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公開番号2025118082
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013179
出願日2024-01-31
発明の名称充電率測定装置、充電率測定プログラム、電池パック、及び鞍乗型車両
出願人ヤマハ発動機株式会社
代理人弁理士法人タス・マイスター
主分類G01R 31/382 20190101AFI20250805BHJP(測定;試験)
要約【課題】大きなエネルギー容量を有し配置スペースが小さい電池における充電率の良好な測定精度を得る充電率測定装置を提供する。
【解決手段】充電率測定装置は、リチウムイオン二次電池に接続され、前記リチウムイオン二次電池の充電率を測定する。充電率測定装置は、電圧測定部と、特性記憶部と、電圧-充電率特性を参照して、前記電圧測定部で測定された前記電池電圧から前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得する充電率取得部と、開始充電率を記憶する履歴記憶部と、劣化進行度取得部と、を備える。充電率取得部は、直前の複数回の充電の開始時における前記開始充電率が所定充電率より高い場合、前記電圧-充電率特性の特定電圧範囲における充電率指標が増大されたリチウム修正特性を参照して前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得し、前記リチウムイオン二次電池の前記劣化進行度が基準進行度よりも大きい場合、前記劣化進行度が小さい場合と比べ前記リチウム修正特性における前記充電率指標の増大量を減少する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
リチウムイオン二次電池に接続され、前記リチウムイオン二次電池の充電率を測定する充電率測定装置であって、
前記充電率測定装置は、
前記リチウムイオン二次電池の電池電圧を測定する電圧測定部と、
前記リチウムイオン二次電池の特性を表わす電圧－充電率特性を記憶する特性記憶部と、
前記電圧－充電率特性を参照して、前記電圧測定部で測定された前記電池電圧から前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得する充電率取得部と、
前記リチウムイオン二次電池に対する過去の充電の開始時における充電率である開始充電率を記憶する履歴記憶部と、
前記リチウムイオン二次電池の劣化進行度を取得する劣化進行度取得部と、
を備え、
前記充電率取得部は、直前の複数回の充電の開始時における前記開始充電率が所定充電率より高い場合、前記電圧－充電率特性の特定電圧範囲における充電率指標が前記リチウムイオン二次電池用に増大されたリチウム修正特性を参照して前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得し、前記リチウムイオン二次電池の前記劣化進行度が基準進行度よりも大きい場合、前記劣化進行度が小さい場合と比べ前記リチウム修正特性における前記充電率指標の増大量を減少する。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１の充電率測定装置であって、
前記充電率取得部は、直前の充電の開始時における前記開始充電率が前記所定充電率より低い高い場合、前記リチウム修正特性における前記充電率指標の増大量を減少する。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の充電率測定装置であって、前記劣化進行度取得部は、前記劣化進行度として、前記リチウムイオン二次電池の累積充電量、前記リチウムイオン二次電池の累積放電量、前記リチウムイオン二次電池の容量、前記リチウムイオン二次電池の内部抵抗、前記リチウムイオン二次電池の容量、又は、前記リチウムイオン二次電池の各々の電圧の偏差を取得する。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項に記載の充電率測定装置であって、
前記所定充電率は、満充電の充電率に対し２０％から５０％までの間に設定される。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１項に記載の充電率測定装置であって、
前記充電率取得部によって取得された充電率が、充電率下限値を下回る場合、前記リチウムイオン二次電池の放電を禁止する放電禁止部を備える。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項に記載の充電率測定装置と、
前記充電率測定装置に接続された前記リチウムイオン二次電池と、
を備えた電池パック。
【請求項７】
請求項６に記載の電池パックと、
前記電池パックから電力の供給を受けるモータと、
前記モータによって駆動される車輪と、
を備えた鞍乗型車両。
【請求項８】
リチウムイオン二次電池に接続された充電率測定装置に備えられるコンピュータに前記リチウムイオン二次電池の充電率を測定する動作を実行させる充電率測定プログラムであって、
前記充電率測定プログラムは、
前記リチウムイオン二次電池の電池電圧を測定する電圧測定機能と、
前記リチウムイオン二次電池の特性を表わす電圧－充電率特性を記憶する特性記憶機能と、
前記電圧－充電率特性を参照して、前記電圧測定機能で測定された前記電池電圧から前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得する充電率取得機能と、
前記リチウムイオン二次電池に対する過去の充電の開始時における充電率である開始充電率を記憶する履歴記憶機能と、
前記リチウムイオン二次電池の劣化進行度を取得する劣化進行度取得機能を実現させ、
