JP6155743B2 - Charge state detection device and charge state detection method - Google Patents
Charge state detection device and charge state detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6155743B2 JP6155743B2 JP2013063940A JP2013063940A JP6155743B2 JP 6155743 B2 JP6155743 B2 JP 6155743B2 JP 2013063940 A JP2013063940 A JP 2013063940A JP 2013063940 A JP2013063940 A JP 2013063940A JP 6155743 B2 JP6155743 B2 JP 6155743B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- storage element
- estimation
- value
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
蓄電素子の充電状態を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating the state of charge of a storage element.
従来から、二次電池の開放電圧(開路電圧ともいう。Open Circuit Voltage 以下、単にOCVという)を検出し、その検出したOCVの値から、OCVと充電状態(残容量ともいう。State Of Charge 以下、単にSOCという)との相関関係を利用して、二次電池のSOCを推定する技術がある(特許文献1)。 Conventionally, an open circuit voltage (also referred to as an open circuit voltage; hereinafter simply referred to as OCV) of a secondary battery is detected, and an OCV and a charge state (also referred to as remaining capacity; State Of Charge or less) from the detected OCV value. There is a technique for estimating the SOC of a secondary battery using a correlation with (hereinafter simply referred to as SOC) (Patent Document 1).
この従来技術では、二次電池の電流が所定の電流値以下になってから二次電池の単位時間当たりの電圧変化量が所定量以下になるまでの待機時間の経過を待って、二次電池の端子電圧を検出し、その検出値に基づいて、SOCを推定している。即ち、従来技術では、単位時間当たりの電圧変化量が所定量以下になったという条件を満たしたときの二次電池の端子電圧の検出値を、一律に、OCVの値としている。 In this prior art, the secondary battery waits for the elapse of the standby time until the voltage change amount per unit time of the secondary battery falls below a predetermined amount after the current of the secondary battery falls below the predetermined current value. And the SOC is estimated based on the detected value. That is, in the prior art, the detected value of the terminal voltage of the secondary battery when the condition that the amount of voltage change per unit time is equal to or less than a predetermined amount is uniformly set as the OCV value.
ところで、二次電池等の蓄電素子のOCVとSOCとの相関関係を示すグラフによれば、OCVの単位変化量あたりのSOC変化量であるSOC変化率は、一定とは限らず、OCV領域には、SOC変化率が相対的に高い高変化電圧領域と、SOC変化率が相対的に低い低変化電圧領域とが含まれることがある。 By the way, according to the graph showing the correlation between the OCV and the SOC of a power storage element such as a secondary battery, the SOC change rate, which is the SOC change amount per unit change amount of the OCV, is not always constant and is in the OCV region. May include a high change voltage region having a relatively high SOC change rate and a low change voltage region having a relatively low SOC change rate.
しかし、上記従来技術では、二次電池の端子電圧の値がどのOCV領域に属しているかに関係なく同じ条件を利用して端子電圧の検出値をOCVの値として、SOCを推定している。このため、例えば、二次電池の端子電圧の検出値が高変化電圧領域に属する場合、上記条件を満たしたときの端子電圧の検出誤差によりSOCの推定誤差が大きくなったり、端子電圧の検出値が低変化電圧領域に属する場合、所望の精度を得られる値になっているにもかかわらず、上記条件を満たすまで不必要に長い時間待機しなければならないという不都合が生じたりする。 However, in the above-described prior art, the SOC is estimated using the detected value of the terminal voltage as the OCV value using the same condition regardless of which OCV region the terminal voltage value of the secondary battery belongs to. For this reason, for example, when the detection value of the terminal voltage of the secondary battery belongs to the high change voltage region, the estimation error of the SOC increases due to the detection error of the terminal voltage when the above condition is satisfied, or the detection value of the terminal voltage May belong to the low change voltage region, there may be a disadvantage that it is necessary to wait for an unnecessarily long time until the above condition is satisfied, even though the value is such that a desired accuracy can be obtained.
本明細書では、蓄電素子の端子電圧の値がどのOCV領域に属するかに関係なく同一の条件を利用する構成に比べて、SOCの推定誤差が大きくなったり、不必要に長い時間待機したりすることを抑制しつつ、SOCを推定することが可能な技術を開示する。 In the present specification, the estimation error of the SOC is increased or the standby time is unnecessarily long as compared to the configuration using the same condition regardless of which OCV region the terminal voltage value of the storage element belongs to. Disclosed is a technique capable of estimating the SOC while suppressing this.
