特許 7668907 電池制御装置、電池制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-17

(45)【発行日】2025-04-25

(54)【発明の名称】電池制御装置、電池制御方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/3828 20190101AFI20250418BHJP

   G01R 31/374 20190101ALI20250418BHJP

   G01R 31/378 20190101ALI20250418BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20250418BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20250418BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20250418BHJP

【ＦＩ】

G01R31/3828

G01R31/374

G01R31/378

H01M10/48 P

H01M10/44 P

H02J7/00 Q

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023575092

(86)(22)【出願日】2022-11-24

(86)【国際出願番号】 JP2022043363

(87)【国際公開番号】W WO2023139921

(87)【国際公開日】2023-07-27

【審査請求日】2024-07-16

(31)【優先権主張番号】P 2022008150

(32)【優先日】2022-01-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尹 翔至

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３３３４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－９７４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１２７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４７０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２２３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－６９８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７００１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－２２８４３５５（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３８２８

Ｇ０１Ｒ ３１／３７４

Ｇ０１Ｒ ３１／３７８

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池の充電後に放電が行われたときの前記二次電池の開回路電圧を検出する電圧検出部と、
前記二次電池の充放電履歴に基づいて、メモリー効果による前記開回路電圧の低下量を推定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記充電による前記二次電池の充電量と、前記放電による前記二次電池の放電量と、の差分を算出し、前記差分が所定の閾値以下の場合は、前記二次電池の充放電回数に基づいて前記開回路電圧の低下量を推定する電池制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電池制御装置において、
前記制御部は、
前記差分が０以上かつ前記閾値以下の場合は、前記充放電回数に基づく基準電圧値と、前記閾値に対する前記差分の比と、に基づいて、前記開回路電圧の低下量を推定し、
前記差分が０未満の場合は、前記開回路電圧の低下量が前記基準電圧値であると推定する電池制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の電池制御装置において、
前記制御部は、前記差分が０以上かつ前記閾値以下の場合に、以下の式に基づいて前記開回路電圧の低下量を推定し、
ΔＯＣＶ＝ａ×｛１－（ｃ－ｄ）／ｔ｝
ただし、ΔＯＣＶは前記開回路電圧の低下量、ａは前記基準電圧値、ｃは前記充電量、ｄは前記放電量、ｔは前記閾値をそれぞれ表す電池制御装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載の電池制御装置において、
前記制御部は、
前記充放電回数が所定の基準回数以下の場合は、所定の係数に前記充放電回数を乗じた値を前記基準電圧値とし、
前記充放電回数が前記基準回数よりも大きい場合は、前記基準電圧値を一定とする電池制御装置。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記制御部は、前記差分が前記閾値よりも大きい場合は、前記開回路電圧の低下量が０であると推定する電池制御装置。

【請求項6】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記閾値は、１０～２０［Ａｈ］である電池制御装置。

【請求項7】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記制御部は、前記二次電池の電圧が所定の放電終止電圧となるまで前記二次電池が放電されると、前記充放電回数を０にリセットする電池制御装置。

【請求項8】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記二次電池は、正極に水酸化ニッケル、負極に亜鉛をそれぞれ用いた亜鉛二次電池である電池制御装置。

【請求項9】

二次電池の充放電履歴を記憶し、
前記二次電池の充電後に放電が行われたときの前記二次電池の開回路電圧を検出し、
前記充電による前記二次電池の充電量と、前記放電による前記二次電池の放電量と、の差分を算出し、
前記差分が所定の閾値以下の場合は、前記二次電池の充放電回数に基づいて、メモリー効果による前記開回路電圧の低下量を推定し、
推定した前記開回路電圧の低下量に基づいて、前記二次電池を制御する電池制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池を制御する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、安価で安全な二次電池として、ニッケル水素電池等が広く利用されている。また近年では、従来のリチウムイオン電池に替わる二次電池として、高エネルギー密度で高い安全性を有する亜鉛二次電池の開発も進められている。これらの二次電池では、リチウムイオン電池と比べてメモリー効果が大きく、そのため放電深度が０％よりも大きい状態で充放電を繰り返すと、メモリー効果によって電池電圧の低下が生じるという課題があることが知られている。

