムイオン二次電池（Ｎａｔｒｉｕｍ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ製１Ａｈ）を並列接続して複合電池Ａを構成した。補助電池１２の放電特性は、３．０～３．５Ｖの範囲におけるＯＣＶの低下割合がほぼ一定であり、１．０％のＤＯＤ増加に対して約０．０１３Ｖであった。
【0068】
（工程２）次に、２個のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池（ＨＵＡＸＩＮＧ製６Ａｈ）を並列接続し、さらに複合電池Ａと同じ補助電池を並列接続して複合電池Ｂを構成した。
（工程３）次に、４個のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池（ＨＵＡＸＩＮＧ製６Ａｈ）を並列接続し、さらに複合電池Ａと同じ補助電池を並列接続して複合電池Ｃを構成した。
（工程４）次に、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池（ＨＩＧＥＥ製１２０Ａｈ）に対して複合電池Ａと同じ補助電池を並列接続して複合電池Ｄを構成した。
（工程３）次に、４個のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池（ＨＵＡＸＩＮＧ製６Ａｈ）を並列接続し、さらに複合電池Ａと同じ補助電池を並列接続して複合電池Ｃを構成した。
（工程４）次に、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池（ＨＩＧＥＥ製１２０Ａｈ）に対して複合電池Ａと同じ補助電池を並列接続して複合電池Ｄを構成した。
【0069】
＜ＳＯＨの推定＞
（手順１）実施例１として、複合電池Ａに対して２つのシャント抵抗を使用してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値と補助電池を流れる電流の補助電流値とをそれぞれ連続的に測定し、データロガーＧＬ２４０（グラフテック製）を使用して主電流値と補助電流値とを互いに同じ測定タイミングで数値化してからそれぞれ記憶し、ＣＰＵがそれぞれ積算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から累積する主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ算出した。
（手順２）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図９（ａ）は、複合電池Ａの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、第１ピークとその付近で曲線Ｂを近似した二次多項式がピークになる横軸の値、すなわち第１主積算値Ａｐ１、および第２ピークとその付近で曲線Ｂを近似した二次多項式がピークになる横軸の値、すなわち第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
（手順１）実施例１として、複合電池Ａに対して２つのシャント抵抗を使用してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を流れる電流の主電流値と補助電池を流れる電流の補助電流値とをそれぞれ連続的に測定し、データロガーＧＬ２４０（グラフテック製）を使用して主電流値と補助電流値とを互いに同じ測定タイミングで数値化してからそれぞれ記憶し、ＣＰＵがそれぞれ積算してＬＦＰ系リチウムイオン二次電池が満充電の時点から累積する主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ算出した。
（手順２）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図９（ａ）は、複合電池Ａの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、第１ピークとその付近で曲線Ｂを近似した二次多項式がピークになる横軸の値、すなわち第１主積算値Ａｐ１、および第２ピークとその付近で曲線Ｂを近似した二次多項式がピークになる横軸の値、すなわち第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
【0070】
［数１２］ 二次多項式：－１９８．６１Ｘ２＋３３８．１４Ｘ－７３．９３７
［数１３］ Ａｐ１（Ａｈ）＝３３８．１４／（１９８．６１×２）＝０．８５１
［数１４］ 二次多項式：－６８．８１５Ｘ２＋３６９．１９Ｘ－３７９．２５
［数１５］ Ａｐ２（Ａｈ）＝３６９．１９／（６８．８１５×２）＝２．６８２
［数１３］ Ａｐ１（Ａｈ）＝３３８．１４／（１９８．６１×２）＝０．８５１
［数１４］ 二次多項式：－６８．８１５Ｘ２＋３６９．１９Ｘ－３７９．２５
［数１５］ Ａｐ２（Ａｈ）＝３６９．１９／（６８．８１５×２）＝２．６８２
【0071】
（手順３）次に、主積算値を横軸とし、補助積算値を縦軸としたグラフを作成した。図９（ｂ）は、複合電池Ａの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。次に、第１ピークの時点での第１補助積算値Ａｓ１：０．１６６Ａｈ、および第２ピークの時点での第２補助積算値Ａｓ２：０．１８７Ａｈを読み取った。
（手順４）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：１．８３１Ａｈ、Ａｓ：０．０２０Ａｈ、Ｒｄ：９８．９％、Ｒｕ：８５．７％、Ｄｐ１：１３．８％、Ｄｐ２：４３．９％、Ｄｐ：３０．１％、Ｃｐ：６．１Ａｈ、ＳＯＨ：９７．６％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値６Ａｈに対して４％を乗じた６．２４Ａｈとした。
（手順４）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：１．８３１Ａｈ、Ａｓ：０．０２０Ａｈ、Ｒｄ：９８．９％、Ｒｕ：８５．７％、Ｄｐ１：１３．８％、Ｄｐ２：４３．９％、Ｄｐ：３０．１％、Ｃｐ：６．１Ａｈ、ＳＯＨ：９７．６％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値６Ａｈに対して４％を乗じた６．２４Ａｈとした。
【0072】
【表1】
【0073】
（手順５）実施例２として、複合電池Ｂに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。