本明細書によって開示される充電状態推定装置は、開放電圧と充電状態との変化特性において、開放電圧の単位変化量に対する充電状態の変化量である充電状態変化率が互いに異なる電圧領域が含まれる蓄電素子の充電状態を推定する充電状態推定装置であって、前記蓄電素子の端子電圧を検出する電圧検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記蓄電素子が基準電流値以下の入出力をしているときに前記電圧検出部が検出した前記蓄電素子の前記端子電圧の検出値が、前記複数の電圧領域のいずれに属するかを判断する領域判断処理と、前記端子電圧の検出値が属する電圧領域の前記充電状態変化率が高いほど、前記蓄電素子の前記端子電圧をより安定した状態にするための条件を、推定条件として設定する条件設定処理と、前記蓄電素子が前記推定条件を満たすと判断した場合、前記蓄電素子の充電状態を推定する推定処理と、を実行する構成を有する。 The state-of-charge estimation device disclosed in the present specification includes voltage regions having different charge state change rates, which are change amounts of the charge state with respect to a unit change amount of the open circuit voltage, in the change characteristics between the open circuit voltage and the charge state. A state-of-charge estimation device for estimating a state of charge of a power storage element, comprising: a voltage detection unit that detects a terminal voltage of the power storage element; and a control unit, wherein the control unit has the power storage element equal to or less than a reference current value Region determination processing for determining which of the plurality of voltage regions the detected value of the terminal voltage of the power storage element detected by the voltage detection unit during input / output of A condition setting process for setting, as an estimation condition, a condition for making the terminal voltage of the power storage element more stable as the charging state change rate of the voltage region to which the detection value belongs is higher; If the device determines that the estimated condition is satisfied, it has a configuration for executing an estimation process for estimating the state of charge of the electric storage device.
本明細書によって開示される発明によれば、蓄電素子の端子電圧の値がどのOCV領域に属するかに関係なく同一の条件を利用する構成に比べて、SOCの推定誤差が大きくなったり、不必要に長い時間待機したりすることを抑制しつつ、SOCを推定することができる。 According to the invention disclosed in this specification, the estimation error of the SOC becomes larger or less than the configuration using the same condition regardless of which OCV region the terminal voltage value of the storage element belongs to. The SOC can be estimated while suppressing waiting for a necessary long time.
(実施形態の概要)
本明細書によって開示される充電状態推定装置は、蓄電素子が基準電流値以下の入出力をしているときに所定の推定条件が成立するまで待機してその待機後に前記蓄電素子の電圧に基づいて充電状態を推定する充電状態推定装置であって、前記蓄電素子が、その電圧と充電状態との変化特性において、前記電圧の単位変化量に対する充電状態の変化量である充電状態変化率が互いに異なる複数の電圧領域が含まれるものにおいて、前記蓄電素子が前記基準電流値以下の入出力をしているときに、前記電圧が前記複数の電圧領域のいずれに属するかを判断する領域判断処理と、前記電圧が属する電圧領域の前記充電状態変化率が高いほど前記待機する時間が長くなるように前記推定条件を設定する条件設定処理と、前記所定の推定条件が満たされたときの前記蓄電素子の電圧に基づいて前記蓄電素子の充電状態を推定する推定処理とを実行する制御部を有する構成を有する。
(Outline of the embodiment)
The charging state estimation device disclosed in the present specification waits until a predetermined estimation condition is satisfied when the storage element is inputting / outputting a reference current value or less, and based on the voltage of the storage element after waiting. The state of charge estimation device estimates the state of charge, and the storage element has a charge state change rate which is a change amount of the charge state with respect to a unit change amount of the voltage in a change characteristic between the voltage and the charge state. A region determination process for determining which of the plurality of voltage regions the voltage belongs to when the storage element is performing input / output of the reference current value or less in a case where a plurality of different voltage regions are included; The condition setting process for setting the estimation condition so that the waiting time becomes longer as the charging state change rate of the voltage region to which the voltage belongs is longer, and the predetermined estimation condition is satisfied. It has a structure having a control unit for executing the estimation process for estimating the state of charge of the electric storage device based on the voltage of the electric storage element when the.
この充電状態推定装置は、蓄電素子の電流が基準値以下であるときに検出した蓄電素子の端子電圧の検出値が属する電圧領域の充電状態変化率が高いほど、前記蓄電素子の前記端子電圧をより安定した状態にするための条件を、推定条件として設定する。そして、充電状態推定装置は、蓄電素子が推定条件を満たすと判断した場合、当該判断をしたときに電圧検出部が検出した端子電圧の検出値から、変化特性に基づいて、蓄電素子の充電状態を推定する。これにより、蓄電素子の端子電圧の値がどのOCV領域に属するかに関係なく同一の条件を利用する構成に比べて、SOCの推定誤差が大きくなったり、不必要に長い時間待機したりすることを抑制しつつ、SOCを推定することができる。 The charging state estimation device calculates the terminal voltage of the power storage element as the charge state change rate of the voltage region to which the detected value of the terminal voltage of the power storage element detected when the current of the power storage element is equal to or less than a reference value is higher. Conditions for achieving a more stable state are set as estimation conditions. Then, when the charging state estimation device determines that the storage element satisfies the estimation condition, the charging state of the storage element is determined based on the change characteristic from the detected value of the terminal voltage detected by the voltage detection unit when the determination is made. Is estimated. As a result, the estimation error of the SOC is increased or the standby time is unnecessarily long as compared with the configuration using the same condition regardless of which OCV region the terminal voltage value of the storage element belongs to. The SOC can be estimated while suppressing.