前記充電率取得機能として、直前の複数回の充電の開始時における前記開始充電率が所定充電率より高い場合、前記電圧－充電率特性の特定電圧範囲における充電率指標が前記リチウムイオン二次電池用に増大されたリチウム修正特性を参照して前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得させ、前記リチウムイオン二次電池の前記劣化進行度が基準進行度よりも大きい場合、前記劣化進行度が小さい場合と比べ前記リチウム修正特性における前記充電率指標の増大量を減少させる。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電率測定装置、充電率測定プログラム、電池パック、及び鞍乗型車両に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、鞍乗型車両の電池パックが開示されている。特許文献１の電池パックは、複数の電池と、バッテリマネジメントコントローラを用いた制御部とを備えている。制御部は、電池の電圧を検出し、検出した電圧から電池の充電率を測定する。制御部は充電率に基づいて充電及び放電の制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開2013－232280号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば鞍乗型車両のような負荷装置の駆動に用いられる電池は、大きなエネルギー容量を有し配置スペースを小さくすることが求められる場合がある（例えば、特許文献１の［０００５］）。また、電池の充電率は、例えば負荷装置に実質的に供給し続けることができる電力量と密接に関連する指標である。このため、充電率の良好な測定精度が求められる場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、大きなエネルギー容量を有し配置スペースが小さい電池における充電率の良好な測定精度を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、鞍乗型車両を駆動する電池として、リチウムイオン二次電池を有するバッテリパックが用いられている。リチウムイオン二次電池は、例えば、ニッケル水素二次電池と比べ、単位体積当たり大きなエネルギー容量を有し、配置スペースが小さい。また、リチウムイオン二次電池は、例えばニッケル水素二次電池と異なり、いわゆるメモリー効果が生じないとされている。例えば、リチウムイオン二次電池の特性について説明するウェブページ（https://www.eco-hatsu.com/battery/faq/26/）には、「基本的には、リチウムイオン蓄電池においてメモリー効果は発生しません」、と説明されている。メモリー効果が生じないならば、例えば、予め用意された一意の電圧－充電率特性を参照することによって、測定電圧から充電率を得ることができる。
【０００７】
しかし、本発明者は、種々のリチウムイオン二次電池の特性について、種々の充放電条件の下で充電率の測定精度を検証したところ、充電率の測定精度が低下する場合があることが分った。
本発明者は、更に検証した結果、リチウムイオン二次電池に対し、前の複数回の充電の開始時における開始充電率が基準の充電率より高い場合には、そうでない場合と比べて、一部の範囲で充電率に対する電圧が低下するため、充電率の測定精度が低下することが分った。また、本発明者は、さらに検証した結果、リチウムイオン二次電池の劣化進行度が進むと、上記開始充電率が基準の充電率より高い場合であっても、充電率に対する電圧の低下の量が減少することが分った。本発明は、上述した知見に基づいて完成した発明である。
【０００８】
以上の目的を達成するために、本発明の一つの観点によれば、ビークルは、次の構成を備える。
（１）リチウムイオン二次電池に接続され、前記リチウムイオン二次電池の充電率を測定する充電率測定装置であって、
前記充電率測定装置は、
前記リチウムイオン二次電池の電池電圧を測定する電圧測定部と、
前記リチウムイオン二次電池の特性を表わす電圧－充電率特性を記憶する特性記憶部と、
前記電圧－充電率特性を参照して、前記電圧測定部で測定された前記電池電圧から前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得する充電率取得部と、
前記リチウムイオン二次電池に対する過去の充電の開始時における充電率である開始充電率を記憶する履歴記憶部と、
前記リチウムイオン二次電池の劣化進行度を取得する劣化進行度取得部と、
を備え、
前記充電率取得部は、直前の複数回の充電の開始時における前記開始充電率が所定充電率より高い場合、前記電圧－充電率特性の特定電圧範囲における充電率指標が前記リチウムイオン二次電池用に増大されたリチウム修正特性を参照して前記リチウムイオン二次電池の充電率を取得し、前記リチウムイオン二次電池の前記劣化進行度が基準進行度よりも大きい場合、前記劣化進行度が小さい場合と比べ前記リチウム修正特性における前記充電率指標の増大量を減少する。
【０００９】
（１）の充電率測定装置によれば、充電率取得部は、直前の複数回の充電の開始時における開始充電率が所定充電率より高い場合、電圧－充電率特性の特定の電圧範囲における充電率指標が増大されたリチウム修正特性を参照してリチウムイオン二次電池の充電率を取得し、リチウムイオン二次電池の劣化進行度が基準進行度よりも大きい場合、劣化進行度が小さい場合と比べリチウム修正特性における増大量を減少する。このため、充放電が繰り返される場合に電圧－充電率特性における特定電圧範囲での充電率が減少し、しかも劣化進行度が大きいと上記減少の量が小さくなるようなリチウムイオン二次電池が用いられる場合でも、リチウムイオン二次電池が使用可能である期間にわたって充電率の良好な測定精度を得ることができる。したがって、大きなエネルギー容量を有し配置スペースが小さいリチウムイオン二次電池における充電率の良好な測定精度を得ることができる。
【００１０】
充電率測定装置は、例えば、リチウムイオン二次電池を有する電池パックに搭載され、リチウムイオン二次電池の充放電を制御するバッテリマネジメントシステム（ＢＭＳ）又はバッテリマネジメントコントローラ（ＢＭＣ）である。ただし、充電率測定装置は、特に限定されず、例えば、測定した充電率を表示する充電率表示装置であってもよい。また、充電率測定装置は、リチウムイオン二次電池から離れた位置に配置されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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