【0003】

メモリー効果の抑制に関して、例えば特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、ＮｉＯ_６八面体とＰＯ_４四面体で構成される結晶構造を有するＨ_２ＮｉＰ_２Ｏ_７を正極活物質に用いることで、メモリー効果の発生を抑制するようにしたニッケル水素電池が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】日本国特開２０１７－４１３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のニッケル水素電池では、メモリー効果の発生を抑制して電池電圧の低下を抑えることができるが、電池電圧の低下を完全に防ぐことができるわけではない。そのため、電池電圧から放電深度を正確に推定することが困難となり、二次電池の制御精度の低下を招くおそれがある。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みて、メモリー効果が発生した場合でも二次電池を高精度に制御可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による電池制御装置は、二次電池の充電後に放電が行われたときの前記二次電池の開回路電圧を検出する電圧検出部と、前記二次電池の充放電履歴に基づいて、メモリー効果による前記開回路電圧の低下量を推定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記充電による前記二次電池の充電量と、前記放電による前記二次電池の放電量と、の差分を算出し、前記差分が所定の閾値以下の場合は、前記二次電池の充放電回数に基づいて前記開回路電圧の低下量を推定する。
本発明による電池制御方法は、二次電池の充放電履歴を記憶し、前記二次電池の充電後に放電が行われたときの前記二次電池の開回路電圧を検出し、前記充電による前記二次電池の充電量と、前記放電による前記二次電池の放電量と、の差分を算出し、前記差分が所定の閾値以下の場合は、前記二次電池の充放電回数に基づいて、メモリー効果による前記開回路電圧の低下量を推定し、推定した前記開回路電圧の低下量に基づいて、前記二次電池を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、メモリー効果が発生した場合でも二次電池を高精度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る電池制御装置の概略構成図。

【図2】メモリー効果による電池電圧低下の概要を示す図。

【図3】本発明の一実施形態に係る電池制御装置の処理の流れを示すフローチャート。

【図4】ＯＣＶ算出処理の詳細を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本発明の一実施形態に係る電池制御装置の概略構成図である。図１に示す電池制御装置１は、電池２の制御を行うために、電池２と接続して用いられるものである。電池２は充放電可能な二次電池であり、例えば、正極に水酸化ニッケル、負極に亜鉛をそれぞれ用いた亜鉛二次電池や、ニッケル水素電池などを電池２として用いることができる。なお、電池２は単電池であってもよいし、複数の単電池を組み合わせた電池モジュールであってもよい。

【0011】

ここで、本実施形態では電池２として、メモリー効果を有する二次電池を用いた場合を説明する。メモリー効果とは、二次電池の放電深度が最大値と最小値の間の中間深度状態で充放電を繰り返す、いわゆる継ぎ足し充電を行ったときに、前回の放電終了時の電池電圧付近で放電中に電池電圧が急激に低下する現象のことである。こうしたメモリー効果は、正極にニッケルを用いた亜鉛二次電池やニッケル水素電池等の二次電池において、顕著に発生することが知られている。

【0012】

本実施形態の電池制御装置１は、電池２においてメモリー効果が発生した場合でも、以下で説明するような方法により、メモリー効果による電池電圧の低下量を推定し、その推定結果を用いて電池電圧を補正することにより、電池２を高精度に制御するようにしている。本実施形態の電池制御装置１は、図１に示すように、制御部１０、電圧検出部１１、電流検出部１２、電池温度検出部１３、および記憶部１４を備えて構成される。

【0013】

電圧検出部１１は、電池２の正極と負極の間の電圧を電池電圧として検出し、その検出結果を制御部１０へ出力する。電流検出部１２は、電池２に流れる充放電電流を検出し、その検出結果を制御部１０へ出力する。電池温度検出部１３は、電池２の表面温度または電池２付近の部材や空間の温度を電池温度として検出し、その検出結果を制御部１０へ出力する。