上記充電状態推定装置では、前記制御部は、前記推定条件の設定後、当該推定条件を満たす前に、前記電圧検出部が検出した前記端子電圧の検出値が属する電圧領域が別の電圧領域に変更になったか否かを判断する変更判断処理と、前記電圧領域が変更になったと判断した場合、前記推定条件を、前記別の電圧領域に対応した条件に変更する条件変更処理と、を実行する構成でもよい。 In the above charging state estimation device, the control unit, after setting the estimation condition and before satisfying the estimation condition, the voltage region to which the detected value of the terminal voltage detected by the voltage detection unit belongs to another voltage region. A change determination process for determining whether or not a change has occurred, and a condition change process for changing the estimation condition to a condition corresponding to the other voltage area when it is determined that the voltage area has been changed. The structure to do may be sufficient.
この上記充電状態推定装置では、推定条件の設定後、当該推定条件を満たす前に、電圧検出部が検出した端子電圧の検出値が属する電圧領域が別の電圧領域に変更になったと判断した場合、推定条件を、別の電圧領域に対応した条件に変更する。これにより、電圧領域の変更に応じて推定条件を変更しない構成に比べて、推定条件をより正確に設定できるため、蓄電素子の充電状態を、より精度良く推定することができる。 In this charging state estimation device, after setting the estimation condition and before satisfying the estimation condition, when it is determined that the voltage region to which the detected value of the terminal voltage detected by the voltage detection unit has been changed to another voltage region The estimation condition is changed to a condition corresponding to another voltage region. Thereby, since the estimation condition can be set more accurately as compared with the configuration in which the estimation condition is not changed according to the change of the voltage region, the state of charge of the storage element can be estimated with higher accuracy.
上記充電状態推定装置では、前記電圧領域は、前記充電状態変化率が高い領域は、前記充電状態変化率が低い領域に挟まれている構成でもよい。 In the above-described charging state estimation device, the voltage region may be sandwiched between a region where the charging state change rate is high and a region where the charging state change rate is low.
この充電状態推定装置によれば、充電状態変化率が高い領域が、充電状態変化率が低い領域に挟まれていない構成に比べて、変更判断処理と、条件変更処理によって、隣接する領域に遷移しやすい特性の電池であったとしても、高い精度で、蓄電素子の充電状態を推定することができる。 According to this state-of-charge estimation device, a region with a high state of charge change is transitioned to an adjacent region by a change determination process and a condition change process, compared to a configuration in which the region is not sandwiched between regions with a low state of charge change. Even if it is a battery with the characteristic which it is easy to do, the charge condition of an electrical storage element can be estimated with high precision.
上記充電状態推定装置では、前記推定条件は、充放電停止から待機時間だけ経過することであり、前記条件設定処理では、前記端子電圧の検出値が属する電圧領域の前記充電状態変化率が高いほど、前記待機時間が長い条件を、前記推定条件として設定し、前記推定処理では、当該判断をしたときに前記電圧検出部が検出した前記端子電圧の検出値から、前記変化特性に基づいて、前記蓄電素子の充電状態を推定してもよい。 In the charging state estimation device, the estimation condition is that a standby time elapses from the stop of charging / discharging. In the condition setting process, the higher the charging state change rate of the voltage region to which the detected value of the terminal voltage belongs is higher. The long waiting time is set as the estimation condition, and in the estimation process, the detected value of the terminal voltage detected by the voltage detection unit when the determination is made, based on the change characteristic, You may estimate the charge condition of an electrical storage element.
この充電状態推定装置によれば、推定条件は、充放電停止から待機時間だけ経過することであり、端子電圧の検出値が属する電圧領域の充電状態変化率が高いほど、待機時間が長い条件を、推定条件として設定する。これにより、充放電停止後に、推定条件を満たしたかどうかを判断するのに、端子電圧を常に検出する必要が無いため、充電状態推定装置の消費電力を低減できる。 According to this state-of-charge estimation device, the estimation condition is that the standby time elapses after the charge / discharge stop, and the higher the state of charge change in the voltage region to which the detected value of the terminal voltage belongs, the longer the standby time is. Set as the estimation condition. Thereby, it is not necessary to always detect the terminal voltage to determine whether or not the estimation condition is satisfied after the charge / discharge stop, so that the power consumption of the charge state estimation device can be reduced.
上記充電状態推定装置では、前記蓄電素子の温度を検出する温度検出部を備え、前記制御部は、前記温度検出部が検出した前記蓄電素子の温度が基準温度値より低いと判断した場合、前記推定処理を実行しない構成を有してもよい。 The charging state estimation device includes a temperature detection unit that detects a temperature of the power storage element, and the control unit determines that the temperature of the power storage element detected by the temperature detection unit is lower than a reference temperature value. You may have the structure which does not perform an estimation process.
