JP2012026749A - Battery state estimation apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery state estimation apparatus capable of identifying a parameter of a secondary battery with high precision even if arithmetic operation for identification is iteratively suspended and resumed.SOLUTION: A battery state estimation apparatus detects a current and a terminal voltage of a secondary battery, uses measurements of the detected current and terminal voltage to estimate the terminal voltage of the secondary battery based on a predetermined battery model, and identifies a battery parameter of the battery model in such a manner that a differential between a value based on the measurement of the terminal voltage and an estimate of the terminal voltage is converged to zero. When arithmetic operation for identifying the battery parameter is suspended and resumed thereafter, the battery state estimation apparatus sets an initial value of the battery parameter to be used for resuming the arithmetic operation for identification on the basis of an amount of change in a battery state amount between suspension and resumption of the arithmetic operation for identification.

Description

本発明は、二次電池内部の状態を推定する電池状態推定装置に関するものである。   The present invention relates to a battery state estimation device for estimating a state inside a secondary battery.

二次電池の制御装置として、所定の電池モデルを定義し、二次電池の電流および端子電圧の計測値に基づいて、電池モデルに基づく二次電池の端子電圧を電圧推定値として推定し、電圧計測値と電圧推定値との差分がゼロに収束するように、電池モデルの電池パラメータを同定する制御装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   As a control device for a secondary battery, a predetermined battery model is defined, and based on the measured values of the current and terminal voltage of the secondary battery, the terminal voltage of the secondary battery based on the battery model is estimated as a voltage estimated value, and the voltage A control device is known that identifies battery parameters of a battery model so that the difference between a measured value and a voltage estimated value converges to zero (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−79472号公報JP 2004-79472 A

ここで、上記従来技術のような制御装置においては、電池パラメータの同定精度を保つために、電池パラメータの同定演算を一時停止する必要が発生する場合があり(たとえば、二次電池の充放電電流がゼロ近傍でほとんど変化しない場合等)、そのため、このような制御装置においては、電池パラメータの同定精度を保つためには、同定演算の一時停止および再開が繰り返し行なわれることとなる。しかしながら、上記従来技術においては、同定演算を一時停止した後、再度、同定演算を再開するに際して、電池の内部状態を考慮することなく、同定演算に用いる電池パラメータの初期値を設定するものであるため、同定演算再開後において、電池パラメータが真値に収束する時間が長くなってしまうという問題や、同定演算再開後において、電池パラメータの推定精度が不十分となってしまうという問題があった。   Here, in a control device such as the above-described prior art, it may be necessary to temporarily stop battery parameter identification calculation in order to maintain battery parameter identification accuracy (for example, charge / discharge current of a secondary battery). Therefore, in such a control device, in order to maintain battery parameter identification accuracy, the identification calculation is repeatedly paused and resumed. However, in the above-described prior art, when the identification calculation is temporarily stopped and then restarted again, the initial value of the battery parameter used for the identification calculation is set without considering the internal state of the battery. Therefore, there is a problem that the time for the battery parameter to converge to a true value becomes long after resuming the identification calculation, and a problem that the estimation accuracy of the battery parameter becomes insufficient after resuming the identification calculation.

本発明が解決しようとする課題は、同定演算の停止および再開を繰り返し行なった場合においても、二次電池のパラメータを高い精度で同定することのできる電池状態推定装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a battery state estimation device capable of identifying a parameter of a secondary battery with high accuracy even when the stop and restart of the identification calculation are repeatedly performed.

本発明は、二次電池の電流および端子電圧を検出し、検出した電流および端子電圧の計測値を用いて、所定の電池モデルに基づく二次電池の端子電圧を推定し、端子電圧の計測値に基づいた値と端子電圧の推定値との差分がゼロに収束するように、電池モデルの電池パラメータを同定する電池状態推定装置において、電池パラメータの同定演算を停止し、その後、再開した際に、同定演算の停止時と再開時とにおける電池状態量の変化量に基づいて、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することにより、上記課題を解決する。   The present invention detects a current and a terminal voltage of a secondary battery, estimates a terminal voltage of a secondary battery based on a predetermined battery model using the detected values of the detected current and terminal voltage, and measures a measured value of the terminal voltage. In the battery state estimation device for identifying the battery parameters of the battery model, the battery parameter identification calculation is stopped and then restarted so that the difference between the value based on the value and the estimated value of the terminal voltage converges to zero The above problem is solved by setting the initial value of the battery parameter used when the identification calculation is resumed based on the amount of change in the battery state quantity when the identification calculation is stopped and resumed.

本発明によれば、電池モデルの電池パラメータを同定する際に、電池パラメータの同定演算を停止し、その後、再開した際における、同定演算の停止時と再開時とにおける電池状態量の変化量に応じて、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することにより、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を適切に設定することができ、これにより、同定演算の停止および再開を繰り返し行なった場合においても、二次電池のパラメータを高い精度で同定することができる。   According to the present invention, when the battery parameter of the battery model is identified, the battery parameter identification calculation is stopped and then restarted. Accordingly, by setting the initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation, the initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation can be set appropriately, whereby the identification calculation is repeatedly stopped and restarted. Even in this case, the parameters of the secondary battery can be identified with high accuracy.

図1は、本実施形態に係る二次電池の制御システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a control system for a secondary battery according to the present embodiment. 図2は、第1実施形態に係る電子制御ユニット30の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the electronic control unit 30 according to the first embodiment. 図3は、二次電池の電池モデルを示す等価回路モデルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit model showing a battery model of the secondary battery. 図4は、本実施形態に係る適応同定システムの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of the adaptive identification system according to the present embodiment. 図5は、二次電池の開路電圧−充電率特性の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an open circuit voltage-charge rate characteristic of the secondary battery. 図6は、第1実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the estimation process of the battery parameters and the charging rate in the first embodiment. 図7は、第1実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating simulation results of battery parameter and charge rate estimation processing in the first embodiment. 図8は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing simulation results of battery parameter and charge rate estimation processing in the conventional example. 図9は、第1実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating simulation results of battery parameter and charge rate estimation processing in the first embodiment. 図10は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of battery parameter and charging rate estimation processing in a conventional example. 図11は、第2実施形態に係る電子制御ユニット30の機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram of the electronic control unit 30 according to the second embodiment. 図12は、第2実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing the battery parameter and charging rate estimation process in the second embodiment. 図13は、第2実施形態における充電率の推定処理を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating a charging rate estimation process according to the second embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

《第1実施形態》
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る二次電池の制御システムの構成を示す図である。図1に示す制御システムは、二次電池でモータ等の負荷を駆動したり、モータの回生による電力やエンジンを動力源としてオルタネータで発電した電力で二次電池を充電するシステムに、本発明に係る二次電池の制御装置を適用した例である。
<< First Embodiment >>
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a control system for a secondary battery according to the present embodiment. The control system shown in FIG. 1 is applied to the present invention in a system that drives a load such as a motor with a secondary battery or charges a secondary battery with electric power generated by motor regeneration or power generated by an alternator using an engine as a power source. This is an example in which such a secondary battery control device is applied.

二次電池10は、複数の単位電池を直列に接続してなるものである。二次電池10を構成する単位電池としては、たとえば、リチウムイオン二次電池などのリチウム系二次電池などが挙げられる。負荷20としては、たとえば、モータなどが挙げられる。   The secondary battery 10 is formed by connecting a plurality of unit batteries in series. Examples of the unit battery constituting the secondary battery 10 include a lithium secondary battery such as a lithium ion secondary battery. An example of the load 20 is a motor.

電流センサ40は、二次電池10に流れる充放電電流を検出するセンサであり、電流センサ40により検出された信号は、電子制御ユニット30へ送出される。また、電圧センサ50は、二次電池10の端子電圧を検出するセンサであり、電圧センサ50により検出された信号は、電子制御ユニット30へ送出される。なお、二次電池10近傍には、二次電池10の温度を検出するための温度センサ60が設けられている。温度センサ60は、熱電対などを用いたセンサであり、温度センサ60で検出された信号も、同様に電子制御ユニット30へ送出される。   The current sensor 40 is a sensor that detects a charging / discharging current flowing through the secondary battery 10, and a signal detected by the current sensor 40 is sent to the electronic control unit 30. The voltage sensor 50 is a sensor that detects the terminal voltage of the secondary battery 10, and a signal detected by the voltage sensor 50 is sent to the electronic control unit 30. A temperature sensor 60 for detecting the temperature of the secondary battery 10 is provided in the vicinity of the secondary battery 10. The temperature sensor 60 is a sensor using a thermocouple or the like, and the signal detected by the temperature sensor 60 is similarly sent to the electronic control unit 30.

電子制御ユニット30は、二次電池10を制御するための制御ユニットであり、プログラムを演算するCPU、プログラムや演算結果を記憶するROMおよびRAMから構成されるマイクロコンピュータと電子回路等で構成される。図2に、電子制御ユニット30の機能ブロック図を示す。   The electronic control unit 30 is a control unit for controlling the secondary battery 10 and includes a CPU that calculates a program, a microcomputer that includes a ROM and RAM that stores programs and calculation results, an electronic circuit, and the like. . FIG. 2 shows a functional block diagram of the electronic control unit 30.

図2に示すように、電子制御ユニット30は、電流検出部301、電圧検出部302、温度検出部303、状態変数フィルタ演算部304、適応同定演算部305、開路電圧推定部306、SOC推定部307、電池状態推定部308、同定演算停止処理部309、および同定演算再開処理部310を備える。   As shown in FIG. 2, the electronic control unit 30 includes a current detection unit 301, a voltage detection unit 302, a temperature detection unit 303, a state variable filter calculation unit 304, an adaptive identification calculation unit 305, an open circuit voltage estimation unit 306, and an SOC estimation unit. 307, a battery state estimation unit 308, an identification calculation stop processing unit 309, and an identification calculation restart processing unit 310.

電流検出部301は、電流計40からの信号を所定周期で取得し、電流計40からの信号に基づき、二次電池10に流れる充放電電流を検出することにより、電流計測値I(k)を取得する。電流検出部301は、取得した電流計測値I(k)を状態変数フィルタ演算部304、同定演算停止処理部309、および同定演算再開処理部310に送出する。   The current detection unit 301 acquires a signal from the ammeter 40 at a predetermined cycle, and detects a charge / discharge current flowing through the secondary battery 10 based on the signal from the ammeter 40, thereby measuring a current measurement value I (k). To get. The current detection unit 301 sends the acquired current measurement value I (k) to the state variable filter calculation unit 304, the identification calculation stop processing unit 309, and the identification calculation restart processing unit 310.

電圧検出部302は、電圧計50からの信号を所定周期で取得し、電圧計50からの信号に基づき、二次電池10の端子電圧を検出することにより、電圧計測値V(k)を取得する。電圧検出部302は、取得した電流計測値V(k)を状態変数フィルタ演算部304、適応同定演算部305、同定演算停止処理部309、および同定演算再開処理部310に送出する。   The voltage detection unit 302 acquires a signal from the voltmeter 50 at a predetermined cycle, and acquires a voltage measurement value V (k) by detecting a terminal voltage of the secondary battery 10 based on the signal from the voltmeter 50. To do. The voltage detection unit 302 sends the acquired measured current value V (k) to the state variable filter calculation unit 304, the adaptive identification calculation unit 305, the identification calculation stop processing unit 309, and the identification calculation restart processing unit 310.

温度検出部303は、温度センサ60からの信号を所定周期で取得し、温度センサ60からの信号に基づき、二次電池10の温度を検出することにより、電池温度T(k)を取得する。温度検出部303は、取得した電池温度T(k)を電池状態推定部308、および同定演算再開処理部310に送出する。   The temperature detection unit 303 acquires a signal from the temperature sensor 60 at a predetermined period, and acquires the battery temperature T (k) by detecting the temperature of the secondary battery 10 based on the signal from the temperature sensor 60. The temperature detection unit 303 sends the acquired battery temperature T (k) to the battery state estimation unit 308 and the identification calculation restart processing unit 310.

状態変数フィルタ演算部304は、二次電池10の電池モデルを定義し、電流検出部301により検出された電流計測値I(k)および電圧検出部302により検出された電圧計測値V(k)から、状態変数フィルタ演算を行ない、変換状態量ω(k)を求める。   The state variable filter calculation unit 304 defines a battery model of the secondary battery 10, and the current measurement value I (k) detected by the current detection unit 301 and the voltage measurement value V (k) detected by the voltage detection unit 302. From this, the state variable filter calculation is performed to obtain the conversion state quantity ω (k).

以下、状態変数フィルタ演算部304による変換状態量ω(k)の算出方法について、説明する。   Hereinafter, a method of calculating the conversion state quantity ω (k) by the state variable filter calculation unit 304 will be described.

まず、本実施形態で用いる「電池モデル」について、説明する。図3は、二次電池10の電池モデルを示す等価回路モデルであり、図3に示す等価回路モデルは、下記式(1)で表される。

Figure 2012026749
ここで、モデル入力は電流I[A](正値は充電、負値は放電)、モデル出力は端子電圧V[V]であり、R〔Ω]は電荷移動抵抗、R[Ω]は純抵抗、C[F]は電気二重層容量、V[V]は開路電圧である。また、上記式(1)中、sは微分オペレータである。なお、本実施形態に係る電池モデルは、正極、負極を特に分離していないリダクションモデル(1次)であるが、実際の電池の充放電特性を比較的正確に示すことが可能である。このように本実施形態においては、電池モデルの次数を1次にした構成を例として説明する。 First, the “battery model” used in the present embodiment will be described. FIG. 3 is an equivalent circuit model showing a battery model of the secondary battery 10, and the equivalent circuit model shown in FIG. 3 is expressed by the following formula (1).
Figure 2012026749
Here, the model input is current I [A] (positive value is charging, negative value is discharging), model output is terminal voltage V [V], R 1 [Ω] is charge transfer resistance, R 2 [Ω] Is a pure resistance, C 1 [F] is an electric double layer capacitance, and V 0 [V] is an open circuit voltage. In the above formula (1), s is a differential operator. Note that the battery model according to the present embodiment is a reduction model (primary) in which the positive electrode and the negative electrode are not particularly separated, but it is possible to show the actual charge / discharge characteristics of the battery relatively accurately. As described above, in the present embodiment, a configuration in which the order of the battery model is first will be described as an example.

