JP4956476B2 - Battery discharge duration prediction method, battery state detection method, battery state detection device, and battery power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリの放電持続時間予測方法とバッテリ状態検知方法、これを適用したバッテリ状態検知装置、およびバッテリ状態検知装置を搭載したバッテリ電源システムに関するものである。 The present invention relates to a battery discharge duration prediction method and a battery state detection method, a battery state detection device to which the method is applied, and a battery power supply system equipped with the battery state detection device.
近年、自動車分野においては、多くの電気デバイスが搭載されるようになっており、とくに安全系装置の電気制御化が進むのに伴って車載電源の重要度が一層高まっている。また、省エネや二酸化炭素の排出規制への対応として、交差点などにおけるアイドリングストップ機能とその再始動能力の確保が求められている。 In recent years, many electric devices have been mounted in the automobile field, and in particular, the importance of the on-vehicle power source has been further increased with the progress of electric control of safety devices. In addition, in order to respond to energy saving and carbon dioxide emission regulations, it is required to secure an idling stop function and its restart capability at intersections and the like.
アイドルストップの普及に伴って、その再始動能力を確保するためにバッテリの状態を的確に監視するための技術が強く望まれるようになってきている。このように、バッテリの重要性が高まるのに伴って、バッテリ状態をモニタして状態検知する技術の必要性が急速に高まりつつあり、これに対応してバッテリの劣化度(SOH)あるいは放電能力(SOF)を予測する技術がこれまでに多数提案されている(特許文献1〜4)。 With the widespread use of idle stops, a technique for accurately monitoring the state of the battery has been strongly desired in order to ensure the restart capability. Thus, as the importance of the battery increases, the need for a technique for monitoring the state of the battery and detecting the state is rapidly increasing, and accordingly, the degree of deterioration (SOH) or the discharge capacity of the battery is increased. Many techniques for predicting (SOF) have been proposed (Patent Documents 1 to 4).
特許文献1では、バッテリの状態監視方法として、バッテリの寿命末期近傍において、一定期間前の内部抵抗と残存容量との相関を示す近似式を求め、それに基づいてバッテリの寿命予測を順次更新する技術が開示されている。また、特許文献2では、測定電圧から算出した電圧降下と、事前に記憶させたテーブルから求めた内部抵抗値とからバッテリの放電量を求め、これを前回算出の電気量から差し引いて現在の電気量を求めて監視する放電監視装置が開示されている。
In Patent Document 1, as a battery state monitoring method, a technique for obtaining an approximate expression indicating a correlation between an internal resistance and a remaining capacity before a certain period in the vicinity of the end of the battery life, and sequentially updating the battery life prediction based thereon. Is disclosed. Further, in
特許文献3では、エンジン始動時の開回路電圧および内部抵抗の特性を反映させたバッテリの残容量を推定する方法が開示されている。また、推定された残容量を用いてエンジン始動の可否を判定することが記載されている。さらに、特許文献4では、電圧・電流からバッテリの充電率を算出するとともに、使用中の電気量を算出してバッテリ上がりまでの時間を算出監視装置が開示されている。
アイドリングストップ中等のようにバッテリの充電を行うことなく放電を続ける場合、バッテリの状態を考慮することなく放電を続けると、再びエンジンを始動しようとしたときにバッテリの残容量が不足して再始動できなくなったり、制御装置等の重要な機器が動作不能になるおそれがある。 If you continue to discharge without charging the battery, such as when idling is stopped, if you continue to discharge without considering the state of the battery, when you try to start the engine again, the remaining capacity of the battery will run short and restart There is a risk that it may become impossible or an important device such as a control device may become inoperable.
上記の特許文献1乃至4に開示されている技術では、バッテリの残容量等を推定または算出する技術が記載されているものの、制御装置等の重要な機器に影響を与えることなくエンジン始動等の機器動作に必要な充電容量を確保するための技術は記載されていない。充電容量がある程度維持されている場合でも、バッテリの劣化状態等によってはエンジン始動等で電圧が大幅に低下するおそれがあり、これにより制御装置等が正常に動作できなくなるといった問題がある。 Although the techniques disclosed in the above-mentioned patent documents 1 to 4 describe a technique for estimating or calculating the remaining capacity of the battery, the engine start and the like without affecting important equipment such as a control device. There is no description of a technique for securing a charging capacity necessary for device operation. Even when the charge capacity is maintained to some extent, depending on the deterioration state of the battery, etc., there is a risk that the voltage may be significantly reduced by starting the engine or the like, thereby causing a problem that the control device cannot operate normally.
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、放電中のバッテリに対し、所定の機器を動作させるのに必要な充電容量を確保させることが可能となるバッテリの放電持続時間予測方法、バッテリ状態検知方法、バッテリ状態検知装置及びバッテリ電源システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve these problems, and it is possible to maintain the discharge capacity of the battery that can ensure the charge capacity necessary for operating a predetermined device for the battery being discharged. An object is to provide a time prediction method, a battery state detection method, a battery state detection device, and a battery power supply system.