（手順６）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図１０（ａ）は、複合電池Ｂの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、手順２と同様に第１ピークの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ピークの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
（手順６）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図１０（ａ）は、複合電池Ｂの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、手順２と同様に第１ピークの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ピークの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
【0074】
［数１６］ 二次多項式：－４９．５５５Ｘ２＋１９６．０３Ｘ－９６．８１１
［数１７］ Ａｐ１（Ａｈ）＝１９６．０３／（４９．５５５×２）＝１．９７８
［数１８］ 二次多項式：－２１．６７９Ｘ２＋２５２．７１Ｘ－６２６．９１
［数１９］ Ａｐ２（Ａｈ）＝２５２．７１／（２１．６７９×２）＝５．８２８
［数１７］ Ａｐ１（Ａｈ）＝１９６．０３／（４９．５５５×２）＝１．９７８
［数１８］ 二次多項式：－２１．６７９Ｘ２＋２５２．７１Ｘ－６２６．９１
［数１９］ Ａｐ２（Ａｈ）＝２５２．７１／（２１．６７９×２）＝５．８２８
【0075】
（手順７）次に、主積算値を横軸とし、補助積算値を縦軸としたグラフを作成した。図１０（ｂ）は、複合電池Ｂの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。次に、第１ピークの時点での第１補助積算値Ａｓ１：０．１３４Ａｈ、および第２ピークの時点での第２補助積算値Ａｓ２：０．１５７Ａｈを読み取った。
（手順８）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：３．８５１Ａｈ、Ａｓ：０．０２３Ａｈ、Ｒｄ：９９．４％、Ｒｕ：９２．３％、Ｄｐ１：１６．０％、Ｄｐ２：４８．２％、Ｄｐ：３２．２％、Ｃｐ：１２．０Ａｈ、ＳＯＨ：９５．９％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値１２Ａｈに対して４％を乗じた１２．４８Ａｈとした。
（手順８）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：３．８５１Ａｈ、Ａｓ：０．０２３Ａｈ、Ｒｄ：９９．４％、Ｒｕ：９２．３％、Ｄｐ１：１６．０％、Ｄｐ２：４８．２％、Ｄｐ：３２．２％、Ｃｐ：１２．０Ａｈ、ＳＯＨ：９５．９％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値１２Ａｈに対して４％を乗じた１２．４８Ａｈとした。
【0076】
（手順９）実施例３として、複合電池Ｃに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。
（手順１０）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図１１（ａ）は、複合電池Ｃの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、手順２と同様に第１ピークの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ピークの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
（手順１０）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図１１（ａ）は、複合電池Ｃの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、手順２と同様に第１ピークの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ピークの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
【0077】
［数２０］ 二次多項式：－１４．０５５Ｘ２＋１０６．３６Ｘ－１０７．３９
［数２１］ Ａｐ１（Ａｈ）＝１０６．３６／（１４．０５５×２）＝３．７８４
［数２２］ 二次多項式：－７．２３８６Ｘ２＋１６５．３５Ｘ－８１１．５５
［数２３］ Ａｐ２（Ａｈ）＝１６５．３５／（７．２３８６×２）＝１１．４２１
［数２１］ Ａｐ１（Ａｈ）＝１０６．３６／（１４．０５５×２）＝３．７８４
［数２２］ 二次多項式：－７．２３８６Ｘ２＋１６５．３５Ｘ－８１１．５５
［数２３］ Ａｐ２（Ａｈ）＝１６５．３５／（７．２３８６×２）＝１１．４２１
【0078】
（手順１１）次に、主積算値を横軸とし、補助積算値を縦軸としたグラフを作成した。図１１（ｂ）は、複合電池Ｃの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。次に、第１ピークの時点での第１補助積算値Ａｓ１：０．１３７Ａｈ、および第２ピークの時点での第２補助積算値Ａｓ２：０．１５８Ａｈを読み取った。
（手順１２）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：７．６３８Ａｈ、Ａｓ：０．０２２Ａｈ、Ｒｄ：９９．７％、Ｒｕ：９６．１％、Ｄｐ１：１７．３％、Ｄｐ２：５０．７％、Ｄｐ：３３．４％、Ｃｐ：２２．９Ａｈ、ＳＯＨ：９１．６％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値２４Ａｈに対して４％を乗じた２４．９６Ａｈとした。
（手順１２）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：７．６３８Ａｈ、Ａｓ：０．０２２Ａｈ、Ｒｄ：９９．７％、Ｒｕ：９６．１％、Ｄｐ１：１７．３％、Ｄｐ２：５０．７％、Ｄｐ：３３．４％、Ｃｐ：２２．９Ａｈ、ＳＯＨ：９１．６％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値２４Ａｈに対して４％を乗じた２４．９６Ａｈとした。
【0079】
（手順１３）実施例４として、複合電池Ｄに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。