すなわち、R、R、Cを下記式(2)のように表すと、上記式(1)は、下記式(3)で表されることとなる。

Figure 2012026749
Figure 2012026749
That is, when R 1 , R 2 , and C 1 are represented by the following formula (2), the above formula (1) is represented by the following formula (3).
Figure 2012026749
Figure 2012026749

そして、本実施形態においては、上記式(3)に示される電池モデルに基づいて、状態変数フィルタ演算部304によって、状態変数フィルタ演算を行ない、変換状態量ω(k)を求める。   And in this embodiment, based on the battery model shown by said Formula (3), the state variable filter calculation part 304 performs a state variable filter calculation, and calculates | requires conversion state quantity (omega) (k).

まず、開路電圧V(t)は、電流I(t)に可変なパラメータhを乗じたものをある初期状態から積分したものと考えれば、開路電圧V(t)は、下記式(4)で表すことができる。

Figure 2012026749
First, assuming that the open circuit voltage V 0 (t) is obtained by integrating a current I (t) multiplied by a variable parameter h from an initial state, the open circuit voltage V 0 (t) is expressed by the following formula (4 ).
Figure 2012026749

そして、上記式(3)に、上記式(4)を代入すると、下記式(5)となり、これを整理すると下記式(6)となる。

Figure 2012026749
Figure 2012026749
When the above formula (4) is substituted into the above formula (3), the following formula (5) is obtained, and when this is arranged, the following formula (6) is obtained.
Figure 2012026749
Figure 2012026749

なお、上記式(1)および上記式(6)は、それぞれ、下記式(7)および下記式(8)に対応し、具体的には、上記式(1)および上記式(6)は、下記式(7)および下記式(8)において、A(s)、B(s)の次数を1次としたものに相当する。

Figure 2012026749
Figure 2012026749
ここで、A(s)、B(s)はsの多項式関数であり、A(s)とB(s)とは次数が同じものである。 The above formula (1) and the above formula (6) respectively correspond to the following formula (7) and the following formula (8). Specifically, the above formula (1) and the above formula (6) are In the following formula (7) and the following formula (8), this corresponds to the case where the orders of A (s) and B (s) are set to primary.
Figure 2012026749
Figure 2012026749
Here, A (s) and B (s) are polynomial functions of s, and A (s) and B (s) have the same order.

そして、上記式(6)に、既知定数k(i=1,2、・・・,n)を導入することにより、下記式(9)、(10)を得ることができる。

Figure 2012026749
Figure 2012026749
Then, by introducing known constants k i (i = 1, 2,..., N) into the above formula (6), the following formulas (9) and (10) can be obtained.
Figure 2012026749
Figure 2012026749

ただし、上記式(10)において、y(t)は、V(t)から直達項を差し引いたものであり、そのため、y(t)は、下記式(11)で表される。

Figure 2012026749
However, in the above formula (10), y (t) is obtained by subtracting the direct term from V (t), and therefore y (t) is represented by the following formula (11).
Figure 2012026749

なお、上記式(10)において、I,b0iは、未知パラメータ(T,T,K,h)を含むパラメータであり、fVi,fIiは、電流計40および電圧計50により計測可能な値であるI(k)、V(k)を状態変数フィルタによりフィルタ処理を施した変換状態量である。そして、上記式(10)は、これらの積和式になっているため、適応デジタルフィルタの標準形である下記式(12)と一致する。

Figure 2012026749
ただし、上記式(12)中、φ=[I,b0i]、ω=[fVi,fIi] である。 In the above formula (10), I i and b 0i are parameters including unknown parameters (T 1 , T 2 , K, h), and f Vi and f Ii are obtained by the ammeter 40 and the voltmeter 50. This is a converted state quantity obtained by filtering I (k) and V (k), which are measurable values, with a state variable filter. And since said Formula (10) is these product sum formulas, it corresponds with following formula (12) which is a standard form of an adaptive digital filter.
Figure 2012026749
However, in the above formula (12), φ T = [I i , b 0i ] and ω = [f Vi , f Ii ].

このようにして、状態変数フィルタ演算部304により、状態変換量ω(k)は算出される。そして、得られた状態変換量ω(k)は、状態変数フィルタ演算部304により、適応同定演算部305、および開路電圧推定部306に送出される。   In this way, the state conversion amount ω (k) is calculated by the state variable filter calculation unit 304. Then, the obtained state conversion amount ω (k) is sent by the state variable filter calculation unit 304 to the adaptive identification calculation unit 305 and the open circuit voltage estimation unit 306.

適応同定演算部305は、状態変数フィルタ演算部304により算出された変換状態量ω(k)に基づいて、適応デジタルフィルタ演算により、二次電池10の電池モデルの電池パラメータφ^(k)を同定する同定演算を行なう。   The adaptive identification calculation unit 305 calculates the battery parameter φ ^ (k) of the battery model of the secondary battery 10 by adaptive digital filter calculation based on the conversion state quantity ω (k) calculated by the state variable filter calculation unit 304. An identification operation for identification is performed.

ここで、φ^(k)における右肩に付した「^」は、その値が推定値であることを示す。また、図2中では、推定値である「^」を、それぞれ、φ(k)の「φ」の真上、R(k)の「R」の真上、V(k)の「V」の真上、SOC(k)の「S」の真上としているが、下記式(13)に示すように、これはφ^(k)、R^(k)、V^(k)、SOC^(k)と同義である。以下、V^(k)、SOC^(k)、SOC^(k)においても同様である。

Figure 2012026749
Here, “^” attached to the right shoulder in φ ^ (k) indicates that the value is an estimated value. In FIG. 2, “^”, which is an estimated value, is set directly above “φ” of φ (k), directly above “R” of R (k), and “V” of V 0 (k), respectively. ”Directly above“ S ”of SOC (k), as shown in the following formula (13), this is φ ^ (k), R ^ (k), V 0 ^ (k). , And SOC ^ (k). The same applies to V ^ (k), SOC 1 ^ (k), and SOC 2 ^ (k).
Figure 2012026749

具体的に、図4に示すような適応同定システムの構成図においては、適応同定演算部305は、まず、変換状態量ω(k)から、上述した電池モデルから推定される二次電池10の端子電圧の推定値である電圧推定値V^(k)を推定する。そして、適応同定演算部305は、この電圧推定値V^(k)と、電圧計50で検出され電圧検出部302により取得された実際の計測値である電圧計測値V(k)と、の差分がゼロに収束するように、適応調整則により、下記式(14)に示すアルゴリズムに基づいて、電池モデルの電池パラメータφ^(k)を同定する同定演算を行なう。なお、この際において、本実施形態では、単純な「最小二乗法による適応デジタルフィルタ」の論理的な欠点(一度推定値が収束すると、その後パラメータが変化しても再度正確な推定ができないこと)を改善した「両限トレースゲイン方式」を用いることができる。なお、図4は、状態変数フィルタ演算部304、および適応同定演算部305により実現される、本実施形態に係る適応同定システムの構成図である。

Figure 2012026749
Specifically, in the configuration diagram of the adaptive identification system as shown in FIG. 4, the adaptive identification calculation unit 305 first of the secondary battery 10 estimated from the battery model described above from the conversion state quantity ω (k). A voltage estimated value V ^ (k) that is an estimated value of the terminal voltage is estimated. The adaptive identification calculation unit 305 then calculates the voltage estimated value V ^ (k) and the voltage measurement value V (k) that is an actual measurement value detected by the voltmeter 50 and acquired by the voltage detection unit 302. An identification calculation is performed to identify the battery parameter φ ^ (k) of the battery model based on the algorithm shown in the following formula (14) by the adaptive adjustment rule so that the difference converges to zero. At this time, in this embodiment, the logical disadvantage of a simple “adaptive digital filter based on the least square method” (once the estimated value converges, accurate estimation cannot be performed again even if the parameter changes thereafter). It is possible to use a “both limit trace gain method” that improves the above. FIG. 4 is a configuration diagram of the adaptive identification system according to the present embodiment realized by the state variable filter calculation unit 304 and the adaptive identification calculation unit 305.
Figure 2012026749

上記式(14)は、電池パラメータφ^(k)を適応的に求める逐次式であり、γ(k)、Γ(k−1)は、共に適応ゲインであり、これらのうち、γ(k)はスカラゲイン(誤差ゲイン)であり、Γ(k−1)は行列ゲイン(信号ゲイン)である。そして、上記式(14)により、k時点における変換状態量ω(k)が得られた際には、電池モデルから推定される二次電池10の端子電圧の推定値である電圧推定値V^(k)と、電圧計50で検出され電圧検出部302により取得された電圧計測値V(k)との差分であるe(k)を求めることができ、このe(k)をゼロに収束させることにより、電池パラメータφ^(k)を逐次的に算出することができる。なお、この場合において、電圧計測値V(k)としては、電圧検出部302により取得された値に、測定ノイズを除去するためのフィルタ処理を行なったものを用いてもよく、この際には、フィルタ特性を考慮した電圧推定値を算出すればよい。   The above equation (14) is a sequential equation for adaptively obtaining the battery parameter φ ^ (k), and γ (k) and Γ (k−1) are both adaptive gains, and among these, γ (k ) Is a scalar gain (error gain), and Γ (k−1) is a matrix gain (signal gain). When the conversion state quantity ω (k) at time k is obtained by the above equation (14), the estimated voltage value V ^ that is the estimated value of the terminal voltage of the secondary battery 10 estimated from the battery model. E (k) which is a difference between (k) and the voltage measurement value V (k) detected by the voltmeter 50 and acquired by the voltage detection unit 302 can be obtained, and this e (k) is converged to zero. By doing so, the battery parameter φ ^ (k) can be calculated sequentially. In this case, as the voltage measurement value V (k), a value obtained by performing a filtering process for removing measurement noise on the value acquired by the voltage detection unit 302 may be used. The voltage estimation value considering the filter characteristics may be calculated.

このようにして、算出された二次電池10の電池パラメータφ^(k)は、図2に示すように、適応同定演算部305から、開路電圧推定部306、および同定演算停止処理部309に送出される。   Thus, the calculated battery parameter φ ^ (k) of the secondary battery 10 is sent from the adaptive identification calculation unit 305 to the open circuit voltage estimation unit 306 and the identification calculation stop processing unit 309 as shown in FIG. Sent out.

そして、図4に示すように、状態変数フィルタ演算部304、および適応同定演算部305により実現される、本実施形態の適応同定システムにおいては、まず、電流検出部301により検出された電流計測値I(k)、電圧検出部302により検出された電圧計測値V(k)を用いて、状態変数フィルタ演算部304により、上述したように、状態変数フィルタを用いて、変換状態量ω(k)(変換状態量ω(k)、ω(k)、ω(k)、ω(k)、ω(k))を算出する。 As shown in FIG. 4, in the adaptive identification system of the present embodiment realized by the state variable filter calculation unit 304 and the adaptive identification calculation unit 305, first, the current measurement value detected by the current detection unit 301. I (k), using the voltage measurement value V (k) detected by the voltage detection unit 302, the state variable filter calculation unit 304 uses the state variable filter as described above to convert the converted state quantity ω (k ) (Conversion state quantities ω 1 (k), ω 2 (k), ω 3 (k), ω 4 (k), ω 5 (k)).

次いで、本実施形態の適応同定システムにおいては、適応同定演算部305により、状態変数フィルタ演算部304により得られた変換状態量ω(k)と電池モデルのパラメータφ^(k−1)に基づいて、電池モデルに基づく端子電圧の推定値である電圧推定値V^(k)の算出が行なわれる。そして、本実施形態の適応同定システムによれば、適応同定演算部305により、状態変数フィルタ演算部304により得られた変換状態量ω(k)、ならびに、電圧検出部302により検出された電圧計測値V(k)および電圧推定値V^(k)を用いて、上記式(14)にしたがい、電池モデルの電池パラメータφ^(k)(φ、φ、φ、φ、φ)の同定を行なわれることとなる。 Next, in the adaptive identification system of the present embodiment, the adaptive identification calculation unit 305 uses the converted state quantity ω (k) obtained by the state variable filter calculation unit 304 and the battery model parameter φ ^ (k−1). Thus, a voltage estimated value V ^ (k) that is an estimated value of the terminal voltage based on the battery model is calculated. According to the adaptive identification system of this embodiment, the adaptive identification calculation unit 305 converts the conversion state quantity ω (k) obtained by the state variable filter calculation unit 304 and the voltage measurement detected by the voltage detection unit 302. Using the value V (k) and the estimated voltage value V ^ (k), the battery parameter φ ^ (k) (φ 1 , φ 2 , φ 3 , φ 4 , φ of the battery model according to the above equation (14) 5 ) will be identified.