この発明のバッテリの放電持続時間予測方法の第1の態様は、バッテリから所定電流パターンで放電を継続して所定の機器動作用電流の供給を行った場合の機器の安定動作が確保可能な閾値電圧に達するまでの放電持続時間を予測するバッテリの放電持続時間予測方法であって、電流値と内部抵抗または内部インピーダンスとを変数として放電による安定電圧からの電圧降下量を算出する電圧降下量算出式を事前に作成し、所定時点における前記バッテリの内部抵抗または内部インピーダンスを測定し、前記所定時点から前記電流パターンで放電を継続して時間tだけ経過したときの充電率変化に伴う前記安定電圧の変化を予測する安定電圧予測演算と、前記機器動作用電流値と前記内部抵抗または内部インピーダンスとを前記電圧降下量算出式に代入して電圧降下量を算出する電圧降下量演算と、前記経過時間tにおける前記安定電圧予測値から前記電圧降下量を減算して前記経過時間tにおける応答電圧を予測する応答電圧予測演算と、からなる予測演算を前記経過時間tを更新しながら繰り返し行い、前記応答電圧予測値が所定の閾値に達する前記経過時間tを求めて前記放電持続時間とするバッテリの放電持続時間予測方法において、充電率または電流値を変数とし、かつ調整パラメータを有する前記内部抵抗または内部インピーダンスの算出相関式を事前に作成し、前記内部抵抗または内部インピーダンスの測定値と前記内部抵抗または内部インピーダンス測定時の充電率または放電電流値とを前記算出相関式に代入することによって前記調整パラメータを決定し、前記経過時間tにおける前記バッテリの充電率を予測して得た充電率予測値または前記機器動作用電流値と決定された調整パラメータとを前記算出相関式に代入して前記内部抵抗または内部インピーダンスを算出し、前記電圧降下量演算では該内部抵抗または内部インピーダンスを前記電圧降下量算出式に代入し、前記放電持続時間を所定の負荷制御時間と比較してこれより短いと判断すると、前記バッテリへの充電を開始させることを特徴とする。 The first aspect of the battery discharge duration prediction method of the present invention is a threshold that can ensure stable operation of the device when the battery is continuously discharged in a predetermined current pattern and a predetermined device operation current is supplied. A method for predicting the discharge duration of a battery that predicts the discharge duration until reaching the voltage, and calculating the amount of voltage drop from a stable voltage due to discharge using the current value and internal resistance or internal impedance as variables. The stable voltage that accompanies a change in the charging rate when a time t has elapsed since the current pattern is continuously discharged from the predetermined time by measuring the internal resistance or internal impedance of the battery at a predetermined time by preparing an equation in advance A stable voltage prediction calculation for predicting a change in the voltage, and the voltage drop amount calculation using the current value for operating the device and the internal resistance or internal impedance. A voltage drop amount calculation for calculating a voltage drop amount by substituting into the equation, and a response voltage prediction calculation for predicting a response voltage at the elapsed time t by subtracting the voltage drop amount from the stable voltage predicted value at the elapsed time t In the method for predicting the discharge duration of the battery, the prediction calculation consisting of the above is repeated while updating the elapsed time t, and the elapsed time t at which the response voltage predicted value reaches a predetermined threshold is obtained as the discharge duration. The calculation formula of the internal resistance or internal impedance having a charging rate or current value as a variable and having an adjustment parameter is created in advance, and the measured value of the internal resistance or internal impedance and the internal resistance or internal impedance are measured. The adjustment parameter is determined by substituting the charging rate or the discharge current value into the calculated correlation equation, The internal resistance or internal impedance is calculated by substituting the estimated charge rate obtained by predicting the charge rate of the battery in the overtime t or the current value for device operation and the determined adjustment parameter into the calculated correlation equation. In the voltage drop amount calculation, when the internal resistance or internal impedance is substituted into the voltage drop amount calculation formula and the discharge duration is compared with a predetermined load control time and determined to be shorter than this, Charging is started .
この発明のバッテリの放電持続時間予測方法の他の態様は、温度を変数とし、かつ調整パラメータを有する前記内部抵抗または内部インピーダンスの算出相関式を事前に作成し、前記内部抵抗または内部インピーダンスの測定値および前記内部抵抗または内部インピーダンス測定時の温度を前記算出相関式に代入することによって前記調整パラメータを決定し、前記経過時間tにおける前記バッテリの温度および決定された調整パラメータを前記算出相関式に代入して前記内部抵抗または内部インピーダンスを算出し、前記電圧降下量演算では該内部抵抗または内部インピーダンスを前記電圧降下量算出式に代入することを特徴とする。 According to another aspect of the battery discharge duration prediction method of the present invention, a calculation correlation equation of the internal resistance or internal impedance having temperature as a variable and having an adjustment parameter is created in advance, and the internal resistance or internal impedance is measured. The adjustment parameter is determined by substituting the value and the temperature at the time of measuring the internal resistance or the internal impedance into the calculated correlation equation, and the battery temperature and the determined adjustment parameter at the elapsed time t are added to the calculated correlation equation. The internal resistance or internal impedance is calculated by substitution, and the internal resistance or internal impedance is substituted into the voltage drop calculation formula in the voltage drop calculation.
この発明のバッテリの放電持続時間予測方法の他の態様は、前記放電持続時間を所定の負荷制御時間と比較してこれより短いと判断すると、前記バッテリへの充電を開始させることを特徴とする。 Another aspect of the battery discharge duration prediction method of the present invention is characterized in that charging the battery is started when it is determined that the discharge duration is shorter than a predetermined load control time. .
この発明のバッテリ状態検知装置の第1の態様は、バッテリの少なくとも内部抵抗または内部インピーダンスを測定するバッテリ状態測定部と、所定の電流パターンと所定の機器動作用電流値、及び機器の安定動作に必要な最低閾値電圧とを保存する記憶部と、前記バッテリ状態測定部から所定時点における前記バッテリの内部抵抗または内部インピーダンスを入力し、前記記憶部から読み込んだ前記電流パターンで前記所定時点から放電を継続して時間tだけ経過したときの充電率変化に伴う前記安定電圧の変化を予測する安定電圧予測演算と、前記記憶部から読み込んだ前記機器動作用電流値と前記内部抵抗または内部インピーダンスとを事前に作成された電圧降下量算出式に代入して電圧降下量を算出する電圧降下量演算と、前記経過時間tにおける前記安定電圧予測値から前記電圧降下量を減算して前記経過時間tにおける応答電圧を予測する応答電圧予測演算と、からなる予測演算を前記経過時間tを更新しながら繰り返し行い、前記応答電圧予測値が所定の閾値に達する前記経過時間tを求めて前記放電持続時間とする演算処理部と、を備え、前記演算処理部は、充電率または電流値を変数とし、かつ調整パラメータを有する前記内部抵抗または内部インピーダンスの事前に作成された算出相関式に対して、前記内部抵抗または内部インピーダンスの測定値と前記内部抵抗または内部インピーダンス測定時の充電率または放電電流値とを代入することによって前記調整パラメータを決定し、前記経過時間tにおける前記バッテリの充電率を予測して得た充電率予測値または前記機器動作用電流値と決定された調整パラメータとを前記算出相関式に代入して前記内部抵抗または内部インピーダンスを算出し、前記電圧降下量演算では該内部抵抗または内部インピーダンスを前記電圧降下量算出式に代入し、前記演算処理部は、前記放電持続時間を所定の負荷制御時間と比較してこれより短いと判断すると、前記バッテリへの充電を開始させることを特徴とする。 According to a first aspect of the battery state detection device of the present invention, there is provided a battery state measurement unit that measures at least internal resistance or internal impedance of a battery, a predetermined current pattern, a predetermined current value for device operation, and a stable operation of the device. A storage unit that stores a required minimum threshold voltage, and an internal resistance or impedance of the battery at a predetermined time point from the battery state measurement unit, and discharge from the predetermined time point according to the current pattern read from the storage unit A stable voltage prediction calculation for predicting a change in the stable voltage accompanying a change in the charging rate when the time t has elapsed continuously, the device operation current value read from the storage unit, and the internal resistance or internal impedance. Substituting into the voltage drop amount calculation formula created in advance, the voltage drop amount calculation to calculate the voltage drop amount, and the progress Performing a prediction calculation consisting of a response voltage prediction calculation for subtracting the voltage drop amount from the stable voltage prediction value in the interval t to predict a response voltage in the elapsed time t while updating the elapsed time t, An arithmetic processing unit that obtains the elapsed time t when the predicted response voltage reaches a predetermined threshold and sets the discharge duration as the discharge duration, the arithmetic processing unit using a charging rate or current value as a variable, and an adjustment parameter Substituting the measured value of the internal resistance or internal impedance and the charge rate or discharge current value at the time of measuring the internal resistance or internal impedance into the calculated correlation equation created in advance of the internal resistance or internal impedance The adjustment parameter is determined by the following, and the charging rate predicted value obtained by predicting the charging rate of the battery at the elapsed time t is calculated. Substitutes the current value for device operation and the determined adjustment parameter into the calculated correlation equation to calculate the internal resistance or internal impedance, and the voltage drop amount calculation calculates the internal resistance or internal impedance as the voltage drop amount. Substituting into the calculation formula, the arithmetic processing unit compares the discharge duration with a predetermined load control time and determines that it is shorter than this, and starts charging the battery .