この充電状態推定装置によれば、蓄電素子の温度に関係なく推定処理を実行する構成に比べて、無駄に長い待機時間を設定することを抑制することができる。 According to this state-of-charge estimation device, it is possible to suppress setting a uselessly long standby time compared to a configuration in which estimation processing is performed regardless of the temperature of the storage element.
また、蓄電素子と、充電状態推定装置と、を備える蓄電装置でもよい。 Further, the power storage device may include a power storage element and a charge state estimation device.
<一実施形態>
一実施形態について図1〜図6を参照しつつ説明する。本実施形態の電池パック1は、例えば、エンジン駆動の従来式車両(コンベ車)、電気自動車、およびハイブリッド自動車(以下、単に自動車という)に搭載され、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給する。
<One Embodiment>
An embodiment will be described with reference to FIGS. The
(電池パックの構成)
図1に示すように、電池パック1は、二次電池2、及び、電池管理装置(Battery Management System 以下、BMSという)3を備える。二次電池2は、蓄電素子の一例であり、例えば単電池である。より具体的には、グラファイト系材料で形成された負極と、LiFePO4などのリン酸鉄系材料を含有する正極を有する、リチウムイオン電池である。なお、電池パック1は、蓄電装置の一例であり、BMS3は充電状態推定装置の一例である。
(Battery pack configuration)
As illustrated in FIG. 1, the
二次電池2は、自動車の内部または外部に設けられた充電装置40、または、自動車の内部に設けられた動力源等の負荷41に、配線4およびスイッチ42を介して電気的に接続される。充電装置40は、図示しない外部電源から電力供給を受けて、二次電池2を充電する。
The
BMS3は、制御ユニット31、アナログ−デジタル変換機(以下、ADCという)32、電流センサ33、電圧センサ34、温度センサ30を備える。制御ユニット31は、中央処理装置(以下、CPUという)35、ROMやRAMなどのメモリ36を有する。メモリ36には、BMS3の動作を制御するための各種のプログラム(SOC推定プログラムを含む)が記憶されており、CPU35は、メモリ36から読み出したプログラムに従って、後述するSOC推定処理を実行するなど、各部の制御を行う。なお、制御ユニット31は、制御部の一例であり、電圧センサ34は電圧検出部の一例である。
The BMS 3 includes a
電流センサ33は、充電時に充電装置40から二次電池2へ流れる充電電流および、放電時に二次電池2から負荷41へ流れる放電電流の電流値I[A]を検出し、その検出した電流値Iに応じたアナログの検出信号SG1をADC32に送信する。なお、以下では、充電電流および放電電流をまとめて充放電電流という。電圧センサ34は、二次電池2の両端に接続され、二次電池2の端子電圧である電圧値V[V]を検出し、その検出した電圧値Vに応じたアナログの検出信号SG2をADC32に送信する。なお、電圧センサ34では、配線4を介さず、端子電圧を直接検出することで、配線4の配線抵抗による影響を抑制した正確な電圧値Vを検出することができる。温度センサ30は、二次電池2の電池温度Tを検出する。
Current sensor 33 detects a charging current flowing from
ADC32は、電流センサ33、電圧センサ34、温度センサ30から送信される検出信号SG1、SG2、SG3を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、電流値I、電圧値V、電池温度Tを示すデジタルデータを制御ユニット31へ送信する。そして、制御ユニット31は、当該デジタルデータをメモリ36に記憶する。
The
(二次電池のOCV−SOCカーブ)
図2には、二次電池2のOCV−SOCカーブPが実線で示されており、二次電池2の充電カーブQが一点鎖線で示されており、放電カーブRが二点鎖線で示されている。
(OCV-SOC curve of secondary battery)
In FIG. 2, the OCV-SOC curve P of the
OCV−SOCカーブPは、二次電池2のOCVとSOCとの変化特性(相関関係)を示している。このOCV−SOCカーブP上でのOCVとは、安定状態のときの二次電池2の端子電圧であり、例えば、二次電池2の単位時間当たりの電圧変化量が規定量以下であるときの二次電池2の端子電圧である。なお、当該規定量は、二次電池2の仕様や所定の実験等により予め定めることができる。図1に示す通り、メモリ36に当該OCV−SOCカーブに関するデータが記憶されている。
The OCV-SOC curve P indicates a change characteristic (correlation) between the OCV and the SOC of the
充電カーブQは、予め定められた充電レートで二次電池2を充電しているときの端子電圧とSOCとの相関関係を示す情報であり、図2では、充電レートが1Cの場合の充電カーブQが例示されている。また、放電カーブRは、予め定められた放電レートで二次電池2を放電しているときの端子電圧とSOCとの相関関係を示す情報であり、図2では、放電レートが1Cの場合の放電カーブRが例示されている。
The charging curve Q is information indicating the correlation between the terminal voltage and the SOC when the
同図に示す二次電池2のOCV−SOCカーブPによれば、二次電池2の端子電圧が変化し得る電圧領域には、SOC変化率が互いに異なる複数の電圧領域が含まれている。このSOC変化率は、OCVの単位変化量あたりのSOCの変化量であり、充電状態変化率の一例である。具体的には、異なる複数の電圧領域には、SOC変化率が基準変化率より高い高変化電圧領域EH(EH1、EH2)と、SOC変化率が基準変化率以下である低変化電圧領域ELとが含まれている。
According to the OCV-SOC curve P of the
具体的には、例えば同図に示す例では、OCVの値が約3.28V〜約3.315Vの電圧領域は、第1高変化電圧領域EH1であり、OCVの値が約3.34V〜約3.35Vの電圧領域は、第2高変化電圧領域EH2である。なお、第1高変化電圧領域EH1でのSOC変化率と第2高変化電圧領域EH2でのSOC変化率とは、互いに異なり、具体的には、第2高変化電圧領域EH2でのSOC変化率は、第1高変化電圧領域EH1でのSOC変化率に比べてやや高い。 Specifically, for example, in the example shown in the figure, the voltage region where the OCV value is about 3.28V to about 3.315V is the first high change voltage region EH1, and the OCV value is about 3.34V to about 3.34V. The voltage region of about 3.35 V is the second high change voltage region EH2. Note that the SOC change rate in the first high change voltage region EH1 and the SOC change rate in the second high change voltage region EH2 are different from each other, specifically, the SOC change rate in the second high change voltage region EH2. Is slightly higher than the SOC change rate in the first high change voltage region EH1.