開路電圧推定部306は、状態変数フィルタ演算部304により得られた変換状態量ω(k)、および適応同定演算部305により得られた電池パラメータφ^(k)に基づいて、二次電池10の開路電圧を推定し、開路電圧推定値V^(k)を算出する。 The open circuit voltage estimation unit 306 is based on the conversion state quantity ω (k) obtained by the state variable filter computation unit 304 and the battery parameter φ ^ (k) obtained by the adaptive identification computation unit 305. Is estimated, and an open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) is calculated.

具体的には、開路電圧推定部306は、上記式(14)により算出された電池パラメータφ^(k)、および、上記式(10)に基づいて演算された変換状態量ω(k)より、上記式(4)に、これら電池パラメータφ^(k)および変換状態量ω(k)を代入することにより、開路電圧推定値V^(k)を算出する。 Specifically, the open circuit voltage estimation unit 306 is based on the battery parameter φ ^ (k) calculated by the above equation (14) and the conversion state quantity ω (k) calculated based on the above equation (10). The open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) is calculated by substituting these battery parameters φ ^ (k) and the conversion state quantity ω (k) into the above equation (4).

ここで、電池パラメータφ^(k)は、上述したように、未知パラメータ(T,T,K,h)を含むパラメータI,b0iに相当する。そのため、適応同定演算部305により算出された電池パラメータφ^(k)、および状態変数フィルタ演算部304により算出された変換状態量ω(k)を用い、これらを、上記式(4)に代入することで、開路電圧推定値V^(k)を求めることができる。このようにして得られた開路電圧推定値V^(k)は、開路電圧推定部306から、SOC推定部307に送出される。 Here, the battery parameter φ ^ (k) corresponds to the parameters I i and b 0i including the unknown parameters (T 1 , T 2 , K, h) as described above. Therefore, the battery parameter φ ^ (k) calculated by the adaptive identification calculation unit 305 and the conversion state quantity ω (k) calculated by the state variable filter calculation unit 304 are used, and these are substituted into the above equation (4). By doing this, the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) can be obtained. The open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) obtained in this way is sent from the open circuit voltage estimation unit 306 to the SOC estimation unit 307.

SOC推定部307は、開路電圧推定部306により算出された開路電圧推定値V^(k)から、予め定められた二次電池10の開路電圧−充電率特性に基づいて、充電率推定値SOC^(k)を算出する。なお、二次電池10の開路電圧−充電率特性の一例を図5に示す。本実施形態では、二次電池10の開路電圧−充電率特性は、電子制御ユニット30に備えられたROMに予め記憶されており、二次電池10について、予め実験などにより、開路電圧と充電率との関係を求めることにより得ることができる。このようにして得られた充電率推定値SOC^(k)は、SOC推定部307から、電池状態推定部308に送出される。 The SOC estimation unit 307 calculates the charge rate estimated value based on the predetermined open circuit voltage-charge rate characteristic of the secondary battery 10 from the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) calculated by the open circuit voltage estimation unit 306. Calculate SOC ^ (k). An example of the open circuit voltage-charge rate characteristic of the secondary battery 10 is shown in FIG. In the present embodiment, the open circuit voltage-charge rate characteristic of the secondary battery 10 is stored in advance in a ROM provided in the electronic control unit 30, and the open battery voltage and the charge rate of the secondary battery 10 are experimentally determined in advance. It can obtain by calculating | requiring the relationship. The charging rate estimated value SOC ^ (k) obtained in this way is sent from the SOC estimating unit 307 to the battery state estimating unit 308.

電池状態推定部308は、温度検出部303により検出された電池温度T(k)、およびSOC推定部307により算出された充電率推定値SOC^(k)に基づいて、二次電池10の内部抵抗推定値R^(k)の算出を行う。なお、内部抵抗推定値R^(k)の算出方法としては特に限定されないが、たとえば、予め実験により計測された電池温度および充電率に対する内部抵抗値の特性をまとめたマップを用いて算出することができる。このようにして得られた内部抵抗推定値R^(k)は、電池状態推定部308から、同定演算停止処理部309および同定演算再開処理部310に送出される。   Based on the battery temperature T (k) detected by the temperature detection unit 303 and the charge rate estimation value SOC ^ (k) calculated by the SOC estimation unit 307, the battery state estimation unit 308 The resistance estimated value R ^ (k) is calculated. The method for calculating the estimated internal resistance value R ^ (k) is not particularly limited. For example, it is calculated using a map that summarizes the characteristics of the internal resistance value with respect to the battery temperature and the charge rate measured in advance through experiments. Can do. The internal resistance estimated value R ^ (k) obtained in this way is sent from the battery state estimation unit 308 to the identification calculation stop processing unit 309 and the identification calculation restart processing unit 310.

同定演算停止処理部309は、電流検出部301により検出された電流計測値I(k)および電圧検出部302により検出された電圧計測値V(k)に基づいて、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算処理を停止させるか否かの判断を行なう。具体的には、同定演算停止処理部309は、入力値である電流計測値I(k)および電圧計測値V(k)に対して、FFT(高速フーリエ変換)解析を行う。そして、FFT解析の結果、電流計測値I(k)および電圧計測値V(k)が十分な周波数成分を有する場合(すなわち、Sufficiently Richである場合)には、同定演算可能と判断し、一方、十分な周波数成分を有しない場合には、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算処理の精度を十分に確保できないため、同定演算不可と判断する。そして、同定演算停止処理部309は、適応同定演算部305による、同定演算処理を停止させると判断した場合には、停止信号Sを適応同定演算部305に送出することで、適応同定演算部305による、同定演算処理を停止させる。 Based on the current measurement value I (k) detected by the current detection unit 301 and the voltage measurement value V (k) detected by the voltage detection unit 302, the identification calculation stop processing unit 309 performs It is determined whether or not the battery parameter φ ^ (k) identification calculation process is to be stopped. Specifically, the identification calculation stop processing unit 309 performs FFT (Fast Fourier Transform) analysis on the current measurement value I (k) and the voltage measurement value V (k) that are input values. If the current measurement value I (k) and the voltage measurement value V (k) have sufficient frequency components as a result of the FFT analysis (that is, if it is a Sophistically Rich), it is determined that the identification calculation is possible. If there is not enough frequency component, it is determined that the identification calculation is impossible because the adaptive identification calculation unit 305 cannot sufficiently secure the accuracy of the identification calculation processing of the battery parameter φ ^ (k). If the identification calculation stop processing unit 309 determines that the identification calculation processing by the adaptive identification calculation unit 305 is to be stopped, the identification calculation stop processing unit 309 sends a stop signal S 1 to the adaptive identification calculation unit 305, thereby The identification calculation process by 305 is stopped.

なお、本実施形態においては、電子制御ユニット30に備えられたCPUの演算能力等の理由により、リアルタイムにFFT解析ができない場合には、たとえば、下記式(15)に示すような近似微分処理を、入力値である電流計測値I(k)および電圧計測値V(k)に対して行い、得られた近似微分値を用いて、上記判断を行なうこともできる。具体的には、近似微分値が所定値以上であれば、同定演算可能と判断し、一方、近似微分値が所定値未満である場合には、同定演算不可と判断する。

Figure 2012026749
上記式(15)中、Tdivは時定数であり、このような時定数としては、同定演算に必要となる周波数成分を不要に減衰させないような範囲で設定することが望ましい。 In the present embodiment, if the FFT analysis cannot be performed in real time due to the calculation capability of the CPU provided in the electronic control unit 30, for example, an approximate differentiation process as shown in the following equation (15) is performed. It is also possible to perform the above determination using the obtained approximate differential value, which is performed on the current measurement value I (k) and voltage measurement value V (k) which are input values. Specifically, if the approximate differential value is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the identification calculation is possible. On the other hand, if the approximate differential value is less than the predetermined value, it is determined that the identification calculation is not possible.
Figure 2012026749
In the above equation (15), T div is a time constant, and such a time constant is desirably set in a range that does not unnecessarily attenuate frequency components necessary for the identification calculation.

そして、上記判断の結果、同定演算処理を停止させた際には、同定演算停止処理部309は、同定演算処理停止時において、適応同定演算部305により算出された電池パラメータφ^(k)、および電池状態推定部308により算出された内部抵抗推定値R^(k)を、同定演算停止時電池パラメータφ^、同定演算停止時内部抵抗推定値R^として、電子制御ユニット30に備えられたRAMに記憶させる。 As a result of the above determination, when the identification calculation processing is stopped, the identification calculation stop processing unit 309 is configured such that the battery parameter φ ^ (k) calculated by the adaptive identification calculation unit 305 when the identification calculation processing is stopped. And the internal resistance estimated value R ^ (k) calculated by the battery state estimating unit 308 is provided in the electronic control unit 30 as the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped and the internal resistance estimated value R s ^ when the identification calculation is stopped. Stored in the designated RAM.

同定演算再開処理部310は、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算が停止している場合に、電流検出部301により検出された電流計測値I(k)、および電圧検出部302により検出された電圧計測値V(k)に基づいて、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算処理を再開させるか否かの判断を行なう。具体的には、同定演算再開処理部310は、上述した同定演算停止処理部309と同様に、入力値である電流計測値I(k)および電圧計測値V(k)に対して、FFT(高速フーリエ変換)解析を行い、FFT解析の結果、電流計測値I(k)および電圧計測値V(k)が十分な周波数成分を有するか否かに基づいて、同定演算可能、あるいは同定演算不可の判断を行なう。そして、同定演算再開処理部310は、適応同定演算部305による、同定演算処理を再開させると判断した場合には、停止信号Sを適応同定演算部305に送出することで、適応同定演算部305による、同定演算処理を再開させる。 The identification calculation restart processing unit 310, when the identification calculation of the battery parameter φ ^ (k) by the adaptive identification calculation unit 305 is stopped, the current measurement value I (k) detected by the current detection unit 301, and Based on the voltage measurement value V (k) detected by the voltage detection unit 302, the adaptive identification calculation unit 305 determines whether or not to restart the battery parameter φ ^ (k) identification calculation process. Specifically, the identification calculation restart processing unit 310 performs FFT (for FFT) with respect to the current measurement value I (k) and the voltage measurement value V (k) that are input values, similarly to the identification calculation stop processing unit 309 described above. (Fast Fourier transform) analysis is performed, and as a result of FFT analysis, identification calculation is possible or identification calculation is not possible based on whether the current measurement value I (k) and voltage measurement value V (k) have sufficient frequency components Make a decision. The identification calculation resumption processing unit 310, by the adaptive identification calculation unit 305, when determining that resuming identification calculation process, by sending a stop signal S 2 to the adaptive identification calculation unit 305, the adaptive identification calculation unit The identification calculation process by 305 is resumed.

なお、該判断を行なう際においても、電子制御ユニット30に備えられたCPUの演算能力等の理由により、リアルタイムにFFT解析ができない場合には、上述した近似微分値を用いる方法を用いてもよい。   Even when making this determination, if the FFT analysis cannot be performed in real time due to the calculation capability of the CPU provided in the electronic control unit 30, the method using the approximate differential value described above may be used. .

そして、上記判断の結果、同定演算処理を再開させる際には、同定演算再開処理部310は、同定演算処理開始時において、電池状態推定部308により算出された内部抵抗推定値R^(k)を読み出し、これを同定演算再開時内部抵抗推定値R^とする。また、同定演算再開処理部310は、上述した同定演算停止処理部309により、RAMに記憶させた同定演算停止時内部抵抗推定値R^の読み出しを行なう。そして、同定演算再開処理部310は、同定演算停止時内部抵抗推定値R^と、同定演算再開時内部抵抗推定値R^との変化の比率である、変化率|1−(R^)/(R^)|を算出し、変化率|1−(R^)/(R^)|と、所定の第1閾値αとの比較を行なう。 As a result of the determination, when resuming the identification calculation process, the identification calculation resumption processing unit 310 determines the internal resistance estimated value R ^ (k) calculated by the battery state estimation unit 308 at the start of the identification calculation process. Is taken as the internal resistance estimated value R r ^ when the identification calculation is resumed. Further, the identification calculation restart processing unit 310 reads the identification calculation stop internal resistance estimated value R ^ S stored in the RAM by the above-described identification calculation stop processing unit 309. Then, the identification calculation restart processing unit 310 changes the rate of change | 1- (R r ), which is a change ratio between the internal resistance estimated value R S ^ when the identification calculation is stopped and the internal resistance estimated value R r ^ when the identification calculation is restarted. ^) / (R S ^) | is calculated, and the change rate | 1- (R r ^) / (R S ^) | is compared with a predetermined first threshold value α.

この比較の結果、|1−(R^)/(R^)|<αである場合には、同定演算再開処理部310は、適応同定演算部305による、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、上述した同定演算停止処理部309により、RAMに記憶させた同定演算停止時電池パラメータφ^を設定する。すなわち、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値を、同定演算停止時電池パラメータφ^とする。 As a result of this comparison, if | 1- (R r ^) / (R S ^) | <α, the identification calculation resumption processing unit 310 restarts the identification calculation processing by the adaptive identification calculation unit 305. As the initial value of the battery parameter used for the above, the identification calculation stop battery parameter φ s ^ stored in the RAM is set by the identification calculation stop processing unit 309 described above. That is, the initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation process is the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped.