この発明のバッテリ状態検知装置の他の態様は、前記演算処理部は、前記放電持続時間を所定の負荷制御時間と比較してこれより短いと判断すると、前記バッテリへの充電を開始させることを特徴とする。 According to another aspect of the battery state detection device of the present invention, when the arithmetic processing unit compares the discharge duration with a predetermined load control time and determines that it is shorter than this, it starts charging the battery. Features.
本発明によれば、放電中のバッテリに対し、所定の機器を動作させるのに必要な充電容量を確保させることが可能となるバッテリの放電持続時間予測方法、バッテリ状態検知方法、バッテリ状態検知装置及びバッテリ電源システムを提供することができる。 According to the present invention, a battery discharge duration prediction method, a battery state detection method, and a battery state detection device capable of ensuring a charge capacity necessary for operating a predetermined device for a discharging battery. And a battery power system.
図面を参照して本発明の好ましい実施の形態におけるバッテリの放電持続時間予測方法、バッテリ状態検知方法、バッテリ状態検知装置及びバッテリ電源システムの構成について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。 A configuration of a battery discharge duration prediction method, a battery state detection method, a battery state detection device, and a battery power supply system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about each structural part which has the same function, the same code | symbol is attached | subjected and shown for simplification of illustration and description.
バッテリから所定の放電電流パターンで放電を継続した場合、充電容量の低下に伴ってバッテリ電圧はたとえば図2に示す電圧10のように低下していく。バッテリから受電する機器には、その動作に必要な最低電圧(閾値、以下では動作限界電圧Vthという)が規定されており、放電が継続されてバッテリの電圧が動作限界電圧以下に達してしまうと、その後機器は正常に動作できなくなってしまう。
When discharging from the battery is continued with a predetermined discharge current pattern, the battery voltage decreases, for example, as the
また、バッテリ電圧が動作限界電圧以上に確保されている場合でも、それまで停止中の機器を動作させることができなくなるおそれもある。例えば、図2において、停止中の機器を動作させたときにバッテリ電圧10が符号11で示す大きさの電圧降下を伴う場合には、電圧降下時の電圧が動作限界電圧以上である必要がある。
Further, even when the battery voltage is ensured to be equal to or higher than the operation limit voltage, there is a possibility that the device that has been stopped until then cannot be operated. For example, in FIG. 2, when the
本発明のバッテリの放電持続時間予測方法の第1の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。本実施形態では、バッテリから所定の電流パターン(以下では電流パターンAという)で放電を継続した状態で、所定の機器(以下では機器Bとする)を動作させた時の電圧が動作限界電圧Vthに達するときのそれまでの放電持続時間を予測する。本実施形態の放電持続時間の予測方法を、図3を用いて説明する。 A first embodiment of a battery discharge duration prediction method of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the voltage when the predetermined device (hereinafter referred to as device B) is operated while the battery is continuously discharged in a predetermined current pattern (hereinafter referred to as current pattern A) is the operation limit voltage Vth. Predict the duration of discharge until that time. A method for predicting the discharge duration of the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態のバッテリの放電持続時間予測方法では、電流パターンAの放電による充電容量の低下に伴う安定電圧の変化を予測する。安定電圧は、バッテリが充放電を長時間行わず安定しているときの開回路電圧(OCV)に相当する。図3では、本実施形態で予測された安定電圧(以下では、単にOCVで表す)の変化の一例を符号21で示す。また、機器Bを動作させたときの電圧降下ΔVを符号22、電圧降下後の応答電圧を23でそれぞれ示す。本実施形態では、機器Bを動作させたときの電圧降下22および電圧降下後の応答電圧23を予測している。そして、予測された応答電圧23が動作限界電圧Vthに達するまでの放電持続時間を求めている。
In the battery discharge duration prediction method of the present embodiment, a change in the stable voltage accompanying a decrease in the charge capacity due to the discharge of the current pattern A is predicted. The stable voltage corresponds to an open circuit voltage (OCV) when the battery is stable without charging / discharging for a long time. In FIG. 3, an example of a change in the stable voltage predicted in the present embodiment (hereinafter simply expressed as OCV) is indicated by
本実施形態のバッテリの放電持続時間予測方法を、図1に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
本実施形態では、機器Bを動作させたときの放電による安定電圧からの電圧降下量ΔVを算出するのに電圧降下量算出式を用いており、第1ステップS1で電圧降下量算出式を事前に作成している。また、第1ステップS1では、バッテリから継続して放電する電流パターンも事前に作成している。本実施形態の放電持続時間予測方法では、所定時点からの経過時間tを所定の時間幅Δtずつ進めながら放電持続時間を求めており、経過時間tの初期値として、第1ステップS1で経過時間tにゼロを設定している。
The battery discharge duration prediction method of this embodiment will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
In the present embodiment, the voltage drop amount calculation formula is used to calculate the voltage drop amount ΔV from the stable voltage due to the discharge when the device B is operated, and the voltage drop amount calculation formula is preliminarily calculated in the first step S1. Have created it. In the first step S1, a current pattern for continuously discharging from the battery is also created in advance. In the discharge duration prediction method of the present embodiment, the discharge duration is obtained while the elapsed time t from a predetermined time is advanced by a predetermined time width Δt, and the elapsed time t is set as the initial value of the elapsed time t in the first step S1. t is set to zero.
電圧降下量ΔVは、放電電流値Iとバッテリの内部抵抗または内部インピーダンス(以下では内部インピーダンスZを例に説明する)との間に次式のような相関がある。
第2ステップS2では、所定時点におけるバッテリの内部抵抗または内部インピーダンスを測定する。
次の第3ステップS3以降は、放電持続時間が求まるまで繰り返し実行される。まず、第3ステップS3では、経過時間tを時間幅Δtだけ進める。
In the second step S2, the internal resistance or internal impedance of the battery at a predetermined time is measured.
The subsequent third step S3 and subsequent steps are repeatedly executed until the discharge duration is determined. First, in the third step S3, the elapsed time t is advanced by the time width Δt.