なお、高変化電圧領域EHが存在する理由は、当該領域で、グラファイト系材料で形成された負極のステージ構造が変化することが考えられる。具体的には、グラファイトで形成された負極の電位(OCP:Open Circuit Potential)がSOC60%付近で階段状に変化するから、高変化電圧領域EHが存在する。このため、本実施形態では、リン酸鉄系材料を含有する正極を用いているが、正極の種類は特に限定されない。
The reason why the high change voltage region EH exists may be that the stage structure of the negative electrode formed of the graphite-based material changes in this region. Specifically, since the potential (OCP: Open Circuit Potential) of the negative electrode formed of graphite changes stepwise in the vicinity of
一方、OCVの値が約3.28V以下の電圧領域は、第1低変化電圧領域EL1であり、OCVの値が約3.315V〜約3.34Vの領域は、第2低変化電圧領域EL2であり、OCVの値が約3.35V以上の領域は、第3低変化電圧領域EL3である。なお、各低変化電圧領域ELでのSOC変化率は互いに異なり、具体的には、第1低変化電圧領域EL1でのSOC変化率が最も高く、第3低変化電圧領域EL3でのSOC変化率が最も低い。なお、基準変化率は、例えば、OCVの所定の検出誤差に対するSOCの推定誤差が許容範囲内であるか否かに応じて任意に定めることができる。 On the other hand, the voltage region where the OCV value is about 3.28V or less is the first low change voltage region EL1, and the region where the OCV value is about 3.315V to about 3.34V is the second low change voltage region EL2. The region where the OCV value is about 3.35 V or more is the third low change voltage region EL3. The SOC change rates in the respective low change voltage regions EL are different from each other. Specifically, the SOC change rate in the first low change voltage region EL1 is the highest, and the SOC change rate in the third low change voltage region EL3. Is the lowest. Note that the reference change rate can be arbitrarily determined depending on, for example, whether or not the SOC estimation error with respect to the predetermined OCV detection error is within an allowable range.
なお、OCV−SOCカーブPによれば、二次電池2のSOCが変化し得るSOC領域には、OCV変化率が互いに異なる複数のSOC領域が含まれる。OCV変化率は、SOCの単位変化量当たりのOCVの変化量である。上記高変化電圧領域EHは、OCV変化率が比較的に低い、より具体的には、略ゼロであるSOC領域(SOCが約30%〜約64%の領域、SOCが約68%〜約98%の領域 以下、プラトー領域ともいう)に対応している。
According to OCV-SOC curve P, the SOC region in which the SOC of
また、上記低変化電圧領域ELは、OCV変化率が比較的に高い領域、即ち、SOCが約30%以下の領域、SOCが約64%〜約68%の領域、およびSOCが約98%以上の領域(以下、非プラトー領域ともいう)に対応している。 The low change voltage region EL is a region having a relatively high OCV change rate, that is, a region where the SOC is about 30% or less, a region where the SOC is about 64% to about 68%, and an SOC is about 98% or more. (Hereinafter also referred to as a non-plateau region).