【0014】

制御部１０は、充放電量算出部１０１、ΔＯＣＶ推定部１０２および電池管理部１０３の各機能ブロックを有する。制御部１０は、例えばマイコンを用いて構成され、所定のプログラムを実行することにより、これらの機能ブロックを実現することができる。なお、マイコンの代わりに、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路を用いて制御部１０を構成してもよい。

【0015】

充放電量算出部１０１は、電流検出部１２から入力される充放電電流の検出結果に基づいて、電池２の充放電量を算出する。ΔＯＣＶ推定部１０２は、充放電量算出部１０１により算出された充放電量に基づいて、メモリー効果による電池２の開回路電圧（ＯＣＶ）の低下量を表すΔＯＣＶを推定する。なお、これらの処理の具体的な内容については後述する。

【0016】

電池管理部１０３は、電池２の制御と管理を行う部分であり、例えば、外部からの充放電指令に基づいて電池２の充放電制御を行うとともに、電池２の充電状態（ＳＯＣ）を求める。具体的には、電池管理部１０３は、ΔＯＣＶ推定部１０２により推定されたΔＯＣＶの値に基づいて、電池２が充放電状態でないときに電圧検出部１１から入力されるＯＣＶの検出結果を補正し、メモリー効果が発生していない場合の電池２本来のＯＣＶの値を求める。そして、補正後のＯＣＶの値と、電流検出部１２および電池温度検出部１３からそれぞれ入力される充放電電流および電池温度の検出結果とに基づいて、電池２の充電状態を０～１００％の値で表したＳＯＣを算出し、その算出結果を外部に通知する。さらにこのとき、算出したＳＯＣの値に基づいて、電池２の充放電制御を必要に応じて行ってもよい。例えば、ＳＯＣの値が０％に近づいたときには、充放電指令に関わらず電池２を強制的に充電させるようにする。これ以外にも、任意の方法で電池２の制御と管理を行うことができる。

【0017】

記憶部１４は、例えばＲＡＭやフラッシュメモリ等の記憶媒体を用いて構成されており、制御部１０の処理で用いられる各種情報を記憶する。例えば、充放電量算出部１０１により算出された電池２の充放電量や、ΔＯＣＶ推定部１０２により推定されたΔＯＣＶなどが記憶部１４に記憶される。制御部１０は、これらの情報を記憶部１４に読み書きすることで、前述の充放電量算出部１０１、ΔＯＣＶ推定部１０２および電池管理部１０３の各機能ブロックを実現することができる。

【0018】

次に、電池制御装置１におけるΔＯＣＶの推定方法について、図２を参照して説明する。図２は、メモリー効果による電池電圧低下の概要を示す図である。図２において、実線で示したグラフ２１は、メモリー効果が発生していない場合の電池２のＳＯＣと放電電圧の関係の一例を示している。また、破線で示したグラフ２２は、メモリー効果が発生した場合の電池２のＳＯＣと放電電圧の関係の一例を示している。これらのグラフ２１，２２において、横軸は電池２のＳＯＣの値［％］を表し、縦軸は電池２の放電電圧［Ｖ］を表している。

【0019】

図２では、前回の放電終了時における電池２のＳＯＣの値をＸで示している。電池２の放電中にＳＯＣの値がこのＸに近づくと、メモリー効果の影響によりΔＯＣＶが発生し、グラフ２１と比べてグラフ２２の放電電圧が次第に低下する。そして、ＳＯＣの値がＸよりも低くなると、ΔＯＣＶの値が一定値ａとなり、さらに放電が進んでＳＯＣの値が所定値Ｌよりも低くなると、放電電圧が放電終止電圧Ｖ_Ｌに向かって急激に低下することが分かる。