第4ステップS4では、充電率演算として、経過時間tの時点における充電率を算出する。これは、次のステップの安定電圧予測演算で用いるためである。バッテリの満充電容量をCnomとしたとき、充電率SOCは次式で算出することができる。
(式2)において、充電容量低下量ΔCは、所定時点から経過時間tの間、電流パターンAで放電を継続したときの放電電流Iの時間積分であり、次式で算出することができる。
第5ステップS5では、安定電圧予測演算として、所定時点から電流パターンAで放電を継続して経過時間tだけ経ったときの安定電圧を予測している。安定電圧OCVと充電率SOCとの間には、図4にみられるような相関がある。これより、安定電圧OCVは第4ステップS4で算出した充電率SOCを用いて次式で算出できる。
第6ステップS6では、電圧降下量演算として、安定電圧OCVからの電圧降下量ΔVを、第1ステップS1で作成した電圧降下量算出式を用いて算出する。機器Bを動作させたときの機器動作用電流値Iと第2ステップS2で測定された内部インピーダンスZとを、(式1)に示した電圧降下量算出式に代入して電圧降下量ΔVを算出する。 In the sixth step S6, as the voltage drop amount calculation, the voltage drop amount ΔV from the stable voltage OCV is calculated using the voltage drop amount calculation formula created in the first step S1. Substituting the device operating current value I when the device B is operated and the internal impedance Z measured in the second step S2 into the voltage drop calculation formula shown in (Equation 1), the voltage drop ΔV is calculated. calculate.
第7ステップS7では、応答電圧予測演算として、第5ステップS5で予測された安定電圧OCVから第6ステップS6で算出された電圧降下量ΔVを減算することで、経過時間tの時点で機器Bを動作させたときの応答電圧Vが算出される。
第8ステップS8では、第7ステップS7で予測された応答電圧Vと動作限界電圧Vthとを比較し、応答電圧Vが動作限界電圧Vthより十分高い(両者の差が微小値εより大きい)ときは、第3ステップS3に戻って経過時間tをΔtだけ進め、第4ステップ以降の演算を繰り返し行う。また、応答電圧Vが動作限界電圧Vthに十分近い(両者の差が微小値ε以下)ときは、応答電圧Vが動作限界電圧Vthに達したと判定し、次の第9ステップS9において、このときの経過時間tを放電継続時間に設定する。 In the eighth step S8, the response voltage V predicted in the seventh step S7 is compared with the operation limit voltage Vth. Returns to the third step S3, advances the elapsed time t by Δt, and repeats the calculation after the fourth step. Further, when the response voltage V is sufficiently close to the operation limit voltage Vth (the difference between the two is a minute value ε or less), it is determined that the response voltage V has reached the operation limit voltage Vth, and in the next ninth step S9, The elapsed time t is set as the discharge duration.
本実施形態のバッテリの放電持続時間予測方法では、電圧降下量ΔVを(式1)を用いて算出するようにしているが、この算出に用いる内部インピーダンスとして、上記では第2ステップS2で測定された値を用いている。しかしながら、内部インピーダンスはバッテリの充電容量、電流、温度等によって変化することから、これを補正して所定の基準状態における値を用いるようにすることで、放電持続時間の精度をさらに高めることが可能となる。内部インピーダンスを補正するようにした実施例の処理の流れを図5に示す。 In the battery discharge duration prediction method of the present embodiment, the voltage drop amount ΔV is calculated using (Equation 1), but the internal impedance used for this calculation is measured in the second step S2 above. Values are used. However, since the internal impedance changes depending on the charging capacity, current, temperature, etc. of the battery, it is possible to further improve the accuracy of the discharge duration by correcting this and using the value in a predetermined reference state. It becomes. FIG. 5 shows a processing flow of the embodiment in which the internal impedance is corrected.
内部インピーダンスと充電率SOCとの間には、一例として図6にみられるような相関がある。そこで、電圧降下量ΔVの算出に用いる内部インピーダンスを、経過時間tにおける充電容量SOCで補正することができる。一例として、内部インピーダンスZを次式のように充電容量SOCの関数で表すことができる。
(式6)の内部インピーダンスZの算出式は、第2ステップS2で測定された内部インピーダンスとその時の充電容量SOCを満たす必要がある。そこで、内部インピーダンスの測定値とその時の充電容量SOCを(式6)に代入することによって前記調整パラメータCを決定するようにすることができる。調整パラメータCの決定は、第2ステップS2において行うことができる。 The calculation formula of the internal impedance Z in (Expression 6) needs to satisfy the internal impedance measured in the second step S2 and the charge capacity SOC at that time. Therefore, the adjustment parameter C can be determined by substituting the measured value of the internal impedance and the charge capacity SOC at that time into (Equation 6). The adjustment parameter C can be determined in the second step S2.
図5に示す処理の流れでは、第4ステップS4の次にステップS11を追加しており、ここで内部インピーダンスの補正を行うようにしている。すなわち、第2ステップS2で決定された調整パラメータCを用い、第4ステップS4で算出された充電率SOCを調整パラメータCとともに(式6)に代入して内部インピーダンスを算出している。 In the processing flow shown in FIG. 5, step S11 is added after the fourth step S4, and the internal impedance is corrected here. That is, using the adjustment parameter C determined in the second step S2, the internal impedance is calculated by substituting the charging rate SOC calculated in the fourth step S4 together with the adjustment parameter C into (Equation 6).
内部インピーダンスを補正する別の方法として、バッテリを流れている電流値で補正する方法がある。内部インピーダンスと電流値Iとの間には、たとえば次式で示すような相関がある。
(式7)の内部インピーダンスZの算出式は、第2ステップS2で測定された内部インピーダンスとその時の電流値Iを満たす必要がある。そこで、内部インピーダンスの測定値とその時の電流値Iを(式7)に代入することによって前記調整パラメータDを決定するようにすることができる。Dの決定は、第2ステップS2において行うことができる。 The formula for calculating the internal impedance Z in (Expression 7) needs to satisfy the internal impedance measured in the second step S2 and the current value I at that time. Therefore, the adjustment parameter D can be determined by substituting the measured value of the internal impedance and the current value I at that time into (Equation 7). The determination of D can be made in the second step S2.
また、内部インピーダンスの補正演算は、ステップS11において機器Bを動作させたときの機器動作用電流値を調整パラメータDとともに(式7)の電流値Iに代入することで、補正された内部インピーダンスを算出することができる。なお、経過時間tによらず機器Bを動作させたときの機器動作用電流値が一定のときは、上記の内部インピーダンスの補正演算を、たとえば第2ステップS2で調整パラメータDの決定と同時に行ってもよい。 Further, the internal impedance correction calculation is performed by substituting the current value for device operation when the device B is operated in step S11 into the current value I of (Equation 7) together with the adjustment parameter D, thereby calculating the corrected internal impedance. Can be calculated. When the device operating current value is constant regardless of the elapsed time t, the internal impedance correction calculation is performed simultaneously with the determination of the adjustment parameter D in the second step S2, for example. May be.