（手順１４）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図１２（ａ）は、複合電池Ｄの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、手順２と同様に第１ピークの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ピークの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
（手順１４）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数を縦軸としたグラフを作成した。図１２（ａ）は、複合電池Ｄの主積算値に対するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の放電電圧および補助電流値の逆数を示すグラフである。次に、手順２と同様に第１ピークの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ピークの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
【0080】
［数２４］ 二次多項式：－０．４２９８Ｘ２＋１９．９８４Ｘ－９２．３９３
［数２５］ Ａｐ１（Ａｈ）＝１９．９８４／（０．４２９８×２）＝２３．２４８
［数２６］ 二次多項式：－０．２８８４Ｘ２＋３８．０２１Ｘ－１１２２
［数２７］ Ａｐ２（Ａｈ）＝３８．０２１／（０．２８８４×２）＝６５．９１７
［数２５］ Ａｐ１（Ａｈ）＝１９．９８４／（０．４２９８×２）＝２３．２４８
［数２６］ 二次多項式：－０．２８８４Ｘ２＋３８．０２１Ｘ－１１２２
［数２７］ Ａｐ２（Ａｈ）＝３８．０２１／（０．２８８４×２）＝６５．９１７
【0081】
（手順１５）次に、主積算値を横軸とし、補助積算値を縦軸としたグラフを作成した。図１２（ｂ）は、複合電池Ｄの主積算値と補助積算値との関係を示すグラフである。次に、第１ピークの時点での第１補助積算値Ａｓ１：０．０７９Ａｈ、および第２ピークの時点での第２補助積算値Ａｓ２：０．１０２Ａｈを読み取った。
（手順１６）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：４２．６６９Ａｈ、Ａｓ：０．０２３Ａｈ、Ｒｄ：９９．９％、Ｒｕ：９９．１％、Ｄｐ１：１８．３％、Ｄｐ２：５２．７％、Ｄｐ：３４．３％、Ｃｐ：１２４．３Ａｈ、ＳＯＨ：９９．６％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値１２０Ａｈに対して４％を乗じた１２４．８Ａｈとした。
（手順１６）次に、上述の数１～８および数１１に従って、Ａｐ：４２．６６９Ａｈ、Ａｓ：０．０２３Ａｈ、Ｒｄ：９９．９％、Ｒｕ：９９．１％、Ｄｐ１：１８．３％、Ｄｐ２：５２．７％、Ｄｐ：３４．３％、Ｃｐ：１２４．３Ａｈ、ＳＯＨ：９９．６％を算出した。測定結果および計算結果を表１に示す。なお、初期主電池容量Ｃｐｉは、測定値が存在しないので、仕様の値１２０Ａｈに対して４％を乗じた１２４．８Ａｈとした。
【0082】
（手順１７）実施例５として、複合電池Ｄに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。
（手順１８）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数ではなく補助電流値を縦軸としたグラフを作成した。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）の補助電流値の逆数の代わりに補助電流値を示すグラフである。次に、第１ボトムの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ボトムの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
（手順１８）次に、主積算値を横軸とし、補助電流値の逆数ではなく補助電流値を縦軸としたグラフを作成した。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）の補助電流値の逆数の代わりに補助電流値を示すグラフである。次に、第１ボトムの二次多項式と第１主積算値Ａｐ１、ならびに第２ボトムの二次多項式と第２主積算値Ａｐ２を求めた。それらの数式を以下に示す。
【0083】
［数２８］ 二次多項式：０．００００４５２３１Ｘ２－０．００２１２３１Ｘ＋０．０３１６００２０４６
［数２９］ Ａｐ１（Ａｈ）＝０．００２１２３１／（０．００００４５２３１×２）＝２３．４７０
［数３０］ 二次多項式：０．００００２９６３８Ｘ２－０．００３９２３１Ｘ＋０．１３７２０６０９４４
［数３１］ Ａｐ２（Ａｈ）＝０．００３９２３１／（０．００００２９６３８×２）＝６６．１８４
［数２９］ Ａｐ１（Ａｈ）＝０．００２１２３１／（０．００００４５２３１×２）＝２３．４７０
［数３０］ 二次多項式：０．００００２９６３８Ｘ２－０．００３９２３１Ｘ＋０．１３７２０６０９４４
［数３１］ Ａｐ２（Ａｈ）＝０．００３９２３１／（０．００００２９６３８×２）＝６６．１８４
【0084】
その結果、第１ピークから求めた第１主積算値Ａｐ１：２３．２４８Ａｈとの誤差は１％未満であり、第２ピークから求めた第２主積算値Ａｐ２：６５．９１７Ａｈとの誤差も１％未満であったので、次のグラフ作成から最後のＳＯＨ算出までの工程を省略した。
【0085】
（手順１９）
比較例１として、複合電池Ｄに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。次に、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを横軸とし、補助電流値のｄＱ／ｄＶを縦軸としたグラフを作成した。図１３は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の充電電圧および補助電池のＱ－ｄＱ／ｄＶ曲線を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸が約３０～８５％の範囲でｄＶが微小な値またはゼロになり、ｄＱ／ｄＶが計算エラーを生じたため作業を中止した。