【0020】

ここで、メモリー効果の影響によりΔＯＣＶが発生し始めるＳＯＣの値をＸ＋αとすると、放電電圧の変化の様子から、グラフ２２をＳＯＣの値に応じて以下の４つの領域に区分することができる。
・領域Ｒ０（Ｘ＋α≦ＳＯＣ≦１００）
メモリー効果の影響がなく、ΔＯＣＶ＝０である領域
・領域Ｒ１（Ｘ≦ＳＯＣ≦Ｘ＋α）
メモリー効果の影響により、ΔＯＣＶの値が関数Ｆ（ｘ）に従って徐々に拡大する領域
・領域Ｒ２（Ｌ≦ＳＯＣ≦Ｘ）
放電電圧が略一定で、メモリー効果の影響によりΔＯＣＶの値が一定値ａとなる領域
・領域Ｒ３（０≦ＳＯＣ≦Ｌ）
ΔＯＣＶの値が一定値ａを保った状態で、放電電圧が放電終止電圧Ｖ_Ｌに向けて急激に低下する領域

【0021】

なお、上記の関数Ｆ（ｘ）およびａの値は、メモリー効果による結晶構造の変化を定量的に示した値である。これらの値は、電池２を中間深度状態で繰り返し充放電した回数に依存して変化する。また、領域Ｒ３において放電電圧が放電終止電圧Ｖ_Ｌになるときのグラフ２１とグラフ２２のＳＯＣの差分ｂは、電池２が取りうるＳＯＣの範囲に対して微小な値であるため、本実施形態では無視して考えることとする。

【0022】

本実施形態の電池制御装置１では、電池２のＳＯＣの値から、電池２の現在の充放電状態が上記の領域Ｒ０～Ｒ３のいずれに属するかを判定し、その判定結果に応じてΔＯＣＶの推定方法を切り替える。これにより、電池２の充放電状態が変化してもΔＯＣＶの値を正確に推定できるようにしている。

【0023】

なお、上記の説明では、電池２のＳＯＣの値に応じてΔＯＣＶの推定方法を切り替えることとしたが、電池２の残存容量を用いても同様の処理が可能である。その場合、前回の放電終了時における電池２の残存容量の値を、Ｘの代わりに使用するとともに、メモリー効果の影響によりΔＯＣＶが発生し始める残存容量の値を、Ｘ＋αの代わりに使用すればよい。

【0024】

図３は、本発明の一実施形態に係る電池制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。電池制御装置１は、制御部１０により、図３のフローチャートに示す処理を所定の処理周期ごとに実行することで、電池２の管理を行う。

【0025】

ステップＳ１０において、制御部１０は、電圧検出部１１と電流検出部１２から電池２の電圧値と電流値をそれぞれ取得する。

【0026】

ステップＳ２０において、制御部１０は、ステップＳ１０で取得した電流値に基づいて、電池２が充電中または放電中であるか否かを判定する。電流値が０でない場合は、電池２が充電中または放電中であると判定してステップＳ３０に進み、電流値が０である場合は、電池２が充電中、放電中のいずれでもないと判定してステップＳ１３０に進む。

【0027】

ステップＳ３０において、制御部１０は、充放電量算出部１０１により、前回の処理から今回の処理までの期間における電流積算値を算出する。ここでは、例えばステップＳ１０で取得した電流値に所定の処理周期を乗算することで、電流積算値を算出することができる。あるいは、１回の処理期間中に電流値を所定のサンプリング周期ごとに複数回取得し、各電流値にサンプリング周期をそれぞれ乗算して合計することで、電流積算値を算出してもよい。なお、このとき放電側と充電側とで電流積算値を区別できるように、例えば放電側では電流積算値の符号をマイナスとし、充電側では電流積算値の符号をプラスとすることが好ましい。

【0028】

ステップＳ４０において、制御部１０は、ステップＳ３０で算出した電流積算値に基づいて、電池２の残存容量を更新する。ここでは、前回の処理で求められた残存容量に対して、ステップＳ３０で算出した電流積算値を加算または減算する。これにより、前回の処理から今回の処理までの期間における電流積算値を反映して、電池２の残存容量を最新の値に更新する。