一方、|1−(R^)/(R^)|≧αである場合には、同定演算再開処理部310は、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφを設定する。すなわち、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値を、温度検出部303により検出された電池温度T(k)を参照し、電池温度T(k)に応じた初期電池パラメータφとする。なお、初期電池パラメータφとしては、電池温度以外にも電池の劣化度または電池のSOC、あるいは電池温度、電池の劣化度および電池のSOCの組み合わせに基づいて、設定されたものを用いてもよい。 On the other hand, if | 1- (R r ^) / (R S ^) | ≧ α, the identification calculation restart processing unit 310 uses the battery parameter as the initial value of the battery parameter used when restarting the identification calculation process. An initial battery parameter φ i which is an initial value of a battery parameter set in advance for each temperature is set. That is, referring to the battery temperature T (k) detected by the temperature detection unit 303 for the initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation process, the initial battery parameter φ i corresponding to the battery temperature T (k) is used. And In addition to the battery temperature, the initial battery parameter φ i may be set based on the combination of the battery deterioration level or the battery SOC, or the combination of the battery temperature, the battery deterioration level, and the battery SOC. Good.

なお、同定演算再開処理部310は、第1閾値αとして、予め設定された固定値を用いてもよいが、本実施形態においては、電池温度T(k)に応じて、第1閾値αを変更するような構成とする。   Note that the identification calculation restart processing unit 310 may use a preset fixed value as the first threshold value α, but in the present embodiment, the first threshold value α is set according to the battery temperature T (k). The configuration is changed.

次いで、本実施形態における、電池パラメータφ^(k)および充電率推定値SOC^(k)の推定処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図6に示す処理は一定周期毎(本実施形態では、100msec毎)に実施される。以下の説明においては、I(k)は今回の実行周期の電流値(今回の計測値)、I(k−1)は1回前の実行周期での電流値(前回の計測値)とし、電流以外の値に関しても同様に表記する。なお、以下に説明する処理は、電子制御ユニット30により行われる。   Next, the estimation process of the battery parameter φ ^ (k) and the charging rate estimated value SOC ^ (k) in the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. Note that the processing shown in FIG. 6 is performed at regular intervals (in this embodiment, every 100 msec). In the following description, I (k) is a current value (current measurement value) of the current execution cycle, I (k−1) is a current value (previous measurement value) of the previous execution cycle, The same applies to values other than current. Note that the processing described below is performed by the electronic control unit 30.

まず、ステップS101では、電流検出部301、電圧検出部302、温度検出部303により、電流計測値I(k)、電圧計測値V(k)、および電池温度T(k)の取得が行われる。そして、電流計測値I(k)は、状態変数フィルタ演算部304、同定演算停止処理部309、および同定演算再開処理部310に、電圧計測値V(k)は、状態変数フィルタ演算部304、適応同定演算部305、同定演算停止処理部309、および同定演算再開処理部310に、電池温度T(k)は、電池状態推定部308、および同定演算再開処理部310に、それぞれ送出される。   First, in step S101, the current measurement value I (k), voltage measurement value V (k), and battery temperature T (k) are acquired by the current detection unit 301, voltage detection unit 302, and temperature detection unit 303. . The measured current value I (k) is supplied to the state variable filter calculation unit 304, the identification calculation stop processing unit 309, and the identification calculation restart processing unit 310. The measured voltage value V (k) is input to the state variable filter calculation unit 304, Battery temperature T (k) is sent to adaptive identification calculation section 305, identification calculation stop processing section 309, and identification calculation restart processing section 310, respectively, to battery state estimation section 308 and identification calculation restart processing section 310.

ステップS102では、状態変数フィルタ演算部304により、ステップS101で取得された電流計測値I(k)、および電圧計測値V(k)について、上記式(9)、(10)に基づいて、状態変数フィルタを用いた状態フィルタ演算が行われ、変換状態量ω(k)が算出される。   In step S102, the state variable filter calculation unit 304 determines the state of the current measurement value I (k) and voltage measurement value V (k) acquired in step S101 based on the above equations (9) and (10). A state filter calculation using a variable filter is performed, and a converted state quantity ω (k) is calculated.

ステップS103では、電池状態推定部308により、内部抵抗推定値R^(k)の算出が行なわれる。具体的には、電池状態推定部308は、ステップS101で取得された電池温度T(k)、および、SOC推定部307によって前回処理時に推定された充電率推定値SOC^(k−1)に基づき、予め実験により計測された電池温度および充電率に対する内部抵抗値の特性をまとめたマップを用いて、内部抵抗推定値R^(k)の算出を行なう。なお、本実施形態においては、電子制御ユニット30起動時には、前回処理時における充電率推定値SOC^(k−1)が存在しないこととなるが、電子制御ユニット30起動直後においては、ステップS101で取得された電圧計測値V(k)が、開路電圧Vとほぼ等しいものと判断できるため、電子制御ユニット30のROMに予め記憶された開路電圧−充電率特性を用いて、充電率推定値SOC^を求め、これを用いることができる。 In step S103, the battery state estimation unit 308 calculates the internal resistance estimated value R ^ (k). Specifically, the battery state estimation unit 308 uses the battery temperature T (k) acquired in step S101 and the charge rate estimation value SOC ^ (k−1) estimated by the SOC estimation unit 307 during the previous process. Based on the map that summarizes the characteristics of the internal resistance value with respect to the battery temperature and the charging rate measured in advance through experiments, the internal resistance estimated value R ^ (k) is calculated. In this embodiment, when the electronic control unit 30 is activated, the charge rate estimated value SOC ^ (k−1) at the time of the previous process does not exist. However, immediately after the electronic control unit 30 is activated, in step S101 Since it can be determined that the acquired voltage measurement value V (k) is substantially equal to the open circuit voltage V 0 , the charge rate estimated value is obtained using the open circuit voltage-charge rate characteristics stored in advance in the ROM of the electronic control unit 30. SOC ^ can be determined and used.

ステップS104では、同定演算停止処理部309により、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算の停止処理が既になされ、適応同定演算部305による、同定演算が停止中であるか否かの判断が行なわれる。適応同定演算部305による、同定演算の停止処理がなされておらず、前回処理時において、同定演算処理が行なわれている場合には、ステップS105に進む。一方、適応同定演算部305による、同定演算が停止中である場合には、ステップS110に進む。   In step S104, the identification calculation stop processing unit 309 has already stopped the identification calculation of the battery parameter φ ^ (k) by the adaptive identification calculation unit 305, and the identification calculation by the adaptive identification calculation unit 305 is stopped. A determination is made whether or not. If the identification calculation stop process by the adaptive identification calculation unit 305 is not performed and the identification calculation process is performed in the previous process, the process proceeds to step S105. On the other hand, when the identification calculation by the adaptive identification calculation unit 305 is stopped, the process proceeds to step S110.

ステップS105では、同定演算停止処理部309により、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算処理を停止させるか否かの判断が行なわれる。具体的には、同定演算停止処理部309は、ステップS101で取得された電流計測値I(k)、および電圧計測値V(k)に基づいて、上述した方法にしたがい、同定演算可能か、あるいは、同定演算不可かの判定を行うことで、適応同定演算部305による、同定演算処理を停止させるか否かの判断を行なう。同定演算可能と判定され、同定演算処理を続行すると判断された場合には、ステップS106に進む。一方、同定演算不可と判定され、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップS109に進む。   In step S105, the identification calculation stop processing unit 309 determines whether or not to stop the identification calculation processing of the battery parameter φ ^ (k) by the adaptive identification calculation unit 305. Specifically, the identification calculation stop processing unit 309 can perform the identification calculation according to the method described above based on the current measurement value I (k) and the voltage measurement value V (k) acquired in step S101. Alternatively, by determining whether or not the identification calculation is possible, the adaptive identification calculation unit 305 determines whether or not to stop the identification calculation process. If it is determined that the identification calculation is possible and it is determined to continue the identification calculation process, the process proceeds to step S106. On the other hand, when it is determined that the identification calculation is not possible and it is determined that the identification calculation process is to be stopped, the process proceeds to step S109.

そして、ステップS105において、同定演算処理を続行すると判断された場合には、ステップS106に進み、ステップS106では、適応同定演算部305により、電池パラメータφ^(k)を同定するための同定演算処理が行なわれる。具体的には、ステップS106では、適応同定演算部305により、ステップS102において算出された変換状態量ω(k)、およびステップS101で取得された電圧計測値V(k)を用いて、上記式(14)に従い、電池モデルの電池パラメータφ^(k)の同定が行なわれる。   If it is determined in step S105 that the identification calculation process is to be continued, the process proceeds to step S106. In step S106, the identification calculation process for identifying the battery parameter φ ^ (k) by the adaptive identification calculation unit 305 is performed. Is done. Specifically, in step S106, the adaptive identification calculation unit 305 uses the conversion state quantity ω (k) calculated in step S102 and the voltage measurement value V (k) acquired in step S101 to obtain the above formula. According to (14), the battery parameter φ ^ (k) of the battery model is identified.

ステップS107では、開路電圧推定部306により、ステップS106で算出された電池パラメータφ^(k)、およびステップS102において算出された変換状態量ω(k)に基づいて、開路電圧推定値V^(k)の算出が行なわれる。そして、算出された開路電圧推定値V^(k)は、SOC推定部307に送出される。 In step S107, based on the battery parameter φ ^ (k) calculated in step S106 by the open circuit voltage estimation unit 306 and the conversion state quantity ω (k) calculated in step S102, the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (K) is calculated. Then, the calculated open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) is sent to the SOC estimation unit 307.

ステップS108では、SOC推定部307により、ステップS107で算出された開路電圧推定値V^(k)を用いて、予め定められた二次電池10の開路電圧−充電率特性に基づいて、充電率推定値SOC^(k)の算出が行なわれる。そして、ステップS101に戻り、上述したステップS101〜S108の処理が繰り返され、電池パラメータφ^(k)、および該電池パラメータφ^(k)に基づく、充電率推定値SOC^(k)の推定処理が繰り返し行なわれることとなる。 In step S108, the SOC estimation unit 307 performs charging based on the predetermined open circuit voltage-charge rate characteristic of the secondary battery 10 using the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) calculated in step S107. The rate estimated value SOC ^ (k) is calculated. And it returns to step S101 and the process of step S101-S108 mentioned above is repeated, and estimation of charge rate estimated value SOC ^ (k) based on battery parameter (phi) (k) and this battery parameter (phi) (k). The process will be repeated.

一方、上述したステップS105において、同定演算停止処理部309により、同定演算不可と判定され、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップS109に進み、ステップS109では、同定演算停止処理部309により、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算の停止処理が行なわれる。具体的には、同定演算停止処理部309は、停止信号Sを適応同定演算部305に送出し、適応同定演算部305による、同定演算処理を停止させるとともに、ステップS103において算出された内部抵抗推定値R^(k)を、同定演算停止時内部抵抗推定値R^として、また、前回処理時(前回処理のステップS106)に、算出された電池パラメータφ^(k−1)を、同定演算停止時電池パラメータφ^として、それぞれ、電子制御ユニット30に備えられたRAMに記憶させる。 On the other hand, if it is determined by the identification calculation stop processing unit 309 that the identification calculation is impossible in step S105 described above and it is determined that the identification calculation process is to be stopped, the process proceeds to step S109. In step S109, the identification calculation stop process is performed. By the unit 309, the adaptive identification calculation unit 305 performs the process of stopping the identification calculation of the battery parameter φ ^ (k). Specifically, identification calculation stop processing unit 309 sends a stop signals S 1 to the adaptive identification calculation unit 305, by the adaptive identification calculation unit 305, to stop the identification calculation processing, the internal resistance calculated in the step S103 estimate R ^ a (k), as identification calculation stopped when the internal resistance estimated value R s ^, also at the time of the previous processing (step S106 in the previous processing), battery parameters calculated phi ^ a (k-1), The battery parameters φ s ^ when the identification calculation is stopped are stored in the RAM provided in the electronic control unit 30, respectively.

そして、ステップS109において、同定演算の停止処理が行なわれた後は、ステップS107に進み、開路電圧推定部306により、開路電圧推定値V^(k)の算出が行なわれる。なお、この場合においては、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)を同定するための同定演算処理(ステップS106)が行なわれていないため、開路電圧推定値V^(k)は、ステップS109において電子制御ユニット30に備えられたRAMに記憶させた同定演算停止時電池パラメータφ^、およびステップS102において算出された変換状態量ω(k)に基づいて、算出されることとなる。すなわち、開路電圧推定値V^(k)の算出を行なう際に、電池パラメータφ^(k)の代わりに、同定演算停止時電池パラメータφ^が用いられる。 In step S109, after the identification calculation is stopped, the process proceeds to step S107, and the open circuit voltage estimation unit 306 calculates the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k). In this case, since the identification calculation process (step S106) for identifying the battery parameter φ ^ (k) by the adaptive identification calculation unit 305 is not performed, the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) Is calculated based on the battery parameter φ s ^ at the time of stopping the identification calculation stored in the RAM provided in the electronic control unit 30 in step S109 and the conversion state quantity ω (k) calculated in step S102. It becomes. That is, when the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) is calculated, the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped is used instead of the battery parameter φ ^ (k).

次いで、ステップS108に進み、SOC推定部307により、上述のステップS107で算出された開路電圧推定値V^(k)を用いて、予め定められた二次電池10の開路電圧−充電率特性に基づいて、充電率推定値SOC^(k)の算出が行なわれる。そして、ステップS101に戻り、後述するステップS110において、同定演算処理の再開が可能であると判断され、ステップS111〜S114において、同定演算再開処理が行なわれるまで、同定演算停止時電池パラメータφ^を用いた、充電率推定値SOC^(k)の推定処理が行なわれる。 Next, the process proceeds to step S108, and the SOC estimation unit 307 uses the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) calculated in step S107 described above to determine a predetermined open circuit voltage-charge rate characteristic of the secondary battery 10. Based on the above, the charging rate estimated value SOC ^ (k) is calculated. Then, returning to step S101, it is determined in step S110 to be described later that the identification calculation process can be restarted. In steps S111 to S114, the identification calculation stop battery parameter φ s ^ until the identification calculation restart process is performed. Is used to estimate the charging rate estimated value SOC ^ (k).