比較例１として、複合電池Ｄに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。次に、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを横軸とし、補助電流値のｄＱ／ｄＶを縦軸としたグラフを作成した。図１３は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の充電電圧および補助電池のＱ－ｄＱ／ｄＶ曲線を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸が約３０～８５％の範囲でｄＶが微小な値またはゼロになり、ｄＱ／ｄＶが計算エラーを生じたため作業を中止した。
【0086】
（手順２０）
比較例２として、複合電池Ｄに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。次に、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを横軸とし、補助電流値のｄＶ／ｄＱを縦軸としたグラフを作成した。図１４は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の充電電圧および補助電池のＱ－ｄＶ／ｄＱ曲線を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸が約３０～８５％の範囲でｄＶ／ｄＱがわずかに変化するだけであり、二次電池のＳＯＣを推定する時に補助電池の端子電圧に基づいて推定する従来の方法と大差ないため作業を中止した。
比較例２として、複合電池Ｄに対して手順１と同様に主電流値の主積算値および補助電流値の補助積算値をそれぞれ測定した。次に、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＣを横軸とし、補助電流値のｄＶ／ｄＱを縦軸としたグラフを作成した。図１４は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の充電電圧および補助電池のＱ－ｄＶ／ｄＱ曲線を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸が約３０～８５％の範囲でｄＶ／ｄＱがわずかに変化するだけであり、二次電池のＳＯＣを推定する時に補助電池の端子電圧に基づいて推定する従来の方法と大差ないため作業を中止した。
【0087】
したがって、比較例１および２のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法では、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができなかった。これに対して、実施例１～５のリチウムイオン二次電池の状態推定方法では、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の最新主電池容量Ｃｐを高精度に算出すること、およびＬＦＰ系リチウムイオン二次電池のＳＯＨを高精度に推定することができた。
この結果から、実施例１～５のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法、およびその機能を有するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができるのは明らかである。
この結果から、実施例１～５のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法、およびその機能を有するＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができるのは明らかである。
【0088】
以上、本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置および本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法について実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記記載に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしても良いのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【0089】
本発明の第１実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置および本発明の第２実施形態のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の状態推定方法は、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して並列接続する補助電池の容量が小さくてもＬＦＰ系リチウムイオン二次電池を完全放電させずにその状態を高精度に推定することができるという効果に加え、ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置は、使用中のＬＦＰ系リチウムイオン二次電池に対して比較的簡単に追加することができるという効果もあるので、産業上有用である。
【符号の説明】
【0090】
１０、４０ ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池の管理装置
１２ 補助電池
１４ 主電流測定部
１６ 補助電流測定部
１８ 電流値積算部
２０ ＣＰＵ
２２ ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池
２４ 特定主積算値演算部
２６ 特定補助積算値演算部
２８ 主電池状態推定部
２８ａ 最新主電池容量演算部
２８ｂ 主電池ＳＯＣ演算部
２８ｃ 主電池ＳＯＨ演算部
３０ 記憶部
４２ 電流値記憶部
４４ 主積算値演算部
４６ 補助積算値演算部
１２ 補助電池
１４ 主電流測定部
１６ 補助電流測定部
１８ 電流値積算部
２０ ＣＰＵ
２２ ＬＦＰ系リチウムイオン二次電池
２４ 特定主積算値演算部
２６ 特定補助積算値演算部
２８ 主電池状態推定部
２８ａ 最新主電池容量演算部
２８ｂ 主電池ＳＯＣ演算部
２８ｃ 主電池ＳＯＨ演算部
３０ 記憶部
４２ 電流値記憶部
４４ 主積算値演算部
４６ 補助積算値演算部
【図1】
【図2】
【図3(a)】
【図3(b)】
【図3(c)】
【図4】
【図5(a)】
【図5(b)】
【図6】
【図7(a)】
【図7(b)】
【図8】
【図9(a)】
【図9(b)】
【図10(a)】
【図10(b)】
【図11(a)】
【図11(b)】
【図12(a)】
【図12(b)】
【図12(c)】
【図13】
【図14】