【0029】

ステップＳ５０において、制御部１０は、電池２の充放電状態が放電から充電に切り替えられたか否かを判定する。ここでは、例えば前回の処理で取得した電流値の符号と、今回の処理で取得した電流値の符号とを比較する。その結果、前回の電流値の符号が放電を表すマイナスであり、かつ今回の電流値の符号が充電を表すプラスである場合は、電池２の充放電状態が放電から充電に切り替えられたと判定し、ステップＳ６０に進む。なお、ここでいう放電から充電への切り替えとは、途中に充放電停止状態（電流値が０の状態）を経由して放電から充電に切り替えられた場合も含むものとする。一方、前回の電流値の符号がマイナスではないか、あるいは今回の電流値の符号がプラスではない場合は、電池２の充放電状態が放電から充電に切り替えられていないと判定し、ステップＳ９０に進む。

【0030】

ステップＳ６０において、制御部１０は、直前のステップＳ４０で更新された電池２の残存容量を、放電終了時の残存容量として記憶部１４に記憶する。なお、ここで記憶される放電終了時の残存容量は、後述するステップＳ１１０の処理において利用される。

【0031】

ステップＳ７０において、制御部１０は、電池２が放電終止電圧まで放電されたか否かを判定する。ここでは、例えば前回の処理においてステップＳ１０で取得した電圧値が、図２で説明した前述の放電終止電圧Ｖ_Ｌと一致しているか否かを判定し、一致していれば電池２が放電終止電圧まで放電されたと判定して、ステップＳ８０に進む。一方、一致していなければ電池２が放電終止電圧まで放電されていないと判定し、図３のフローチャートに示す処理を終了する。

【0032】

ステップＳ８０において、制御部１０は、電池２の充放電回数Ｎｃを初期値である０にリセットする。なお、電池２の充放電回数Ｎｃは記憶部１４に記憶されており、電池２の充放電状態が充電から放電に切り替えられるたびに１ずつカウントアップされる。ステップＳ８０で電池２の充放電回数Ｎｃを０にリセットしたら、制御部１０は図３のフローチャートに示す処理を終了する。

【0033】

ステップＳ９０において、制御部１０は、電池２の充放電状態が充電から放電に切り替えられたか否かを判定する。ここでは、前述のステップＳ５０と同様に、例えば前回の処理で取得した電流値の符号と、今回の処理で取得した電流値の符号とを比較する。その結果、前回の電流値の符号が充電を表すプラスであり、かつ今回の電流値の符号が放電を表すマイナスである場合は、電池２の充放電状態が充電から放電に切り替えられたと判定し、ステップＳ１００に進む。なお、ここでいう充電から放電への切り替えとは、途中に充放電停止状態（電流値が０の状態）を経由して充電から放電に切り替えられた場合も含むものとする。一方、前回の電流値の符号がプラスではないか、あるいは今回の電流値の符号がマイナスではない場合は、電池２の充放電状態が充電から放電に切り替えられていないと判定し、図３のフローチャートに示す処理を終了する。この場合、電池２は前回の処理から引き続いて充電または放電が行われていることになる。

【0034】

ステップＳ１００において、制御部１０は、直前のステップＳ４０で更新した電池２の残存容量を、充電終了時の残存容量として記憶部１４に記憶する。

【0035】

ステップＳ１１０において、制御部１０は、充放電量算出部１０１により、今回の充電による電池２の充電量ｃを算出する。ここでは、ステップＳ１００で記憶部１４に記憶された直近の充電終了時の残存容量と、ステップＳ６０で記憶部１４に記憶された直近の放電終了時の残存容量との差分を算出し、これを電池２の充電量ｃとする。そして、算出した充電量ｃを記憶部１４に記憶する。

【0036】

ステップＳ１２０において、制御部１０は、記憶部１４に記憶されている電池２の充放電回数Ｎｃを１つカウントアップする。これにより、電池２の充放電状態が充電から放電に切り替えられるたびに、電池２の充放電回数Ｎｃが１つずつカウントアップされるようにする。カウントアップ後の充放電回数Ｎｃを記憶部１４に記憶して充放電回数Ｎｃを更新したら、制御部１０は図３のフローチャートに示す処理を終了する。