すなわち、上述のステップS109において、同定演算の停止処理が行なわれた場合には、上述したように、ステップS107およびステップS108において、同定演算停止時電池パラメータφ^を用いて、開路電圧推定値V^(k)の算出、および充電率推定値SOC^(k)の算出が行なわれる。その後、ステップS101に戻り、ステップS101〜103において、上記と同様にして、電流計測値I(k)、電圧計測値V(k)、および電池温度T(k)の取得(ステップS101)、変換状態量ω(k)の算出(ステップS102)、ならびに、内部抵抗推定値R^(k)の算出(ステップS103)が行なわれる。そして、ステップS104において、同定演算が停止中であると判断され、ステップS110に進む。 That is, when the identification calculation stop process is performed in step S109 described above, as described above, in step S107 and step S108, the open circuit voltage estimated value is determined using the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped. Calculation of V 0 ^ (k) and calculation of estimated charge rate SOC ^ (k) are performed. Thereafter, the process returns to step S101. In steps S101 to S103, the current measurement value I (k), voltage measurement value V (k), and battery temperature T (k) are obtained (step S101) and converted in the same manner as described above. The state quantity ω (k) is calculated (step S102), and the internal resistance estimated value R ^ (k) is calculated (step S103). In step S104, it is determined that the identification calculation is stopped, and the process proceeds to step S110.

ステップS110では、同定演算再開処理部310により、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算処理を再開させるか否かの判断が行なわれる。具体的には、同定演算再開処理部310は、ステップS101で取得された電流計測値I(k)、および電圧計測値V(k)に基づいて、上述した方法にしたがい、同定演算可能か、あるいは、同定演算不可かの判定を行うことで、適応同定演算部305による、同定演算処理を再開させるか否かの判断を行なう。同定演算可能と判定され、同定演算処理を再開すると判断された場合には、同定演算再開処理を実行するため、ステップS111に進む。一方、同定演算不可と判定され、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップS107に進み、ステップS110において、同定演算処理の再開が可能であると判断されるまで、上記と同様にして、同定演算停止時電池パラメータφ^を用いた、充電率推定値SOC^(k)の推定処理が繰り返し行なわれる。 In step S110, the identification calculation restart processing unit 310 determines whether or not the adaptive identification calculation unit 305 restarts the battery parameter φ ^ (k) identification calculation process. Specifically, the identification calculation restart processing unit 310 can perform the identification calculation according to the method described above based on the current measurement value I (k) and the voltage measurement value V (k) acquired in step S101. Alternatively, by determining whether or not the identification calculation is possible, the adaptive identification calculation unit 305 determines whether or not to restart the identification calculation process. If it is determined that the identification calculation is possible and it is determined to restart the identification calculation process, the process proceeds to step S111 in order to execute the identification calculation restart process. On the other hand, if it is determined that the identification calculation is not possible and it is determined that the identification calculation process is to be stopped, the process proceeds to step S107, and the same as above until it is determined in step S110 that the identification calculation process can be restarted. Thus, the estimation process of the estimated charge rate SOC ^ (k) using the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped is repeatedly performed.

そして、ステップS110において、同定演算可能と判定され、同定演算処理を再開すると判断された場合には、ステップS111に進み、同定演算再開処理部310により、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算の再開処理が行なわれる。具体的には、同定演算再開処理部310は、再開信号Sを適応同定演算部305に送出し、適応同定演算部305による、同定演算処理を再開させるための信号を送出することで、適応同定演算部305に、同定演算処理を再開させるための指令を行なう。 If it is determined in step S110 that the identification calculation is possible and it is determined that the identification calculation process is to be resumed, the process proceeds to step S111, where the identification calculation restart processing unit 310 causes the adaptive identification calculation unit 305 to use the battery parameter φ ^. (K) The identification calculation restart process is performed. Specifically, identification calculation restart processing unit 310 sends a resume signal S 2 to the adaptive identification calculation unit 305, by the adaptive identification calculation unit 305, by transmitting a signal for resuming the identification calculation processing, adaptive A command for restarting the identification calculation process is issued to the identification calculation unit 305.

次いで、ステップS112では、同定演算再開処理部310は、上述したステップS109において、同定演算処理を停止させるための処理が行なわれた際に、電子制御ユニット30に備えられたRAMに記憶させた同定演算停止時内部抵抗推定値R^を読み出すとともに、ステップS103において得られた今回処理時の内部抵抗推定値R^を、同定演算再開時内部抵抗推定値R^に設定する。そして、同定演算再開処理部310は、これらの割合である変化率|1−(R^)/(R^)|を算出し、変化率|1−(R^)/(R^)|と、所定の第1閾値αとの比較を行なう。 Next, in step S112, the identification calculation resumption processing unit 310 performs the identification stored in the RAM provided in the electronic control unit 30 when the process for stopping the identification calculation process is performed in step S109 described above. The estimated internal resistance value R s ^ when the computation is stopped is read, and the estimated internal resistance value R ^ at the current processing obtained in step S103 is set to the estimated internal resistance value R r ^ when the identification calculation is resumed. Then, the identification calculation resumption processing unit 310 calculates the rate of change | 1- (R r ^) / (R S ^) |, which is the ratio of these, and the rate of change | 1- (R r ^) / (R S ^) | Is compared with a predetermined first threshold value α.

この比較の結果、|1−(R^)/(R^)|<αであると判断された場合には、ステップS113に進み、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφ^が設定される。次いで、ステップS106に進み、同定演算に用いる、電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφ^を用いて、電池パラメータφ^(k)の算出処理が行なわれ、算出された電池パラメータφ^(k)を用いて、開路電圧推定値V^(k)の算出(ステップS107)、充電率推定値SOC^(k)の算出(ステップS108)が行なわれる。 As a result of this comparison, if it is determined that | 1- (R r ^) / (R S ^) | <α, the process proceeds to step S113, where the initial battery parameters used when resuming the identification calculation process As a value, the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped is set. Next, the process proceeds to step S106, and the battery parameter φ ^ (k) is calculated using the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped as the initial value of the battery parameter used for the identification calculation. Using parameter φ ^ (k), open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) is calculated (step S107), and charging rate estimated value SOC ^ (k) is calculated (step S108).

一方、|1−(R^)/(R^)|≧αであると判断された場合には、ステップS114に進み、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφが設定される。なお、電池パラメータの初期値を、初期電池パラメータφに設定する際には、ステップS101で取得された電池温度T(k)が参照されることとなる。次いで、ステップS106に進み、同定演算に用いる、電池パラメータの初期値として、初期電池パラメータφを用いて、電池パラメータφ^(k)の算出処理が行なわれ、算出された電池パラメータφ^(k)を用いて、開路電圧推定値V^(k)の算出(ステップS107)、充電率推定値SOC^(k)の算出(ステップS108)が行なわれる。 On the other hand, if it is determined that | 1- (R r ^) / (R S ^) | ≧ α, the process proceeds to step S114, and the initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation process is as follows. An initial battery parameter φ i that is an initial value of a battery parameter set in advance for each battery temperature is set. Note that when the initial value of the battery parameter is set to the initial battery parameter φ i , the battery temperature T (k) acquired in step S101 is referred to. Then, the process proceeds to step S106, used for identification calculation as an initial value of the battery parameters, using the initial cell parameter phi i, calculation of ^ cell parameters phi (k) is performed, the battery parameter calculated phi ^ ( k) is used to calculate the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) (step S107) and the charging rate estimated value SOC ^ (k) (step S108).

本実施形態においては、電池パラメータφ^(k)を同定する同定演算を停止し、その後、該同定演算を再開する際に、電池パラメータφ^(k)の同定演算に用いる、電池パラメータの初期値を、同定演算停止時内部抵抗推定値R^と、同定演算再開時内部抵抗推定値R^との変化の比率である、変化率|1−(R^)/(R^)|に応じて、選択するものである。すなわち、同定演算停止時および再開時における、二次電池10の内部抵抗値の変化に応じて、同定演算を再開する際に用いる、電池パラメータの初期値を、選択するものである。具体的には、本実施形態では、変化率|1−(R^)/(R^)|が、所定の第1閾値αに対して、|1−(R^)/(R^)|<αの関係にある場合には、電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφ^を用い、一方で、|1−(R^)/(R^)|≧αの関係にある場合には、電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφを用いる。そのため、本実施形態によれば、同定演算再開した際に、同定演算停止時および再開時における、二次電池10の内部抵抗値の変化によらず、電池パラメータφ^(k)を、比較的短い時間で真値に収束させることができ、これにより、充電率の推定精度を向上させることが可能となる。 In this embodiment, when the identification calculation for identifying the battery parameter φ ^ (k) is stopped and then the identification calculation is restarted, the initial battery parameter used for the identification calculation of the battery parameter φ ^ (k) is used. values, the identification calculation stopped when the internal resistance estimated value R S ^, is the ratio of change in the identification calculation resumption internal resistance estimated value R r ^, the rate of change | 1- (R r ^) / (R S ^ ) | Is selected according to |. That is, the initial value of the battery parameter used when restarting the identification calculation is selected according to the change in the internal resistance value of the secondary battery 10 when the identification calculation is stopped and restarted. Specifically, in the present embodiment, the rate of change | 1- (R r ^) / (R S ^) | is | 1- (R r ^) / (R If S ^) | <α, the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped is used as the initial value of the battery parameter, while | 1- (R r ^) / (R S ^) When | ≧ α, the initial battery parameter φ i that is the initial value of the battery parameter preset for each battery temperature is used as the initial value of the battery parameter. Therefore, according to the present embodiment, when the identification calculation is restarted, the battery parameter φ ^ (k) is relatively set regardless of the change in the internal resistance value of the secondary battery 10 when the identification calculation is stopped and restarted. It is possible to converge to the true value in a short time, and thereby it is possible to improve the estimation accuracy of the charging rate.

さらに、本実施形態によれば、同定演算を再開する際に用いる、電池パラメータの初期値を選択する際に、二次電池10の内部状態を示す電池状態量のうち、主たる状態量である内部抵抗値を用い、内部抵抗値の変化量に基づいて設定するものであるため、上記効果をより高めることができる。   Furthermore, according to this embodiment, when selecting the initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation, the internal state which is the main state quantity among the battery state quantities indicating the internal state of the secondary battery 10 is selected. Since the resistance value is used and set based on the amount of change in the internal resistance value, the above effect can be further enhanced.

加えて、本実施形態によれば、上述した第1閾値αを、電池温度T(k)に応じて、変更するような構成としている。同定演算停止時および再開時における、内部抵抗値の変化率|1−(R^)/(R^)|が同じであっても、電池温度T(k)が変化すると、電池パラメータの初期値として望ましいものも、変化してくる場合がある。これに対して、本実施形態では、第1閾値αを、電池温度T(k)に応じて変更することにより、電池パラメータの初期値をより適切に設定することができ、これにより、上記効果をより高めることができる。 In addition, according to the present embodiment, the first threshold value α described above is configured to be changed according to the battery temperature T (k). Even if the rate of change of the internal resistance value | 1- (R r ^) / (R S ^) | is the same when the identification calculation is stopped and restarted, if the battery temperature T (k) changes, the battery parameter What is desired as an initial value may also change. On the other hand, in the present embodiment, the initial value of the battery parameter can be set more appropriately by changing the first threshold value α according to the battery temperature T (k). Can be further enhanced.

ここで、図7は、本実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図、図8は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。   Here, FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of the battery parameter and charging rate estimation processing in the present embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of the battery parameter and charging rate estimation processing in the conventional example.

図7、図8中、左側の各グラフは、上から電流計測値I(k)の変化を示すプロファイル、電圧計測値V(k)の変化を示すプロファイル、充電率SOCの推定値の真値に対する誤差の変化を示すプロファイル、充電率SOCの推定値の変化を示すプロファイルである。また、図7、図8中、右側の各グラフは、上から、電池パラメータ(パラメータ1〜4)のプロファイル、および内部抵抗値の変化率のプロファイルである。なお、図7、図8中、パラメータ1〜4は、それぞれ、パラメータT,T,K,hのいずれか、あるいは、各パラメータT,T,K,hのうち、2つ以上を任意に積算・加算したものに相当する。また、図7、図8中にいては、推定値を実線で、真値を破線で示している。 7 and 8, the graphs on the left side are profiles showing the change in the current measurement value I (k) from the top, profiles showing the change in the voltage measurement value V (k), and the true value of the estimated value of the charge rate SOC. The profile which shows the change of the error with respect to, and the profile which shows the change of the estimated value of the charging rate SOC. 7 and 8, the graphs on the right side are the profile of the battery parameters (parameters 1 to 4) and the profile of the rate of change of the internal resistance value from the top. Incidentally, FIG. 7, in FIG. 8, parameters 1-4 are each parameter T 1, T 2, K, either h, or the parameters T 1, T 2, K, of h, 2 or more This is equivalent to adding and adding arbitrarily. 7 and 8, the estimated value is indicated by a solid line and the true value is indicated by a broken line.