(充放電開始から充放電停止後の端子電圧の推移)
図2では、二次電池2の充電ケースα、βが示されている。充電ケースαでは、二次電池2をOCVの値が3.21VでSOCの値が10%の安定状態(点α1)から規定値の電流で充電を開始する。二次電池2の端子電圧値は充電開始後、点α1から点α2まで上昇し、その後は点α2から充電カーブQに沿って上昇する。
(Transition of terminal voltage after charge / discharge start to charge / discharge stop)
In FIG. 2, charging cases α and β of the
例えば点α3で充電が停止されると、二次電池2の端子電圧値は、点α3から点α4へ向かって下降する。二次電池2の端子電圧値が点α3から点α4へ下降する間、二次電池2は充放電されないため、SOCは実質変化せず約19%を維持する。
For example, when charging is stopped at the point α3, the terminal voltage value of the
充電ケースβでは、二次電池2をOCVの値が3.34VでSOCの値が75%の安定状態(点β1)から規定値の電流で充電を開始する。二次電池2の端子電圧値は充電開始後、点β1から点β2まで上昇し、その後は点β2から充電カーブQに沿って上昇する。
In the charging case β, the
例えば点β3で充電が停止されると、二次電池2の端子電圧値は、点β3から点β4へ向かって下降する。二次電池2の端子電圧値が点β3から点β4へ下降する間、二次電池2は充放電されないため、SOCは実質変化せず約85%を維持する。
For example, when charging is stopped at the point β3, the terminal voltage value of the
ここで図3のG1に示すように、二次電池2の端子電圧は短時間(T1)で急速にOCVに近付き、その後、長時間(T2)かけて緩やかに収束する。図2の充電ケースαでは、二次電池2の端子電圧値が図2の点α3から点α4へ下降する途中の点α5に至った時点での時間がT1であり、ケースβでは、二次電池2の端子電圧値が図2の点β3から点β4へ下降する途中の点β5に至った時点での時間がT1である。なお、点α5は点α4よりやや二次電池2の端子電圧値が大きい点であり、点β5は点β4よりやや二次電池2の端子電圧値が大きい点である。
Here, as indicated by G1 in FIG. 3, the terminal voltage of the
なお、単位時間当たりの充放電停止後の端子電圧の下降量は、端子電圧の下降速度を示している。従って、当該速度は、電圧変化率の一例である。電圧変化率は、図3に示すグラフでは、例えば点B1や点B2での接線である。当該接線は時間の経過と共に緩やかになることから、電圧変化率は、端子電圧の安定度合を示すものであるといえる。具体的には、電圧変化率が小さいほど、端子電圧がより安定した状態である。 The amount of decrease in terminal voltage after the stop of charging / discharging per unit time indicates the rate of decrease in terminal voltage. Therefore, the speed is an example of the voltage change rate. In the graph shown in FIG. 3, the voltage change rate is, for example, a tangent line at the point B1 or the point B2. Since the tangent line becomes gentle with the passage of time, it can be said that the voltage change rate indicates the degree of stability of the terminal voltage. Specifically, the terminal voltage is more stable as the voltage change rate is smaller.
また、図3のG2に示すように、二次電池2の端子電圧は、二次電池2の温度が低温であるほど、OCVに近付くまでの時間が長くなる。二次電池2の温度が高温である場合に比べて、二次電池2の内部抵抗の影響が大きくなるためである。
Further, as indicated by G2 in FIG. 3, the terminal voltage of the
以下では、仮に高変化電圧領域、低変化電圧領域に関係なく、二次電池2の充放電が停止してからT1経過時に二次電池2のSOCの値を推定する場合について説明する。なお、以下では、充放電が停止後のある基準時点から、二次電池2のSOCの値を推定するための端子電圧を検出する時までの時間を待機時間という。充放電が停止後のある基準時点とは、充放電が停止後でもよく、電圧領域の変更があった時でもよい。
Hereinafter, a case will be described in which the SOC value of the
充電ケースαの場合、二次電池2の充放電が停止してからT1経過時に、二次電池2のSOCの値を推定するとき、点α5での二次電池2の端子電圧値に基づいて、二次電池2のSOCの値を推定する。点α5は低変化電圧領域に属しており、OCV−SOCカーブP上の点α6でのSOCの値が二次電池2のSOCの推定値となる。そして、当該推定値は約21%となる。
In the case of the charging case α, when the SOC value of the
一方、OCV−SOCカーブP上の点α4でのSOCの値が二次電池2のSOCの実際値となり、当該実際値は19%である。充電ケースαの場合、当該推定値と当該実際値との誤差(以下、推定誤差という)S1は約2%である。よって、低変化電圧領域で二次電池2のSOCの値を推定する場合は、比較的短時間であっても、二次電池2のSOCの値の誤差が大きくならない。
On the other hand, the SOC value at the point α4 on the OCV-SOC curve P becomes the actual value of the SOC of the