【0037】

ステップＳ１３０において、制御部１０は、充放電量算出部１０１、ΔＯＣＶ推定部１０２および電池管理部１０３により、ＯＣＶ算出処理を行う。このＯＣＶ算出処理では、前述の図２で説明した方法によりΔＯＣＶの値を推定し、そのΔＯＣＶの推定値に基づいて、電池２が充電中、放電中のいずれでもないときにステップＳ１０で取得した電圧値、すなわち電池２のＯＣＶの値を補正する。これにより、ＯＣＶの値からメモリー効果の影響を除外して、電池２の残存容量に応じたＯＣＶの値を求めるようにする。なお、ステップＳ１３０で行われるＯＣＶ算出処理の詳細については、後で図４のフローチャートを参照して説明する。

【0038】

ステップＳ１４０において、制御部１０は、電池管理部１０３により、ステップＳ１３０のＯＣＶ算出処理によって求められた補正後のＯＣＶに基づいて、電池２の残存容量を算出する。ここでは、例えば予め設定されたＯＣＶと残存容量との関係式を用いて、補正後のＯＣＶに対応する残存容量を求めることができる。なお、一般にＯＣＶと残存容量との関係式は、電池２の温度や、ＯＣＶを検出する直前の電流の大きさなどの運転条件に応じて変化する。そのため、電池温度検出部１３から取得される電池温度や、電流検出部１２から取得される直前の電流値などに基づいて、ステップＳ１４０の処理で使用するＯＣＶと残存容量との関係式を使い分けることが好ましい。こうして補正後のＯＣＶに基づく残存容量を算出できたら、制御部１０は図３のフローチャートに示す処理を終了する。

【0039】

図４は、図３のステップＳ１３０で実行されるＯＣＶ算出処理の詳細を示すフローチャートである。

【0040】

ステップＳ２１０において、充放電量算出部１０１は、電池２のＯＣＶを検出する。ここでは、図３のステップＳ１０で電圧検出部１１から取得した電圧値により、電池２のＯＣＶを検出することができる。

【0041】

ステップＳ２２０において、充放電量算出部１０１は、今回の放電による電池２の放電量ｄを算出する。ここでは、図３のステップＳ１００で記憶部１４に記憶された直近の充電終了時の残存容量と、ステップＳ４０で更新した直近の残存容量との差分を算出し、これを電池２の放電量ｄとする。そして、算出した放電量ｄを記憶部１４に記憶する。

【0042】

ステップＳ２３０において、ΔＯＣＶ推定部１０２は、図３のステップＳ１１０で記憶部１４に記憶された直前の充電量ｃと、ステップＳ２２０で算出した放電量ｄとの差分ｃ－ｄを算出する。

【0043】

ステップＳ２４０において、ΔＯＣＶ推定部１０２は、ステップＳ２３０で算出した充電量ｃと放電量ｄの差分ｃ－ｄが所定の閾値ｔ以下であるか否かを判定する。差分ｃ－ｄが閾値ｔ以下である場合はステップＳ２５０に進み、閾値ｔより大きい場合は、電池２の現在の充放電状態が図２で説明した領域Ｒ０～Ｒ３のうち領域Ｒ０に属するものと判定して、ステップＳ２９０に進む。このステップＳ２４０の判定処理で用いられる閾値ｔは、前回の放電終了時における電池２の残存容量を基準に、メモリー効果の影響によって放電中にΔＯＣＶの値が徐々に拡大し始める領域の範囲を表している。これは、領域Ｒ０と領域Ｒ１の境界を定めるＳＯＣの値αに対応するものである。

【0044】

なお、上記の閾値ｔは、電池２を用いて事前に取得された実測データやシミュレーション結果などに基づき、電池制御装置１において予め設定しておくことができる。具体的には、例えば１０～２０［Ａｈ］、好ましくは１５［Ａｈ］程度の値を、閾値ｔとして設定可能であることが実験により判明した。