内部インピーダンスを補正するさらに別の方法として、バッテリ温度で補正する方法がある。内部インピーダンスとバッテリ温度(Tempとする)との間には、たとえば次式で示すような相関がある。
(式8)の内部インピーダンスZの算出式は、第2ステップS2で測定された内部インピーダンスとその時のバッテリ温度Tempを満たす必要がある。そこで、フィッティングパラメータEを内部インピーダンスの測定値とその時のバッテリ温度Tempから決定することができる。第2ステップS2において、内部インピーダンスの測定と同時にバッテリ温度Tempを測定し、これを用いてフィッティングパラメータEを決定することができる。 The formula for calculating the internal impedance Z in (Equation 8) needs to satisfy the internal impedance measured in the second step S2 and the battery temperature Temp at that time. Therefore, the fitting parameter E can be determined from the measured value of the internal impedance and the battery temperature Temp at that time. In the second step S2, the battery temperature Temp is measured simultaneously with the measurement of the internal impedance, and the fitting parameter E can be determined using this.
また、(式8)による内部インピーダンスの補正演算は、ステップS11において行ってもよいが、バッテリ電圧Tempとして第2ステップS2で測定した値を用いる場合には、内部インピーダンスの補正演算を第2ステップS2でフィッティングパラメータEを決定した後に行ってもよい。 Further, the internal impedance correction calculation according to (Equation 8) may be performed in step S11. However, when the value measured in the second step S2 is used as the battery voltage Temp, the internal impedance correction calculation is performed in the second step. It may be performed after the fitting parameter E is determined in S2.
内部インピーダンスを補正するための相関式として、(式6)〜(式8)以外のものを用いることもできる。たとえば、内部インピーダンスの補正を、充電率SOC、電流値I、およびバッテリ温度Tempの2つ以上を含む相関式を用いて行ってもよい。一例として、充電容量SOCとバッテリ温度Tempを含む下記の相関式を用いることで、内部インピーダンスの精度をさらに高めることができる。
また、上記では温度Tempと充電率SOCに関して補正する相関式の例を述べたが、温度Tempと電流I、或いは充電率SOCと電流I、さらには温度Tempと電流Iと充電率SOCの全てについても同様に補正相関式を策定し、適宜補正計算を行なうことができる。)
As a correlation formula for correcting the internal impedance, a formula other than (Formula 6) to (Formula 8) may be used. For example, the internal impedance may be corrected using a correlation equation including two or more of the charging rate SOC, the current value I, and the battery temperature Temp. As an example, the accuracy of the internal impedance can be further improved by using the following correlation equation including the charge capacity SOC and the battery temperature Temp.
In the above description, the correlation equation for correcting the temperature Temp and the charging rate SOC is described. However, the temperature Temp and the current I, or the charging rate SOC and the current I, and further all of the temperature Temp, the current I, and the charging rate SOC are described. Similarly, it is possible to formulate a correction correlation equation and perform correction calculation as appropriate. )
なお、上記ではバッテリの内部インピーダンスを例に説明したが、バッテリの内部抵抗を用いる場合でも同様の処理で放電持続時間を求めることができる。バッテリの内部抵抗Rを用いる場合には、上記の(式1)に代えて次式を用いればよい。
上記実施形態で予測した放電持続時間は、バッテリの状態監視や負荷制御等に用いることができる。本実施形態で求めた放電持続時間を用いた負荷制御の一実施例として、放電持続時間を所定の閾値(負荷制御時間)と比較してこれより短いと判断すると、電流パターンAから優先度の低い機器を停止させることによって供給電流量を低減し、より長時間の電源供給を可能とするように制御することができる。あるいは、負荷制御の別の実施例として、放電持続時間を負荷制御時間と比較してこれより短いと判断すると、バッテリへの充電を開始させるように制御することができる。 The discharge duration predicted in the above embodiment can be used for battery state monitoring, load control, and the like. As an example of load control using the discharge duration determined in the present embodiment, when it is determined that the discharge duration is shorter than a predetermined threshold (load control time), the priority of the current pattern A is determined. It is possible to control so as to reduce the amount of supply current by stopping low devices and to enable power supply for a longer time. Alternatively, as another example of the load control, when it is determined that the discharge duration is shorter than the load control time, the battery can be controlled to start charging.
上記実施形態のバッテリの放電持続時間予測方法は、たとえば車両でアイドリングストップを行う場合に、許容されるアイドリングストップ期間を事前に予測するのに適用することができる。車両がアイドリングストップでエンジンを停止させた場合、それまで使用中の車載電装品はエンジン停止後も動作し続けることから、そのような車載電装品にバッテリから電流が供給され続ける。エンジン停止が長く、その間のバッテリからの放電量が大きくなると、その後エンジンを再始動させようとしても再始動できなくなるおそれがある。 The battery discharge duration prediction method of the above-described embodiment can be applied to predicting an allowable idling stop period in advance when performing idling stop in a vehicle, for example. When the vehicle stops the engine due to idling stop, the in-vehicle electrical components that have been used so far continue to operate even after the engine is stopped, and thus current is continuously supplied from the battery to such in-vehicle electrical components. If the engine is stopped for a long time and the amount of discharge from the battery during that time increases, there is a possibility that the engine cannot be restarted even if the engine is subsequently restarted.
エンジン始動には、図7(a)に例示するように、短時間に大きな電流が必要となる。そのため、エンジン始動時の放電による応答電圧は、図7(b)に例示するように大幅な電圧降下((図中ΔVで示す)を発生させる。その結果、エンジン始動直前のバッテリ電圧(図中V0で示す)が、それまでの放電により大きく低下していると、エンジン始動時の電圧降下により応答電圧が閾値(図中Vthで示す)を下回ってしまうおそれがある。閾値Vthは、車載電装品が正常に動作するための最低電圧に相当するものであり、応答電圧がこれを下回ると、車載電装品が正常に動作できなくなるおそれがある。特に、重要機器等の制御装置が正常に動作できなくなると、運転に大きな支障をきたしてしまう。 When starting the engine, a large current is required in a short time, as illustrated in FIG. Therefore, the response voltage due to the discharge at the start of the engine generates a large voltage drop (indicated by ΔV in the figure) as illustrated in FIG.7 (b). If it is greatly reduced due to the discharge until then, the response voltage may fall below a threshold value (indicated by Vth in the figure) due to a voltage drop at the start of the engine. This is equivalent to the minimum voltage required for normal operation of the product, and if the response voltage falls below this level, there is a risk that in-vehicle electrical components may not operate normally, especially for control devices such as important equipment. If you can't, you will have a big hindrance to driving.