図7、図8においては、図7、図8中に示す「領域A」において、各パラメータ1〜4の同定演算を行い、次いで、「領域B」において、各パラメータ1〜4の同定演算を停止し、その後、「領域C」において、同定演算を再開した場合におけるシミュレーション結果を示している。また、図7、図8に示すシミュレーション結果は、「領域B」、すなわち、各パラメータ1〜4の同定演算を停止している際に、内部抵抗値の変化率が変化した場合のシミュレーション結果である。   7 and 8, the identification calculation of each parameter 1 to 4 is performed in “Area A” shown in FIGS. 7 and 8, and then the identification calculation of each parameter 1 to 4 is performed in “Area B”. The simulation result is shown in the case of stopping and then restarting the identification calculation in “region C”. The simulation results shown in FIGS. 7 and 8 are simulation results when the rate of change of the internal resistance value changes while the identification calculation of each parameter 1 to 4 is stopped. is there.

図7に示すように、本実施形態のように、同定演算停止中に、内部抵抗値が変化した場合に、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφを用いることにより、各パラメータ1〜4を、比較的短い時間で真値に収束させることができ、その結果、充電率SOCの推定値の真値に対する誤差を小さくすることが可能であることが確認できる。 As shown in FIG. 7, when the internal resistance value changes during the stop of the identification calculation as in this embodiment, the battery preset for each battery temperature is used as the initial value of the battery parameter used when the identification calculation is resumed. By using the initial battery parameter φ i which is the initial value of the parameter, each parameter 1 to 4 can be converged to the true value in a relatively short time, and as a result, the estimated value of the charging rate SOC with respect to the true value It can be confirmed that the error can be reduced.

一方、図8に示すように、同定演算停止中に、内部抵抗値の変化率が変化した場合に、電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφ^を用いると、各パラメータ1〜4は、真値に収束せず、そのため、充電率SOCの推定値の真値に対する誤差が大きくなる結果となった。 On the other hand, as shown in FIG. 8, when the change rate of the internal resistance value changes while the identification calculation is stopped, the battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped is used as the initial value of the battery parameter. ˜4 did not converge to the true value, and as a result, an error with respect to the true value of the estimated value of the charging rate SOC was increased.

同様に、図9は、本実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図、図10は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。   Similarly, FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of the battery parameter and charging rate estimation processing in the present embodiment, and FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of the battery parameter and charging rate estimation processing in the conventional example.

図9、図10は、上述した図7、図8と同様に、シミュレーション結果を示す図であり、図9、図10のシミュレーション結果は、図7、図8の場合と異なり、「領域B」、すなわち、各パラメータ1〜4の同定演算を停止している際に、内部抵抗値が変化しない場合のシミュレーション結果である。   FIGS. 9 and 10 are diagrams showing simulation results as in FIGS. 7 and 8 described above. Unlike FIGS. 7 and 8, the simulation results of FIGS. 9 and 10 are “region B”. That is, it is a simulation result when the internal resistance value does not change when the identification calculation of each parameter 1 to 4 is stopped.

図9に示すように、本実施形態のように、同定演算停止中に、内部抵抗値が変化していない場合に、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφ^を用いることにより、各パラメータ1〜4を、比較的短い時間で真値に収束させることができ、その結果、充電率SOCの推定値の真値に対する誤差を小さくすることが可能であることが確認できる。 As shown in FIG. 9, when the identification calculation is stopped and the internal resistance value is not changed as in the present embodiment, the battery parameter φ when the identification calculation is stopped is used as the initial value of the battery parameter used when the identification calculation is restarted. By using s ^, each parameter 1 to 4 can be converged to a true value in a relatively short time, and as a result, an error with respect to the true value of the estimated value of the charging rate SOC can be reduced. I can confirm that.

一方、図8に示すように、同定演算停止中に、内部抵抗値が変化していない場合に、電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφを用いると、各パラメータ1〜4は、真値に収束せず、そのため、充電率SOCの推定値の真値に対する誤差が大きくなる結果となった。 On the other hand, as shown in FIG. 8, when the internal resistance value does not change during the stop of the identification calculation, the initial battery that is the initial value of the battery parameter preset for each battery temperature is used as the initial value of the battery parameter. When the parameter φ i is used, each of the parameters 1 to 4 does not converge to the true value, and as a result, an error with respect to the true value of the estimated value of the charging rate SOC becomes large.

《第2実施形態》
次いで、本発明の第2実施形態について、説明する。
第2実施形態においては、電子制御ユニット30が、図11に示すような機能ブロック図で示される構成を有し、以下に説明するように機能する以外は、第1実施形態と同様である。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the electronic control unit 30 has the configuration shown in the functional block diagram as shown in FIG. 11 and functions as described below.

図11に示すように、第2実施形態に係る電子制御ユニット30は、第1実施形態と比較して、SOC推定部307の代わりに、第1SOC推定部307aを備え、かつ、第2SOC推定部311および選択部312をさらに有する以外は、上述した第1実施形態に係る電子制御ユニット30と同様である。   As shown in FIG. 11, the electronic control unit 30 according to the second embodiment includes a first SOC estimation unit 307a instead of the SOC estimation unit 307, as compared with the first embodiment, and includes a second SOC estimation unit. The electronic control unit 30 is the same as the electronic control unit 30 according to the first embodiment described above except that it further includes 311 and a selection unit 312.

第1SOC推定部307aは、上述した第1実施形態のSOC推定部307と同様に、開路電圧推定部306により算出された開路電圧推定値V^(k)から、予め定められた二次電池10の開路電圧−充電率特性に基づいて、第1充電率推定値SOC^(k)を算出する。そして、このようにして得られた第1充電率推定値SOC^(k)は、第1SOC推定部307aから、第2SOC推定部311および選択部312に送出される。 Similar to the SOC estimation unit 307 of the first embodiment described above, the first SOC estimation unit 307a uses a predetermined secondary battery from the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) calculated by the open circuit voltage estimation unit 306. Based on the 10 open circuit voltage-charge rate characteristics, a first charge rate estimated value SOC 1 ^ (k) is calculated. Then, the first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k) obtained in this way is sent from the first SOC estimating unit 307a to the second SOC estimating unit 311 and the selecting unit 312.

第2SOC推定部311は、同定演算停止処理部309により、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算の停止処理が行なわれた際に、同定演算の停止処理が行なわれた際において、第1SOC推定部307aにより算出された第1充電率推定値SOC^(k)を取得し、これを同定演算停止時充電率推定値SOC^(k)とする。そして、第2SOC推定部311は、同定演算停止時充電率推定値SOC^、および電流検出部301により検出された電流検出値I(k)に基づき、電流積算法によって、第2充電率推定値SOC^(k)の算出を行なう。具体的には、第2SOC推定部311は、同定演算停止時充電率推定値SOC^に相当する、二次電池の残容量を求め、これを初期容量Ciniとし、電流検出値I(k)に基づき、二次電池10に流れる充放電電流による電池容量の変化を、電流検出値I(k)を積算することにより求め、求めた電池容量Cを、二次電池10の総容量Callにて除すことにより、第2充電率推定値SOC^(k)を算出する。そして、このようにして得られた第2充電率推定値SOC^(k)は、第2SOC推定部311から、選択部312に送出される。 The second SOC estimation unit 311 performs the identification calculation stop processing when the identification calculation stop processing unit 309 performs the identification calculation stop processing of the battery parameter φ ^ (k) by the adaptive identification calculation unit 305. In this case, the first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k) calculated by the first SOC estimating unit 307a is acquired, and this is set as the charging rate estimated value SOC s ^ (k) when the identification calculation is stopped. Then, the second SOC estimation unit 311 estimates the second charge rate based on the current calculation method based on the identification calculation stop state charge rate estimated value SOC s ^ and the current detection value I (k) detected by the current detection unit 301. The value SOC 2 ^ (k) is calculated. Specifically, the second SOC estimator 311 obtains the remaining capacity of the secondary battery corresponding to the charging rate estimated value SOC s ^ when the identification calculation is stopped, and uses this as the initial capacity C ini , and the current detection value I (k ), The change in battery capacity due to the charge / discharge current flowing in the secondary battery 10 is obtained by integrating the current detection value I (k), and the obtained battery capacity C is determined as the total capacity C all of the secondary battery 10. The second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) is calculated by dividing by. Then, second charge rate estimated value SOC 2 ^ (k) obtained in this way is sent from second SOC estimation unit 311 to selection unit 312.

なお、第2充電率推定値SOC^の算出は、適応同定演算部305による、同定演算の停止処理が行なわれた際に開始され、その後、同定演算再開処理部310により、適応同定演算部305による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間T(所定時間Tについては、後述する。)経過することで、終了する。 The calculation of the second charging rate estimated value SOC 2 ^ is started when the identification calculation stop process is performed by the adaptive identification calculation unit 305, and then the identification calculation restart processing unit 310 performs the adaptive identification calculation unit. The process is terminated when a predetermined time T (the predetermined time T will be described later) elapses after the identification calculation restart process 305 is executed.

選択部312は、二次電池10の充電率推定値SOC^(k)を求めるための演算を、第1SOC推定部307aにより行なわせるか、あるいは、第2SOC推定部311により行なわせるかを選択し、これらの切替えを行なう。具体的には、選択部312は、
定演算部305による、同定演算の停止処理が行なわれた際には、第1SOC推定部307aにより算出された第1充電率推定値SOC^(k)に代えて、第2SOC推定部311により算出された第2充電率推定値SOC^(k)を、二次電池10の充電率推定値SOC^(k)とするように切替える。一方、適応同定演算部305による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間T経過した際には、第2SOC推定部311により算出された第2充電率推定値SOC^(k)に代えて、第1SOC推定部307aにより算出された第1充電率推定値SOC^(k)を、二次電池10の充電率推定値SOC^(k)とするように切替える。すなわち、選択部312は、同定演算の停止処理後、同定演算が再開され、所定時間Tが経過するまでは、第2充電率推定値SOC^(k)を使用し、所定時間T経過後、再び、同定演算の停止処理がされるまでは、第1充電率推定値SOC^(k)を使用する。また、第2充電率推定値SOC^(k)から第1充電率推定値SOC^(k)に切り替える場合に、これらの値に差がある場合には、充電率推定値SOC^(k)に段差が生じてしまうことが考えられるため、このような場合には、充電率推定値SOC^(k)に変化率リミッタ処理を施したり、あるいは、第2充電率推定値SOC^(k)と、第1充電率推定値SOC^(k)とを線形補間処理してもよい。
Selection unit 312 selects whether calculation for obtaining charging rate estimated value SOC ^ (k) of secondary battery 10 is to be performed by first SOC estimation unit 307a or second SOC estimation unit 311. These are switched. Specifically, the selection unit 312
When the identification calculation is stopped by the constant calculation unit 305, the second SOC estimation unit 311 replaces the first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k) calculated by the first SOC estimation unit 307a. The calculated second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) is switched to the charging rate estimated value SOC ^ (k) of the secondary battery 10. On the other hand, the second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) calculated by the second SOC estimating unit 311 when a predetermined time T has elapsed since the identification calculation resuming process by the adaptive identification calculating unit 305 is executed. Instead, the first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k) calculated by the first SOC estimating unit 307a is switched to the charging rate estimated value SOC ^ (k) of the secondary battery 10. That is, the selection unit 312 uses the second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) until the predetermined time T elapses after the identification calculation is stopped and the predetermined time T elapses. The first charge rate estimated value SOC 1 ^ (k) is used until the identification calculation is stopped again. Further, when switching from the second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) to the first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k), if there is a difference between these values, the charging rate estimated value SOC ^ ( since a step in k) can be considered that occurs, in such a case, or subjected to a change rate limiter process to the charging rate estimated value SOC ^ (k), or the second charging rate estimated value SOC 2 ^ (K) and the first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k) may be linearly interpolated.

なお、選択部312は、所定時間Tとしては、同定演算再開処理部310により算出される変化率|1−(R^)/(R^)|に応じて、変更するような構成とする。具体的には、|1−(R^)/(R^)|が、所定の第2閾値βに対して、|1−(R^)/(R^)|<βの関係にある場合には、所定時間Tを比較的短い時間に設定し、|1−(R^)/(R^)|≧βの関係にある場合には、所定時間Tを比較的長い時間に設定するような構成とする。 The selection unit 312 is configured to change the predetermined time T according to the rate of change | 1- (R r ^) / (R S ^) | calculated by the identification calculation restart processing unit 310. To do. Specifically, | 1- (R r ^) / (R S ^) | is | 1- (R r ^) / (R S ^) | <β with respect to a predetermined second threshold value β. If there is a relationship, the predetermined time T is set to a relatively short time. If | 1- (R r ^) / (R S ^) | ≧ β, the predetermined time T is set to be relatively small. The configuration is such that a long time is set.

また、選択部312は、第2閾値βとして、予め設定された固定値を用いてもよいが、本実施形態においては、電池温度T(k)に応じて、第1閾値βを変更するような構成とする。   The selection unit 312 may use a preset fixed value as the second threshold β, but in the present embodiment, the first threshold β is changed according to the battery temperature T (k). The configuration is as follows.

次いで、第2実施形態における、電池パラメータφ^(k)および充電率推定値SOC^(k)の推定処理について、図12に示すフローチャートを用いて説明する。図12に示す処理は一定周期毎(本実施形態では、100msec毎)に実施される。なお、以下に説明する処理は、電子制御ユニット30により行われる。   Next, an estimation process of the battery parameter φ ^ (k) and the charging rate estimated value SOC ^ (k) in the second embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 12 is performed at regular intervals (in this embodiment, every 100 msec). Note that the processing described below is performed by the electronic control unit 30.