【0045】

ステップＳ２５０において、ΔＯＣＶ推定部１０２は、記憶部１４に記憶されている充放電回数Ｎｃの値に基づいて、基準電圧値ａを算出する。基準電圧値ａとは、図２に示した領域Ｒ２において一定となるΔＯＣＶの値に相当する。ここでは、例えば以下の式（１）により、基準電圧値ａを演算する。
ａ＝ｐ×Ｎｃ ・・・（１）

【0046】

式（１）において、ｐは所定の係数を表し、これは充放電回数Ｎｃと基準電圧値ａの比に相当する。ただし、充放電回数Ｎｃが所定の基準回数Ｎｒ（例えばＮｒ＝１５）以上の場合は、Ｎｃ＝Ｎｒとして、基準電圧値ａを一定とする。また、係数ｐは電池２の特性等に応じて予め設定することができ、例えばｐ＝０．００３３である。

【0047】

ステップＳ２６０において、ΔＯＣＶ推定部１０２は、ステップＳ２３０で算出した充電量ｃと放電量ｄの差分ｃ－ｄが０以上であるか否かを判定する。差分ｃ－ｄが０以上である場合は、電池２の現在の充放電状態が領域Ｒ１に属するものと判定し、ステップＳ２７０に進む。一方、差分ｃ－ｄが０未満である場合は、電池２の現在の充放電状態が領域Ｒ２またはＲ３に属するものと判定し、ステップＳ２８０に進む。

【0048】

ステップＳ２７０において、ΔＯＣＶ推定部１０２は、ステップＳ２３０で算出した差分ｃ－ｄと、ステップＳ２４０の判定処理に用いた閾値ｔと、ステップＳ２５０で算出した基準電圧値ａと、に基づき、以下の式（２）により、ΔＯＣＶを算出する。
ΔＯＣＶ＝ａ×｛１－（ｃ－ｄ）／ｔ｝ ・・・（２）

【0049】

電池２の現在の充放電状態が領域Ｒ１に属する場合、メモリー効果の影響によるΔＯＣＶの値は、上記式（２）により算出できる。なお、式（２）は前述の関数Ｆ（ｘ）に相当するものである。

【0050】

ステップＳ２８０において、ΔＯＣＶ推定部１０２は、ステップＳ２５０で算出した基準電圧値ａに基づき、以下の式（３）により、ΔＯＣＶを算出する。
ΔＯＣＶ＝ａ ・・・（３）

【0051】

電池２の現在の充放電状態が領域Ｒ２またはＲ３に属する場合、メモリー効果の影響によるΔＯＣＶの値は、上記式（３）により算出できる。すなわち、これらの領域では、ΔＯＣＶの値を充放電回数Ｎｃに応じた一定値ａとして算出することができる。

【0052】

ステップＳ２９０において、ΔＯＣＶ推定部１０２は、以下の式（４）により、ΔＯＣＶを算出する。
ΔＯＣＶ＝０ ・・・（４）

【0053】

電池２の現在の充放電状態が領域Ｒ０に属する場合、メモリー効果の影響が発生していないため、上記式（４）によりΔＯＣＶの値を０として算出できる。

【0054】

ステップＳ２７０，Ｓ２８０またはＳ２９０でΔＯＣＶの値を算出できたら、ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００において、電池管理部１０３は、算出したΔＯＣＶの値に基づき、以下の式（５）に従ってステップＳ２１０で検出したＯＣＶの値を補正することにより、補正後のＯＣＶの値を表すＯＣＶ＊を算出する。
ＯＣＶ＊＝ＯＣＶ＋ΔＯＣＶ ・・・（５）

【0055】

ステップＳ３００で補正後のＯＣＶとしてＯＣＶ＊を算出できたら、制御部１０は図４のフローチャートに示すＯＣＶ算出処理を終了し、図３のステップＳ１４０に進む。

【0056】

以上説明した本発明の実施形態によれば、以下のような作用効果を奏する。

【0057】

（１）電池制御装置１は、二次電池である電池２の充電後に放電が行われたときの電池２の開回路電圧（ＯＣＶ）を検出する電圧検出部１１と、電池２の充放電履歴に基づいて、メモリー効果によるＯＣＶの低下量ΔＯＣＶを推定する制御部１０とを備える。このようにしたので、メモリー効果が発生した場合でも電池２を高精度に制御することができる。