そこで、上記実施形態のバッテリの放電持続時間予測方法を用いることで、エンジン始動が可能なアイドリングストップの最長時間を事前に知ることができる。すなわち、上記実施形態のバッテリの放電持続時間予測方法において、電流パターンAをアイドリング中の放電電流パターンとし、機器Bをエンジンとしてその始動時の電圧降下ΔVおよび応答電圧を予測し、これをもとにエンジン始動が可能なアイドリングストップ期間を予測することができる。 Therefore, by using the battery discharge duration prediction method of the above embodiment, it is possible to know in advance the maximum idling stop time during which the engine can be started. That is, in the battery discharge duration prediction method of the above embodiment, the current pattern A is set as a discharge current pattern during idling, the apparatus B is used as an engine, and the voltage drop ΔV and the response voltage at the start-up are predicted. It is possible to predict the idling stop period during which the engine can be started.
次に、本発明の実施の形態に係るバッテリ状態検知方法、バッテリ状態検知装置及びバッテリ電源システムについて以下に説明する。本発明のバッテリ状態検知方法、バッテリ状態検知装置及びバッテリ電源システムは、本発明のバッテリの放電持続時間予測方法をバッテリの監視・制御に応用したものである。本実施形態のバッテリ状態検知方法等によるバッテリの監視・制御は、とくに車両のアイドリングストップ時のバッテリの監視および負荷制御等に適用するのに好適である。 Next, a battery state detection method, a battery state detection device, and a battery power supply system according to an embodiment of the present invention will be described below. The battery state detection method, battery state detection device, and battery power supply system of the present invention are obtained by applying the battery discharge duration prediction method of the present invention to battery monitoring and control. The battery monitoring / control by the battery state detection method or the like of the present embodiment is particularly suitable for application to battery monitoring and load control when the vehicle is idling stopped.
本実施形態のバッテリ状態検知方法を図8に示すフローチャートを用いて説明する。バッテリ状態を監視して負荷制御を行う場合には、放電持続時間予測の場合のように経過時間を進めながら繰り返し計算を行う処理は不要となる。なお、以下では本実施形態のバッテリ状態検知方法を、アイドリングストップを一例に説明するが、これに限定されるものではない。 The battery state detection method of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When load control is performed by monitoring the battery state, it is not necessary to repeat the calculation while advancing the elapsed time as in the case of predicting the discharge duration. In the following, the battery state detection method of the present embodiment will be described by taking idling stop as an example, but the present invention is not limited to this.
本実施形態のバッテリ状態検知方法の第1ステップS21では、電圧降下量算出式を事前に作成している。この電圧降下量算出式は、放電持続時間予測で用いたものをそのまま利用することができ、たとえば(式1)または(式10)を用いることができる。第2ステップS22では、現在のバッテリの内部抵抗または内部インピーダンスを測定する。 In the first step S21 of the battery state detection method of the present embodiment, a voltage drop amount calculation formula is created in advance. As this voltage drop amount calculation formula, the one used in the discharge duration prediction can be used as it is, and for example, (Formula 1) or (Formula 10) can be used. In the second step S22, the current internal resistance or internal impedance of the battery is measured.
第3ステップS23では、充電率演算として、現在のバッテリの充電率SOCを算出する。ここで算出された充電率SOCは、つぎのステップの安定電圧の演算に用いられる。充電率SOCの算出は、放電持続時間予測で用いた(式2)を適用することができる。なお、(式2)の算出に用いられるΔCは、アイドリングストップ後の放電電流を時間積算することで算出することができる。 In the third step S23, the current battery charge rate SOC is calculated as the charge rate calculation. The charging rate SOC calculated here is used for calculation of the stable voltage in the next step. The calculation of the charging rate SOC can be performed using (Equation 2) used in the discharge duration prediction. Note that ΔC used in the calculation of (Equation 2) can be calculated by integrating the discharge current after idling stop over time.
第4ステップS24では、現時点におけるバッテリの安定電圧を推定する。安定電圧OCVの推定には、放電持続時間予測で用いた(式4)を適用することができる。ここで、(式4)の算出に用いられる充電率SOCには、第3ステップS23で算出したものを用いる。 In the fourth step S24, the current stable voltage of the battery is estimated. The equation (4) used in the discharge duration prediction can be applied to the estimation of the stable voltage OCV. Here, the charge rate SOC used in the calculation of (Equation 4) is the one calculated in the third step S23.
第5ステップS25では、電圧降下量演算として、安定電圧OCVからの電圧降下量ΔVを、第1ステップS21で作成した電圧降下量算出式を用いて算出する。エンジンを始動させたときの図7(a)に示す電流Iと第2ステップS22で測定された内部抵抗または内部インピーダンスとを、たとえば(式1)の電圧降下量算出式に代入して電圧降下量ΔVを算出する。 In the fifth step S25, as the voltage drop amount calculation, the voltage drop amount ΔV from the stable voltage OCV is calculated using the voltage drop amount calculation formula created in the first step S21. When the engine is started, the current I shown in FIG. 7A and the internal resistance or internal impedance measured in the second step S22 are substituted into the voltage drop calculation formula of (Formula 1), for example, to reduce the voltage drop. The amount ΔV is calculated.
第6ステップS26では、応答電圧推定演算として、第4ステップS24で推定された安定電圧OCVから第5ステップS25で算出された電圧降下量ΔVを減算することで、現時点でエンジンを始動させたときの応答電圧Vを推定することができる。 In the sixth step S26, when the engine is started at the present time by subtracting the voltage drop amount ΔV calculated in the fifth step S25 from the stable voltage OCV estimated in the fourth step S24 as a response voltage estimation calculation. Can be estimated.
第7ステップS27では、第6ステップS26で推定された応答電圧Vと動作限界電圧Vthとを比較し、応答電圧Vが動作限界電圧Vthより十分高い(両者の差が微小値εより大きい)ときは監視を終了する。また、応答電圧Vが動作限界電圧Vthに十分近い(両者の差が微小値ε以下)ときは、応答電圧Vが動作限界電圧Vthに達したと判定し、第8ステップS28において所定の負荷制御を行う。 In the seventh step S27, the response voltage V estimated in the sixth step S26 is compared with the operation limit voltage Vth. Terminates monitoring. When the response voltage V is sufficiently close to the operation limit voltage Vth (the difference between the two is a minute value ε or less), it is determined that the response voltage V has reached the operation limit voltage Vth, and predetermined load control is performed in the eighth step S28. I do.
第8ステップS28において行う負荷制御として、アイドリングストップ中も動作している電装負荷のうち、優先順位の低いものを停止させていく制御がある。この場合、停止させる電装負荷として、動作中のものすべてとしてもよく、あるいはあらかじ停止する電装負荷の優先順位を定めておき、前記優先順位に従って順番に停止するようにしておいてもよい。 As the load control performed in the eighth step S28, there is a control of stopping the low priority load among the electrical loads that are operating even during idling stop. In this case, the electrical loads to be stopped may be all in operation, or the priority order of the electrical loads to be stopped in advance may be determined and stopped in order according to the priority order.