まず、ステップS201〜S204においては、上述した第1実施形態のステップS101〜S204(図6参照)と同様に、電流計測値I(k)、電圧計測値V(k)、および電池温度T(k)の取得(ステップS201)、変換状態量ω(k)の算出(ステップS202)、ならびに、内部抵抗推定値R^(k)の算出(ステップS203)、適応同定演算部305による、同定演算が停止中であるか否かの判断(ステップS204)が行なわれる。適応同定演算部305による、同定演算の停止処理がなされておらず、前回処理時において、同定演算処理が行なわれている場合には、ステップS205に進む。一方、適応同定演算部305による、同定演算が停止中である場合には、ステップS207に進む。   First, in steps S201 to S204, similarly to steps S101 to S204 (see FIG. 6) of the first embodiment described above, the current measurement value I (k), the voltage measurement value V (k), and the battery temperature T ( k) acquisition (step S201), calculation of the conversion state quantity ω (k) (step S202), calculation of the internal resistance estimated value R ^ (k) (step S203), and identification calculation by the adaptive identification calculation unit 305 Whether or not is stopped is determined (step S204). If the identification calculation stop process by the adaptive identification calculation unit 305 has not been performed and the identification calculation process has been performed in the previous process, the process proceeds to step S205. On the other hand, when the identification calculation by the adaptive identification calculation unit 305 is stopped, the process proceeds to step S207.

ステップ205では、上述した第1実施形態のステップS105(図6参照)と同様に、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算処理を停止させるか否かの判断が行なわれる。同定演算処理を続行すると判断された場合には、ステップS213に進み、充電率推定処理が行なわれる。なお、ステップS213の充電率推定処理については、後述する。一方、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップS206に進む。   In step 205, as in step S105 (see FIG. 6) of the first embodiment described above, the adaptive identification calculation unit 305 determines whether to stop the battery parameter φ ^ (k) identification calculation process. It is. If it is determined to continue the identification calculation process, the process proceeds to step S213, and the charging rate estimation process is performed. The charging rate estimation process in step S213 will be described later. On the other hand, if it is determined to stop the identification calculation process, the process proceeds to step S206.

ステップS206では、上述した第1実施形態のステップS109(図6参照)と同様に、電池パラメータφ^(k)の同定演算の停止処理、および、同定演算停止時内部抵抗推定値R^、および同定演算停止時電池パラメータφ^を電子制御ユニット30に備えられたRAMに記憶させる処理が行なわれる。そして、ステップS206終了後には、ステップS213に進み、後述する充電率推定処理が行なわれる。 In step S206, as in step S109 (see FIG. 6) of the first embodiment described above, the process of stopping the identification calculation of the battery parameter φ ^ (k), and the estimated internal resistance estimated value R s ^ when the identification calculation is stopped, The battery parameter φ s ^ when the identification calculation is stopped is stored in a RAM provided in the electronic control unit 30. Then, after step S206 ends, the process proceeds to step S213, and a charge rate estimation process described later is performed.

一方、上述のステップS204において、適応同定演算部305による、同定演算が停止中である場合には、ステップS207に進み、上述した第1実施形態のステップS110(図6参照)と同様に、同定演算の再開が可能か否かの判断がなされる。同定演算の再開が可能と判断された場合には、ステップS208に進む。一方、同定演算の再開が不可と判断された場合には、ステップS213に進み、後述する充電率推定処理が行なわれる。   On the other hand, in the above-described step S204, when the identification calculation by the adaptive identification calculation unit 305 is stopped, the process proceeds to step S207, and the identification is performed in the same manner as in step S110 (see FIG. 6) of the first embodiment described above. A determination is made whether the computation can be resumed. If it is determined that the identification calculation can be resumed, the process proceeds to step S208. On the other hand, if it is determined that the resumption of the identification calculation is impossible, the process proceeds to step S213, and a charge rate estimation process described later is performed.

ステップS208〜S211においては、上述した第1実施形態のステップS111〜S114(図6参照)と同様に、同定演算の再開処理(ステップS208)、変化率|1−(R^)/(R^)|が第1閾値α未満であるか否かの判断(ステップS209)、同定演算に用いる、電池パラメータの初期値の設定(ステップS210、S211)が行なわれる。 In steps S208 to S211, similarly to steps S111 to S114 (see FIG. 6) of the first embodiment described above, the resumption process of the identification calculation (step S208), the change rate | 1- (R r ^) / (R S ^) | is less than the first threshold value α (step S209), and initial values of the battery parameters used for the identification calculation are set (steps S210 and S211).

そして、ステップS212では、選択部312により、所定時間Tの設定が行なわれる。具体的には、選択部312は、ステップS209で算出された変化率|1−(R^)/(R^)|と、所定の第2閾値βとを比較し、比較結果に応じて、所定時間Tを設定する。そして、ステップS212において、所定時間Tの初期値の設定が行なわれた後には、ステップS213に進み、後述する充電率推定処理が行なわれる。 In step S212, the selection unit 312 sets the predetermined time T. Specifically, the selection unit 312 compares the rate of change | 1- (R r ^) / (R S ^) | calculated in step S209 with a predetermined second threshold value β, and according to the comparison result. The predetermined time T is set. In step S212, after the initial value for the predetermined time T is set, the process proceeds to step S213, and a charge rate estimation process described later is performed.

次いで、ステップS213の充電率推定処理について、説明する。図13は、ステップS213の充電率推定処理を示すフローチャートである。   Next, the charging rate estimation process in step S213 will be described. FIG. 13 is a flowchart showing the charging rate estimation process in step S213.

まず、図13に示すステップS301では、上述したステップS206において、適応同定演算部305による、電池パラメータφ^(k)の同定演算の停止処理が既になされ、適応同定演算部305による、同定演算が停止中であるか否かの判断が行なわれる。適応同定演算部305による、同定演算の停止処理がなされておらず、前回処理時において、同定演算処理が行なわれていると判断された場合には、ステップS302に進む。一方、適応同定演算部305による、同定演算が停止中であると判断された場合には、ステップS307に進む。   First, in step S301 shown in FIG. 13, in the above-described step S206, the adaptive identification calculation unit 305 has already stopped the identification calculation of the battery parameter φ ^ (k), and the adaptive identification calculation unit 305 performs the identification calculation. A determination is made whether or not the vehicle is stopped. If the identification calculation stop process by the adaptive identification calculation unit 305 is not performed and it is determined that the identification calculation process is being performed in the previous process, the process proceeds to step S302. On the other hand, if it is determined that the identification calculation by the adaptive identification calculation unit 305 is stopped, the process proceeds to step S307.

ステップS302、S303では、上述した第1実施形態のステップS106、S107(図6参照)と同様に、適応同定演算部305により、電池パラメータφ^(k)を同定するための同定演算処理(ステップS302)、および開路電圧推定値V^(k)の算出処理(ステップS303)が行なわれる。 In steps S302 and S303, as in steps S106 and S107 (see FIG. 6) in the first embodiment described above, an identification calculation process (step for identifying battery parameter φ ^ (k) is performed by adaptive identification calculation unit 305. S302) and a calculation process (step S303) of the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) are performed.

そして、ステップS304では、第1SOC推定部307aにより、ステップS303で算出された開路電圧推定値V^(k)を用いて、予め定められた二次電池10の開路電圧−充電率特性に基づいて、第1充電率推定値SOC^(k)の算出が行なわれる。算出された第1充電率推定値SOC^(k)は、第2SOC推定部311および選択部312に送出される。 In step S304, the first SOC estimation unit 307a uses the open circuit voltage estimated value V 0 ^ (k) calculated in step S303, based on the predetermined open circuit voltage-charge rate characteristic of the secondary battery 10. Thus, the first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k) is calculated. The calculated first charging rate estimated value SOC 1 ^ (k) is sent to the second SOC estimating unit 311 and the selecting unit 312.

次いで、ステップS305では、適応同定演算部305による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間T経過しているか否かの判定が行なわれる。同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間T経過していると判断された場合には、ステップS306に進む。そして、ステップS306において、選択部312によって、第1SOC推定部307aおよび第2SOC推定部311のうち、第1SOC推定部307aが選択され、ステップS304において、第1SOC推定部307aにより算出された第1充電率推定値SOC^(k)を、二次電池10の充電率推定値SOC^(k)に設定する処理がなされる。 Next, in step S305, it is determined whether or not a predetermined time T has elapsed after the adaptive identification calculation unit 305 executes the identification calculation resumption process. If it is determined that the predetermined time T has elapsed since the resumption process of the identification calculation is executed, the process proceeds to step S306. In step S306, the selection unit 312 selects the first SOC estimation unit 307a from the first SOC estimation unit 307a and the second SOC estimation unit 311, and in step S304, the first charge calculated by the first SOC estimation unit 307a. A process of setting rate estimation value SOC 1 ^ (k) to charge rate estimation value SOC ^ (k) of secondary battery 10 is performed.

一方、上述のステップS301において、同定演算が停止中であると判断された場合、または、同定演算が停止中でない場合でも、上述のステップS305において、適応同定演算部305による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間T経過していないと判断された場合には、ステップS307に進む。ステップS307では、第2SOC推定部311により、第2充電率推定値SOC^(k)の算出が行なわれる。具体的には、第2SOC推定部311は、同定演算停止時に推定された充電率の推定値である同定演算停止時充電率推定値SOC^(k)、およびステップS201で取得された電流検出値I(k)に基づき、電流積算法によって、第2充電率推定値SOC^(k)を算出する。算出された第2充電率推定値SOC^(k)は、選択部312に送出される。 On the other hand, when it is determined in step S301 described above that the identification calculation is stopped, or even if the identification calculation is not stopped, the adaptive identification calculation unit 305 performs the identification calculation restart process in step S305 described above. If it is determined that the predetermined time T has not elapsed since the execution of step S307, the process proceeds to step S307. In step S307, the second SOC estimation unit 311 calculates the second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k). Specifically, the second SOC estimation unit 311 determines the charging rate estimated value SOC s ^ (k) at the stop of the identification calculation, which is an estimated value of the charging rate estimated when the identification calculation is stopped, and the current detection acquired at step S201. Based on the value I (k), the second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) is calculated by the current integration method. The calculated second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) is sent to selection section 312.

次いで、ステップS307に続くテップS308では、選択部312によって、第1SOC推定部307aおよび第2SOC推定部311のうち、第2SOC推定部311が選択され、ステップS307において、第2SOC推定部311により算出された第2充電率推定値SOC^(k)を、二次電池10の充電率推定値SOC^(k)に設定する処理がなされる。
第2実施形態においては、以上のようにして、二次電池10の充電率推定値SOC^(k)が算出される。
Next, in step S308 following step S307, the selection unit 312 selects the second SOC estimation unit 311 from the first SOC estimation unit 307a and the second SOC estimation unit 311. In step S307, the second SOC estimation unit 311 calculates the second SOC estimation unit 311. The second charging rate estimated value SOC 2 ^ (k) is set to the charging rate estimated value SOC ^ (k) of the secondary battery 10.
In the second embodiment, the estimated charging rate SOC ^ (k) of the secondary battery 10 is calculated as described above.

第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果に加えて、次の効果を奏する。
すなわち、第2実施形態においては、電池パラメータφ^(k)を同定する同定演算を停止している際には、第2SOC推定部311により電流積算法に基づいて、二次電池10の充電率を推定し、同定演算を再開し、所定時間T経過した後に、電流積算法による充電率の推定から、第1SOC推定部307aにより、同定した電池パラメータφ^(k)に基づく、充電率の推定を行なう。そして、第2実施形態においては、この所定時間Tを、同定演算停止時内部抵抗推定値R^と、同定演算再開時内部抵抗推定値R^との変化の比率である、変化率|1−(R^)/(R^)|に応じて、変化させるものである。すなわち、所定の第2閾値βに対して、|1−(R^)/(R^)|<βの関係にある場合には、所定時間Tを比較的短い時間に設定し、|1−(R^)/(R^)|≧βの関係にある場合には、所定時間Tを比較的長い時間に設定するような構成とする。そのため、第2実施形態によれば、変化率|1−(R^)/(R^)|が小さい場合に、電流積算法に基づく充電率の推定を、不要に長い時間行なうことを防止することができ、その結果として、充電率の推定精度のさらなる向上が可能となる。
According to 2nd Embodiment, in addition to the effect of 1st Embodiment mentioned above, there exist the following effects.
That is, in the second embodiment, when the identification calculation for identifying the battery parameter φ ^ (k) is stopped, the charging rate of the secondary battery 10 is calculated by the second SOC estimation unit 311 based on the current integration method. After the predetermined time T has elapsed, the charging rate is estimated based on the battery parameter φ ^ (k) identified by the first SOC estimation unit 307a from the estimation of the charging rate by the current integration method. To do. In the second embodiment, the predetermined time T is a rate of change that is a change ratio between the estimated internal resistance value R S ^ when the identification calculation is stopped and the estimated internal resistance value R r ^ when the identification calculation is resumed. 1- (R r ^) / (R S ^) | That is, when there is a relationship of | 1- (R r ^) / (R S ^) | <β with respect to the predetermined second threshold value β, the predetermined time T is set to a relatively short time, In a case where 1− (R r ^) / (R S ^) | ≧ β, the predetermined time T is set to a relatively long time. Therefore, according to the second embodiment, when the rate of change | 1- (R r ^) / (R S ^) | is small, the charging rate is estimated based on the current integration method for an unnecessarily long time. As a result, it is possible to further improve the estimation accuracy of the charging rate.