充電ケースβの場合、二次電池2の充放電が停止してからT1経過時に、二次電池2のSOCの値を推定するとき、点β5での二次電池2の端子電圧値に基づいて、二次電池2のSOCの値を推定する。点β5は高変化電圧領域に属しており、OCV−SOCカーブP上の点β6でのSOCの値が二次電池2のSOCの推定値となる。そして、当該推定値は約96%となる。
In the case of the charging case β, when the SOC value of the
一方、OCV−SOCカーブP上の点β4でのSOCの値が二次電池2のSOCの実際値となり、当該実際値は85%である。充電ケースβの場合、推定誤差S2は約11%である。よって、高変化電圧領域で二次電池2のSOCの値を推定する場合は、比較的短時間であると、二次電池2のSOCの値の誤差が大きくなってしまうおそれがある。
On the other hand, the SOC value at the point β4 on the OCV-SOC curve P becomes the actual value of the SOC of the
つまり、高変化電圧領域、低変化電圧領域に関係なく、二次電池2の充放電が停止してから同じ時間経過時に二次電池2のSOCの値を推定すると、二次電池2の端子電圧が高変化電圧領域に属する場合、SOCの推定誤差が大きくなったり、二次電池2の端子電圧が低変化電圧領域に属する場合、所望の精度を得られる値になっているにもかかわらず、不必要に長い時間待機しなければならないという不都合が生じたりする。
That is, regardless of the high change voltage region and the low change voltage region, when the SOC value of the
そこで、低変化電圧領域と高変化電圧領域とで、二次電池2のSOCの値の誤差が同程度となるようにするため、待機時間を各領域に分けて設定する必要がある。具体的には、低変化電圧領域では当該待機時間を短待機時間に設定し、高変化電圧領域では当該待機時間を長待機時間に設定する。
Therefore, it is necessary to set the standby time separately for each region so that the error of the SOC value of the
(SOC推定処理フロー)
例えば、運転者が自動車のキーをオンにすることなどで、二次電池2の充放電が開始されたことをトリガとして、図4に示す通り、CPU35は、積算SCOの推定処理を実行する。まず、CPU35は、メモリ36に記憶されているSOC初期値を読み出す(S1)。そして、CPU35は、二次電池2の電流センサ33からの検出信号SG1に基づき、充放電電流の電流を積算する(S2)。CPU35は、当該積算値からΔSOCの値を算出し(S3)、二次電池2の充放電が停止したと判断するまで実行する(S4)。
(SOC estimation process flow)
For example, as shown in FIG. 4, the
CPU35は、二次電池2の充放電が停止していないと判断した場合(S4:NO)、S2に戻り処理を継続する。一方、CPU35は、二次電池2の充放電が停止したと判断した場合(S4:YES)、メモリ36から読み出したSOC初期値にΔSOCの値を加えた値を新たにSOC初期値とする(S5)。そして、CPU35は、積算SCOの推定処理を終了する。
If the
また、CPU35は、外部機器や上位の電子制御ユニットから要求があった場合、SOC初期値にΔSOCの値を加えた値を現在のSOCの値として送信する。
In addition, when there is a request from an external device or a higher-level electronic control unit, the
なお、「二次電池2の充放電が停止した」とは、二次電池2が完全に充放電を停止している場合(スイッチ42が開放されている状態)に限らず、スイッチ42を介して二次電池2が接続されている負荷41に待機電流が流れている場合(例えば、数mA未満)でも、BMS3に暗電流が流れている場合(例えば、数百μA未満)でもよい。なお、待機電流や暗電流は、基準電流値の一例である。
Note that “charging / discharging of the
一方、BMS3に電源供給されている間、CPU35は、次述するリセット用SOC推定処理を常時実行している。
On the other hand, while the power is supplied to the BMS 3, the
リセットとは、SOCの値を更新することを指す。具体的には、例えば自動車が停止すると、CPU35は、二次電池2の端子電圧値に基づいて、OCV−SOCカーブPから二次電池2のSOCの値(SOC1)を推定し、先述したSOC初期値をSOC1に置き換える。SOC初期値は充放電電流の積算誤差が大きいため不正確な値となることが多いためである。
“Reset” refers to updating the SOC value. Specifically, for example, when the automobile stops, the
しかし、二次電池2では、先述したように、二次電池2のSOCの値を推定するまでの待機時間について、どのOCV領域でも一律に設定してOCV測定法を実行してしまうと、CPU35は、SOCの値を大きく誤検出してしまうおそれがある。このため、CPU35が、二次電池2の電流を積算することによって推定したSOCの値よりも、CPU35が二次電池2の端子電圧値に基づいて、OCV−SOCカーブPから推定したSOCの値の方が、精度が悪化するおそれがある。
However, in the
そこで、後述するリセットSOC推定処理では、CPU35は、低変化電圧領域と高変化電圧領域とで、待機時間を分けて設定する。
Therefore, in the reset SOC estimation process described later, the
CPU35は、まず、二次電池2の充放電が停止したか否かを判断する(S11)。CPU35は、二次電池2の充放電が停止していないと判断した場合(S11:NO)、待機し、二次電池2の充放電が停止したと判断した場合(S11:YES)、CPU35は、リセット処理条件を満足しているか否かを判断する(S12)。