第8ステップS28において行う別の負荷制御として、エンジンを直ちに始動させてバッテリへの充電を開始させる制御がある。エンジン再始動ができなくなる直前にエンジン始動させることで、エンジン再始動ができなくなる事態を回避することができる。 As another load control performed in the eighth step S28, there is a control for starting the engine immediately and starting charging the battery. By starting the engine immediately before the engine cannot be restarted, a situation in which the engine cannot be restarted can be avoided.
本実施形態のバッテリ状態検知方法においても、放電持続時間予測の場合と同様に、電圧降下量ΔVの算出に用いる内部抵抗または内部インピーダンスを、充電容量、放電電流、バッテリ温度等で補正することができる。補正された内部抵抗または内部インピーダンスを用いることで、エンジン始動時の応答電圧をさらに高精度に推定することができ、バッテリの負荷制御の精度を高めることができる。 Also in the battery state detection method of the present embodiment, as in the case of the discharge duration prediction, the internal resistance or internal impedance used for calculating the voltage drop amount ΔV can be corrected by the charge capacity, the discharge current, the battery temperature, and the like. it can. By using the corrected internal resistance or internal impedance, the response voltage at the time of engine start can be estimated with higher accuracy, and the accuracy of battery load control can be improved.
上記説明のバッテリの放電持続時間予測方法およびバッテリ状態検知方法を適用した本発明のバッテリ状態検知装置及びバッテリ電源システムの実施形態について、図9を用いて以下に説明する。図9は、本実施形態のバッテリ状態検知装置およびバッテリ電源システムの概略の構成を示すブロック図である。本実施形態のバッテリ電源システム100は、バッテリ101と、オルタネータ102と、電源制御部103と、本実施形態のバッテリ状態検知装置110とを備える構成となっている。電源制御部103は、電源であるバッテリ101およびオルタネータ102を制御している。
An embodiment of the battery state detection device and the battery power supply system of the present invention to which the battery discharge duration prediction method and the battery state detection method described above are applied will be described below with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the battery state detection device and the battery power supply system of the present embodiment. A battery
バッテリ101およびオルタネータ102には負荷200が接続され、エンジンが動作中はオルタネータ102から負荷200に電力供給が行われている。また、アイドリングストップでエンジンが動作していないときは、オルタネータ102から電力供給が行えないため、バッテリ101から負荷200への電力供給が行われる。電源制御部103は、エンジンの始動/停止の制御や、バッテリ101あるいはオルタネータ102から負荷200への電力供給の制御を行っている。
A
本実施形態のバッテリ状態検知装置110は、バッテリ101の電流、内部抵抗または内部インピーダンス、温度等の測定値を入力するバッテリ状態測定部111と、バッテリ101の状態検知の処理を行う演算処理部120と、測定データや演算処理に必要なデータ等を保存する記憶部112とを備えている。
The battery
演算処理部120は、上記説明の放電持続時間予測と状態検知の各機能を実現するために、放電持続時間予測手段121と状態検知手段122を有している。各手段は、バッテリ状態測定部111からバッテリ101の電流や内部抵抗または内部インピーダンス等を入力するとともに、電圧降下量算出式等に用いられているフィッティングパラメータ等を記憶部112から読み込んで所定の演算を行う。
The
放電持続時間予測手段121では、上記説明の実施形態の放電持続時間予測方法を用いて、たとえば運転者からの要求によって放電持続時間を予測し、これを所定の表示装置(図示せず)に表示させるようにすることができる。また、予測した放電持続時間をもとに、電源制御部103に対し所定の負荷制御を行わせることができる。
The discharge duration prediction means 121 uses the discharge duration prediction method of the embodiment described above to predict the discharge duration, for example, according to a request from the driver, and displays this on a predetermined display device (not shown). You can make it. Further, based on the predicted discharge duration, it is possible to cause the power
状態検知手段122は、負荷制御が必要と判断すると、負荷制御要求を電源制御部103に出力する。電源制御部103は、放電持続時間予測手段121または状態検知手段122からの指示に従って、負荷200への電力供給を停止または削減する、あるいはエンジンを始動させる、等の負荷制御を実行する。
When the
上記説明のように、本発明のバッテリの放電持続時間予測方法、バッテリ状態検知方法、バッテリ状態検知装置、およびバッテリ電源システムによれば、放電中のバッテリに対し、所定の機器を動作させるのに必要な充電容量を確保させることが可能となる。 As described above, according to the battery discharge duration prediction method, battery state detection method, battery state detection device, and battery power supply system of the present invention, a predetermined device is operated on a discharging battery. It is possible to ensure the necessary charge capacity.
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るバッテリの放電持続時間予測方法、バッテリ状態検知方法、バッテリ状態検知装置及びバッテリ電源システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるバッテリの放電持続時間予測方等の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The description in the present embodiment shows an example of a battery discharge duration prediction method, a battery state detection method, a battery state detection device, and a battery power supply system according to the present invention, and is not limited thereto. Absent. The detailed configuration such as the method for predicting the battery discharge duration and the detailed operation in the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
10 負荷
100 バッテリ電源システム
101 バッテリ
102 オルタネータ
103 電源制御部
110 バッテリ状態検知装置
111 バッテリ状態測定部
112 記憶部
120 演算処理部
121 放電持続時間予測手段
122 状態検知手段
200 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (4)
電流値と内部抵抗または内部インピーダンスとを変数として放電による安定電圧からの電圧降下量を算出する電圧降下量算出式を事前に作成し、
所定時点における前記バッテリの内部抵抗または内部インピーダンスを測定し、
前記所定時点から前記電流パターンで放電を継続して時間tだけ経過したときの充電率変化に伴う前記安定電圧の変化を予測する安定電圧予測演算と、
前記機器動作用電流値と前記内部抵抗または内部インピーダンスとを前記電圧降下量算出式に代入して電圧降下量を算出する電圧降下量演算と、
前記経過時間tにおける前記安定電圧予測値から前記電圧降下量を減算して前記経過時間tにおける応答電圧を予測する応答電圧予測演算と、
からなる予測演算を前記経過時間tを更新しながら繰り返し行い、
前記応答電圧予測値が所定の閾値に達する前記経過時間tを求めて前記放電持続時間とするバッテリの放電持続時間予測方法において、
充電率または電流値を変数とし、かつ調整パラメータを有する前記内部抵抗または内部インピーダンスの算出相関式を事前に作成し、
前記内部抵抗または内部インピーダンスの測定値と前記内部抵抗または内部インピーダンス測定時の充電率または放電電流値とを前記算出相関式に代入することによって前記調整パラメータを決定し、
前記経過時間tにおける前記バッテリの充電率を予測して得た充電率予測値または前記機器動作用電流値と決定された調整パラメータとを前記算出相関式に代入して前記内部抵抗または内部インピーダンスを算出し、前記電圧降下量演算では該内部抵抗または内部インピーダンスを前記電圧降下量算出式に代入し、
前記放電持続時間を所定の負荷制御時間と比較してこれより短いと判断すると、前記バッテリへの充電を開始させることを特徴とするバッテリの放電持続時間予測方法。 Predicting the discharge duration until the battery reaches a threshold voltage at which stable operation of the device can be ensured when the battery is continuously discharged in a predetermined current pattern and supplied with a predetermined device operation current A method,
Create a voltage drop calculation formula in advance to calculate the voltage drop from the stable voltage due to discharge with the current value and internal resistance or impedance as variables,
Measure the internal resistance or internal impedance of the battery at a given point in time,
A stable voltage prediction calculation for predicting a change in the stable voltage due to a change in charging rate when the current pattern continues to be discharged from the predetermined time point and time t has elapsed;
A voltage drop amount calculation for substituting the device operation current value and the internal resistance or internal impedance into the voltage drop amount calculation formula to calculate a voltage drop amount;
A response voltage prediction calculation for predicting a response voltage at the elapsed time t by subtracting the voltage drop amount from the stable voltage predicted value at the elapsed time t;
The prediction calculation consisting of is repeated while updating the elapsed time t,
In the battery discharge duration prediction method for determining the elapsed time t at which the response voltage prediction value reaches a predetermined threshold and setting the discharge duration as the discharge duration,
Create in advance a calculation correlation equation of the internal resistance or internal impedance having a charging rate or current value as a variable and having an adjustment parameter,
The adjustment parameter is determined by substituting the measured value of the internal resistance or internal impedance and the charging rate or discharge current value at the time of measuring the internal resistance or internal impedance into the calculated correlation equation,
By substituting the estimated charge rate obtained by predicting the charge rate of the battery at the elapsed time t or the device operating current value and the determined adjustment parameter into the calculated correlation equation, the internal resistance or the internal impedance is calculated. In the voltage drop amount calculation, the internal resistance or internal impedance is substituted into the voltage drop amount calculation formula ,
A method of predicting a discharge duration of a battery , wherein charging of the battery is started when it is determined that the discharge duration is shorter than a predetermined load control time .