加えて、第2実施形態によれば、上述した第2閾値βを、電池温度T(k)に応じて、変更するような構成としている。同定演算停止時および再開時における、内部抵抗値の変化率|1−(R^)/(R^)|が同じであっても、電池温度T(k)が変化すると、所定時間Tとして望ましいものも、変化してくる場合がある。これに対して、本実施形態では、第2閾値βを、電池温度T(k)に応じて変更することにより、所定時間Tをより適切に設定することができ、これにより、上記効果をより高めることができる。 In addition, according to the second embodiment, the above-described second threshold value β is changed according to the battery temperature T (k). Even if the rate of change of internal resistance value | 1- (R r ^) / (R S ^) | is the same when the identification calculation is stopped and restarted, if the battery temperature T (k) changes, the predetermined time T What is desirable as well may change. On the other hand, in the present embodiment, the predetermined time T can be set more appropriately by changing the second threshold value β according to the battery temperature T (k), thereby further improving the above effect. Can be increased.

なお、上述した実施形態において、電流検出部301は本発明の電流検出手段に、電圧検出部302は本発明の電圧検出手段に、温度検出部303は本発明の温度検出手段に、状態変数フィルタ演算部304および適応同定演算部305は本発明の同定演算手段に、電池状態推定部308は本発明の状態量推定手段に、同定演算停止処理部309は本発明の演算停止処理手段および保存手段に、同定演算再開処理部310は本発明の演算再開処理手段に、開路電圧推定部306は本発明の開路電圧推定手段に、SOC推定部307および第1SOC推定部307aは本発明の第1充電率推定手段に、第2SOC推定部311は本発明の第2充電率推定手段に、選択部312は本発明の選択手段に、それぞれ相当する。   In the embodiment described above, the current detector 301 is the current detector of the present invention, the voltage detector 302 is the voltage detector of the present invention, the temperature detector 303 is the temperature detector of the present invention, and the state variable filter. The calculation unit 304 and the adaptive identification calculation unit 305 are the identification calculation unit of the present invention, the battery state estimation unit 308 is the state quantity estimation unit of the present invention, and the identification calculation stop processing unit 309 is the calculation stop processing unit and storage unit of the present invention. In addition, the identification calculation restart processing unit 310 is the calculation restart processing unit of the present invention, the open circuit voltage estimation unit 306 is the open circuit voltage estimation unit of the present invention, and the SOC estimation unit 307 and the first SOC estimation unit 307a are the first charge of the present invention. The second SOC estimation unit 311 corresponds to the rate estimation unit, the second charging rate estimation unit of the present invention, and the selection unit 312 corresponds to the selection unit of the present invention.

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these embodiment was described in order to make an understanding of this invention easy, and was not described in order to limit this invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態においては、同定演算を再開する際に用いる、電池パラメータの初期値を選択する際に、二次電池10の内部状態を示す電池状態量のうち、主たる状態量である内部抵抗値を用い、内部抵抗値の変化量に基づいて設定するような構成を示したが、電池状態量のうち、内部抵抗値以外の状態量についての変化量を求め、これを用いるような構成であってもよい。   For example, in the above-described embodiment, when selecting the initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation, the internal state that is the main state quantity among the battery state quantities indicating the internal state of the secondary battery 10 is selected. Although the configuration is shown in which the resistance value is used and set based on the amount of change in the internal resistance value, the amount of change in the state amount other than the internal resistance value among the battery state amounts is obtained and used. It may be.

10…二次電池
20…負荷
30…電子制御ユニット
301…電流検出部
302…電圧検出部
303…温度検出部
304…状態変数フィルタ演算部
305…適応同定演算部
306…開路電圧推定部
307、307a…SOC推定部(第1SOC推定部)
308…電池状態推定部
309…同定演算停止処理部
310…同定演算再開処理部
311…第2SOC推定部
312…選択部
40…電流計
50…電圧計
60…温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Secondary battery 20 ... Load 30 ... Electronic control unit 301 ... Current detection part 302 ... Voltage detection part 303 ... Temperature detection part 304 ... State variable filter calculation part 305 ... Adaptive identification calculation part 306 ... Open circuit voltage estimation part 307,307a ... SOC estimation unit (first SOC estimation unit)
308 ... Battery state estimation unit 309 ... Identification calculation stop processing unit 310 ... Identification calculation restart processing unit 311 ... Second SOC estimation unit 312 ... Selection unit 40 ... Ammeter 50 ... Voltmeter 60 ... Temperature sensor

Claims (10)

二次電池の電流を、電流計測値として検出する電流検出手段と、
前記二次電池の端子電圧を、電圧計測値として検出する電圧検出手段と、
前記二次電池の電池温度を検出する温度検出手段と、
前記二次電池の電池モデルを定義し、前記電流計測値および前記電圧計測値に基づいて、前記電池モデルに基づく前記二次電池の端子電圧を電圧推定値として推定し、前記電圧計測値に基づいた値と前記電圧推定値との差分がゼロに収束するように、前記電池モデルの電池パラメータを一括推定する同定演算を行なう同定演算手段と、
前記二次電池の内部状態を示す電池状態量を推定する状態量推定手段と、
前記同定演算手段による同定演算を停止するか否かを判断し、前記同定演算を停止すると判断した場合に、前記同定演算の停止処理を行う演算停止処理手段と、
前記演算停止処理手段により、前記同定演算の停止処理が行われた場合に、前記同定演算手段および前記状態量推定手段により推定された前記同定演算停止時における電池パラメータおよび電池状態量を保存させる保存手段と、
前記同定演算を停止している際に、前記同定演算を再開するか否かを判断し、前記同定演算を再開すると判断した場合に、前記同定演算の再開処理を行う演算再開処理手段と、を備え、
前記演算再開処理手段は、前記同定演算を再開する際に、前記同定演算停止時の電池状態量に対する、前記同定演算再開時の電池状態量の変化量を算出し、前記変化量が所定の第1閾値未満である場合には、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、前記保存手段に保存された電池パラメータ保存値を設定し、前記変化量が前記第1閾値以上である場合には、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、予め設定された所定値を設定することを特徴とする電池状態推定装置。
Current detection means for detecting the current of the secondary battery as a current measurement value;
Voltage detection means for detecting the terminal voltage of the secondary battery as a voltage measurement value;
Temperature detecting means for detecting a battery temperature of the secondary battery;
A battery model of the secondary battery is defined, a terminal voltage of the secondary battery based on the battery model is estimated as a voltage estimated value based on the current measurement value and the voltage measurement value, and based on the voltage measurement value Identification calculation means for performing an identification calculation for collectively estimating battery parameters of the battery model so that a difference between the measured value and the voltage estimated value converges to zero,
A state quantity estimating means for estimating a battery state quantity indicating an internal state of the secondary battery;
It is determined whether or not to stop the identification calculation by the identification calculation means, and when it is determined to stop the identification calculation, calculation stop processing means for stopping the identification calculation;
Storage that saves the battery parameter and the battery state quantity at the time of stopping the identification calculation estimated by the identification calculation means and the state quantity estimation means when the identification calculation stop process is performed by the calculation stop processing means Means,
When the identification calculation is stopped, it is determined whether to restart the identification calculation, and when it is determined that the identification calculation is to be restarted, calculation restart processing means for performing the identification calculation restart processing, Prepared,
When resuming the identification calculation, the calculation resumption processing means calculates a change amount of the battery state quantity when the identification calculation is resumed with respect to a battery state quantity when the identification calculation is stopped. If it is less than one threshold, a battery parameter storage value stored in the storage means is set as an initial value of the battery parameter used when resuming the identification calculation, and the amount of change is greater than or equal to the first threshold. Is a battery state estimation device that sets a predetermined value as an initial value of a battery parameter used when resuming the identification calculation.
請求項1に記載の電池状態推定装置において、
前記初期値として、電池温度、電池の劣化度および電池の充電率のうち少なくとも一つに応じて設定された所定値を用いることを特徴とする電池状態推定装置。
In the battery state estimation device according to claim 1,
A battery state estimation device using a predetermined value set according to at least one of a battery temperature, a battery deterioration degree, and a battery charge rate as the initial value.
請求項1または2に記載の電池状態推定装置において、
前記同定演算手段により同定されたパラメータに基づいて、前記二次電池の開路電圧を推定する開路電圧推定手段と、
開路電圧推定手段により推定された開路電圧から、予め求めた開路電圧と充電率との関係に基づいて、前記二次電池の充電率を推定する第1充電率推定手段とをさらに備えることを特徴とする電池状態推定装置。
The battery state estimation device according to claim 1 or 2,
An open-circuit voltage estimating means for estimating an open-circuit voltage of the secondary battery based on the parameter identified by the identification calculating means;
First charge rate estimating means for estimating the charge rate of the secondary battery based on the relationship between the open circuit voltage and the charge rate obtained in advance from the open circuit voltage estimated by the open circuit voltage estimating means. A battery state estimation device.
請求項1〜3のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
前記電池状態量が、前記二次電池の内部抵抗値であり、
前記状態量推定手段は、前記温度検出手段により検出された電池温度に基づいて前記内部抵抗値を算出し、
前記演算再開処理手段は、前記同定演算停止時の内部抵抗値と、前記同定演算再開時の内部抵抗値との比率である内部抵抗変化量が、前記第1閾値以上であるか否かに基づいて、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することを特徴とする電池状態推定装置。
The battery state estimation apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The battery state quantity is an internal resistance value of the secondary battery,
The state quantity estimating means calculates the internal resistance value based on the battery temperature detected by the temperature detecting means,
The calculation restart processing means is based on whether or not an internal resistance change amount, which is a ratio between the internal resistance value at the time when the identification calculation is stopped and the internal resistance value when the identification calculation is restarted, is equal to or greater than the first threshold value. An initial value of a battery parameter used when resuming the identification calculation is set.
請求項3に記載の電池状態推定装置において、
前記電池状態量が、前記二次電池の内部抵抗値であり、
前記状態量推定手段は、前記温度検出手段により検出された電池温度、および前記第1充電率推定手段により推定された充電率の少なくとも1つに基づいて前記内部抵抗値を算出し、
前記演算再開処理手段は、前記同定演算停止時の内部抵抗値と、前記同定演算再開時の内部抵抗値との比率である内部抵抗変化量が、前記第1閾値以上であるか否かに基づいて、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することを特徴とする電池状態推定装置。
In the battery state estimation device according to claim 3,
The battery state quantity is an internal resistance value of the secondary battery,
The state quantity estimating means calculates the internal resistance value based on at least one of the battery temperature detected by the temperature detecting means and the charging rate estimated by the first charging rate estimating means,
The calculation restart processing means is based on whether or not an internal resistance change amount, which is a ratio between the internal resistance value at the time when the identification calculation is stopped and the internal resistance value when the identification calculation is restarted, is equal to or greater than the first threshold value. An initial value of a battery parameter used when resuming the identification calculation is set.
請求項1〜5のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
前記演算再開処理手段は、前記第1閾値を、前記電池温度に応じて変更することを特徴とする電池状態推定装置。
In the battery state estimation device according to any one of claims 1 to 5,
The battery resumption processing unit, wherein the calculation resumption processing unit changes the first threshold according to the battery temperature.
請求項3〜6のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
前記第1充電率推定手段と異なる方法により、前記二次電池の充電率を推定する第2充電率推定手段と、
前記二次電池の充電率の推定を、前記第1充電率推定手段により行なわせるか、前記第2充電率推定手段により行なわせるか、を選択する選択手段と、をさらに備え、
前記選択手段は、前記演算停止処理手段により、前記同定演算を停止すると判断された場合には、前記第1充電率推定手段から前記第2充電率推定手段に切替えて、前記二次電池の充電率の推定を行わせ、前記演算再開処理手段により、前記同定演算を再開すると判断された場合には、前記同定演算再開時から所定時間経過後に、前記第2充電率推定手段から前記第1充電率推定手段に切替えて、前記二次電池の充電率の推定を行わせることを特徴とする電池状態推定装置。
In the battery state estimation device according to any one of claims 3 to 6,
Second charge rate estimating means for estimating the charge rate of the secondary battery by a method different from the first charge rate estimating means;
Selecting means for selecting whether to estimate the charging rate of the secondary battery by the first charging rate estimating unit or the second charging rate estimating unit;
The selection means switches from the first charging rate estimation means to the second charging rate estimation means when the calculation stop processing means determines to stop the identification calculation, and charges the secondary battery. When the calculation resumption processing means determines that the identification calculation is to be resumed, the second charge rate estimation means causes the first charging after a predetermined time has elapsed since the identification calculation was resumed. A battery state estimation device that switches to a rate estimation means and estimates the charge rate of the secondary battery.
請求項7に記載の電池状態推定装置において、
前記選択手段は、前記演算再開処理手段により算出される、前記同定演算停止時の電池状態量に対する、前記同定演算再開時の電池状態量の変化量に応じて、前記所定時間の長さを設定することを特徴とする電池状態推定装置。
The battery state estimation apparatus according to claim 7,
The selection means sets the length of the predetermined time according to the amount of change in the battery state quantity at the time of resuming the identification calculation, with respect to the battery state quantity at the time of the stop of the identification calculation calculated by the calculation resumption processing means. A battery state estimation device characterized by:
請求項8に記載の電池状態推定装置において、
前記選択手段は、前記変化量が所定の第2閾値未満である場合には、前記変化量が前記第2閾値以上である場合と比較して、前記所定時間を短く設定することを特徴とする電池状態推定装置。
The battery state estimation device according to claim 8,
The selection means sets the predetermined time shorter when the change amount is less than a predetermined second threshold value, compared with a case where the change amount is equal to or more than the second threshold value. Battery state estimation device.
請求項9に記載の電池状態推定装置において、
前記選択手段は、前記第2閾値を、前記電池温度に応じて変更することを特徴とする電池状態推定装置。
The battery state estimation device according to claim 9,
The battery state estimation device, wherein the selection unit changes the second threshold value according to the battery temperature.
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