【0058】

（２）制御部１０は、充電による電池２の充電量ｃと、放電による電池２の放電量ｄと、に基づいて、ΔＯＣＶを推定する。具体的には、制御部１０は、充電量ｃと放電量ｄの差分ｃ－ｄを算出し（ステップＳ２３０）、この差分ｃ－ｄに基づいてΔＯＣＶを推定する（ステップＳ２４０～Ｓ２９０）。このようにしたので、現在の電池２の充放電状態に応じてΔＯＣＶを正確に推定することができる。

【0059】

（３）制御部１０は、充電量ｃと放電量ｄの差分ｃ－ｄが所定の閾値ｔ以下の場合は（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、電池２の充放電回数Ｎｃに基づいてΔＯＣＶを推定する。具体的には、制御部１０は、差分ｃ－ｄが０以上かつ閾値ｔ以下の場合は（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、充放電回数Ｎｃに基づく基準電圧値ａと、閾値ｔに対する差分ｃ－ｄの比と、に基づいて、式（２）によりΔＯＣＶを推定し（ステップＳ２７０）、差分ｃ－ｄが０未満の場合は（ステップＳ２６０：ＮＯ）、式（３）によりΔＯＣＶが基準電圧値ａであると推定する（ステップＳ２８０）。このようにしたので、メモリー効果の影響により発生したΔＯＣＶの値を正確に推定することができる。

【0060】

（４）制御部１０は、充放電回数Ｎｃが所定の基準回数Ｎｒ以下の場合は、式（１）により、所定の係数ｐに充放電回数Ｎｃを乗じた値を基準電圧値ａとし、充放電回数Ｎｃが基準回数Ｎｒよりも大きい場合は、基準電圧値ａを一定とする（ステップＳ２５０）。このようにしたので、充放電回数Ｎｃに応じて変化するメモリー効果の影響度合いを考慮して、ΔＯＣＶの推定に必要な基準電圧値ａを正確に求めることができる。

【0061】

（５）制御部１０は、充電量ｃと放電量ｄの差分ｃ－ｄが閾値ｔよりも大きい場合は（ステップＳ２４０：ＮＯ）、式（４）によりΔＯＣＶが０であると推定する（ステップＳ２９０）。このようにしたので、メモリー効果の影響が生じていない場合には、ΔＯＣＶの値を正しく０と推定することができる。

【0062】

（６）閾値ｔは、例えば１０～２０［Ａｈ］である。このようにすれば、メモリー効果の影響によってΔＯＣＶの値が徐々に拡大する領域の範囲を正確に表すことができる。

【0063】

（７）制御部１０は、電池２の電圧が所定の放電終止電圧Ｖ_Ｌとなるまで電池２が放電されると（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、充放電回数Ｎｃを０にリセットする（ステップＳ８０）。このようにしたので、電池２のＳＯＣが０％まで放電されるリフレッシュ放電が行われ、これによってメモリー効果によるＯＣＶの低下が解消された場合に、そのことを以降の処理における基準電圧値ａの算出に正しく反映して、ΔＯＣＶの正確な推定結果が得られるようにすることができる。

【0064】

（８）電池２は、例えば正極に水酸化ニッケル、負極に亜鉛をそれぞれ用いた亜鉛二次電池である。このようにすれば、高エネルギー密度で高い安全性を有する亜鉛二次電池の使い勝手を向上することができる。

【0065】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、任意の構成要素を用いて実施可能である。

【0066】

上記の実施形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0067】

１：電池制御装置
２：電池
１０：制御部
１１：電圧検出部
１２：電流検出部
１３：電池温度検出部
１４：記憶部
１０１：充放電量算出部
１０２：ΔＯＣＶ推定部
１０３：電池管理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】