前記内部抵抗または内部インピーダンスの測定値および前記内部抵抗または内部インピーダンス測定時の温度を前記算出相関式に代入することによって前記調整パラメータを決定し、
前記経過時間tにおける前記バッテリの温度および決定された調整パラメータを前記算出相関式に代入して前記内部抵抗または内部インピーダンスを算出し、前記電圧降下量演算では該内部抵抗または内部インピーダンスを前記電圧降下量算出式に代入することを特徴とする請求項1に記載のバッテリの放電持続時間予測方法。 Create in advance a calculation correlation equation of the internal resistance or internal impedance with the temperature as a variable and having an adjustment parameter,
The adjustment parameter is determined by substituting the measured value of the internal resistance or internal impedance and the temperature at the time of measuring the internal resistance or internal impedance into the calculated correlation equation,
The internal resistance or internal impedance is calculated by substituting the battery temperature at the elapsed time t and the determined adjustment parameter into the calculated correlation equation, and the internal voltage or internal impedance is calculated as the voltage drop in the voltage drop amount calculation. The battery discharge duration prediction method according to claim 1, wherein the method is substituted into a quantity calculation formula.
所定の電流パターンと、所定の機器動作用電流値、及び機器の安定動作に必要な最低閾値電圧とを保存する記憶部と、
前記バッテリ状態測定部から所定時点における前記バッテリの内部抵抗または内部インピーダンスを入力し、前記記憶部から読み込んだ前記電流パターンで前記所定時点から放電を継続して時間tだけ経過したときの充電率変化に伴う前記安定電圧の変化を予測する安定電圧予測演算と、前記記憶部から読み込んだ前記機器動作用電流値と前記内部抵抗または内部インピーダンスとを事前に作成された電圧降下量算出式に代入して電圧降下量を算出する電圧降下量演算と、前記経過時間tにおける前記安定電圧予測値から前記電圧降下量を減算して前記経過時間tにおける応答電圧を予測する応答電圧予測演算と、からなる予測演算を前記経過時間tを更新しながら繰り返し行い、前記応答電圧予測値が所定の閾値に達する前記経過時間tを求めて前記放電持続時間とする演算処理部と、を備え、
前記演算処理部は、充電率または電流値を変数とし、かつ調整パラメータを有する前記内部抵抗または内部インピーダンスの事前に作成された算出相関式に対して、前記内部抵抗または内部インピーダンスの測定値と前記内部抵抗または内部インピーダンス測定時の充電率または放電電流値とを代入することによって前記調整パラメータを決定し、前記経過時間tにおける前記バッテリの充電率を予測して得た充電率予測値または前記機器動作用電流値と決定された調整パラメータとを前記算出相関式に代入して前記内部抵抗または内部インピーダンスを算出し、前記電圧降下量演算では該内部抵抗または内部インピーダンスを前記電圧降下量算出式に代入し、
前記演算処理部は、前記放電持続時間を所定の負荷制御時間と比較してこれより短いと判断すると、前記バッテリへの充電を開始させることを特徴とするバッテリ状態検知装置。 A battery state measurement unit for measuring at least internal resistance or internal impedance of the battery;
A storage unit for storing a predetermined current pattern, a predetermined current value for operating the device, and a minimum threshold voltage necessary for stable operation of the device;
Change in charging rate when the internal resistance or internal impedance of the battery at a predetermined point in time is input from the battery state measuring unit and discharging is continued from the predetermined point in time with the current pattern read from the storage unit. Substituting into the voltage drop amount calculation formula created in advance the stable voltage prediction calculation for predicting the change of the stable voltage accompanying the above, the current value for device operation read from the storage unit and the internal resistance or internal impedance A voltage drop amount calculation for calculating the voltage drop amount, and a response voltage prediction calculation for subtracting the voltage drop amount from the stable voltage predicted value at the elapsed time t to predict a response voltage at the elapsed time t. Prediction calculation is repeated while updating the elapsed time t, and the elapsed time t at which the predicted response voltage value reaches a predetermined threshold is calculated. Comprising an arithmetic processing unit to Umate the discharge duration, and
The arithmetic processing unit has a charging rate or a current value as a variable, and an adjustment parameter for the internal resistance or internal impedance that has been created in advance, the measured value of the internal resistance or internal impedance and the The charging rate prediction value or the device obtained by determining the adjustment parameter by substituting the charging rate or discharging current value at the time of measuring internal resistance or internal impedance, and predicting the charging rate of the battery at the elapsed time t The internal resistance or internal impedance is calculated by substituting the operating current value and the determined adjustment parameter into the calculated correlation equation, and the internal resistance or internal impedance is calculated as the voltage drop amount calculation formula in the voltage drop amount calculation. Assign ,
The battery processor is configured to start charging the battery when the arithmetic processing unit determines that the discharge duration is shorter than a predetermined load control time .
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