First, the
リセット処理条件とは、例えば自動車の走行距離が基準走行距離以上であることや前回リセットしてから基準リセット時間経過していることや、二次電池2の電池温度Tが基準値(例えば0℃)を下回っていることであり、CPU35は、自動車の走行距離が短すぎて基準走行距離に至っていないと判断した場合や、前回リセットしてからの時間があまり経過しておらず、基準リセット時間が経過していないと判断した場合や、二次電池2の電池温度Tが基準値を下回っていると判断した場合は(S12:NO)、SOCの推定をせずリセットSOC推定処理のフローを抜ける。なお、CPU35は、予め定めたSOC推定精度の範囲内に収まる限界値として当該条件を判断する。
The reset processing conditions include, for example, that the travel distance of the automobile is equal to or greater than the reference travel distance, that the reference reset time has elapsed since the last reset, and that the battery temperature T of the
そしてCPU35は、電圧センサ34からの検出信号SG2に基づき、二次電池2の端子電圧値Vを検出する(S13)。そして、CPU35は、メモリ36に記憶されているOCV−SOCカーブ情報を参照して、当該端子電圧値が高変化電圧領域にあるか否かを判断する(S14)。
Then, the
CPU35は、当該端子電圧値が高変化電圧領域にあると判断した場合(S14:YES)、待機時間を長待機時間(例えば、24時間)に設定し(S15)、当該端子電圧値が高変化電圧領域にないと判断した場合(S14:NO)、待機時間を短待機時間(例えば、3時間)に設定する(S16)。そして、CPU35は時間計測をスタートする(S17)。なお、メモリ36には高変化電圧領域に対応する長待機時間と、低変化電圧領域に対応する短待機時間とが、それぞれ対応付けられて記憶されている。
When the
その後CPU35は、二次電池2の端子電圧値Vを検出し(S18)、S14で判定した電圧領域に変更があるか否かを判断する(S19)。CPU35は、電圧領域が変更していると判断した場合(S19:YES)、電圧領域の変更に応じて待機時間を変更する(S20)。例えば、CPU35は、二次電池2の端子電圧値Vが、高変化電圧領域から低変化電圧領域に変更したと判断した場合は、待機時間を長待機時間から短待機時間へ変更する。その後、CPU35は、当該変更した待機時間に基づいて、新たに時間計測をスタートする(S21)。なお、S19の処理は、変更判断処理の一例であり、S20の処理は、条件変更処理の一例である。
Thereafter, the
S21の処理後、または、CPU35は、電圧領域が変更していないと判断した場合(S19:NO)、CPU35は、時間計測スタート時から待機時間が経過したか否かを判断する(S22)。
After the process of S21 or when the
CPU35は、時間計測スタート時から待機時間が経過していないと判定した場合(S22:NO)、S18に戻り、再び二次電池2の端子電圧値Vを検出する。一方、CPU35は、時間計測スタート時から待機時間が経過したと判定した場合(S22:YES)、二次電池2の端子電圧値Vを検出し(S23)、検出した当該端子電圧値に従ってSOCを推定する(S24)。そして、CPU35は、当該SOCの推定値をSOC初期値としてメモリ36に記憶する(S25)。SCO推定処理を終了する。なお、S24の処理は、推定処理の一例である。
If the
次に、低変化電圧領域と高変化電圧領域とで、待機時間を分けて設定することの効果について図6で例を挙げて説明する。 Next, the effect of setting the standby time separately in the low change voltage region and the high change voltage region will be described with reference to FIG.
まず、充電ケースαでは、点α3で二次電池2の充電が停止となり(S11:YES)、点α3はEL1内にあるため(S14:NO)、CPU35は、待機時間を短待機時間に設定する(S16)。その後、当該待機時間の経過時(S22:YES)に二次電池2の端子電圧値Vが下降して点α5に至るが、電圧領域はEL1のまま変わらない(S19:NO)。
First, in the charging case α, the charging of the
このため、CPU35は、二次電池2の充電が停止してから当該待機時間の経過時の点α5での二次電池2の端子電圧値Vに基づいて(S23)、二次電池2のSOCの値を点α6にて推定する(約21%)(S24)。CPU35は、点α4で二次電池2のSOCの値を推定した場合、当該推定値は約19%となるため、CPU35が点α6にて二次電池2のSOCの値を推定した場合と比べて、推定誤差S1は約2%である。
Therefore, the
次に、充電ケースβでは、点β3で二次電池2の充電が停止となり(S11:YES)、点β3はEL3内にあるため(S14:NO)、CPU35は、待機時間を短待機時間に設定する(S16)。その後、二次電池2の端子電圧値Vが下降して点β5に至ると、CPU35は、当該端子電圧値の電圧領域がEL3からEH2へ変更になったと判断し(S19:YES)、待機時間を長待機時間に設定する(S20)。
Next, in the charging case β, the charging of the
その後、当該端子電圧値は更に下降し、CPU35が待機時間を長待機時間に設定してから当該待機時間の経過時には(S22:YES)点β4に限りなく近い点β6まで下降する。そしてCPU35は、点β6での二次電池2の端子電圧値Vに基づいて(S23)、二次電池2のSOCの値を点β7にて推定する(約87%)(S24)。CPU35は、点β4で二次電池2のSOCの値を推定した場合、当該推定値は約85%となるため、CPU35が点β7にて二次電池2のSOCの値を推定した場合と比べて、推定誤差S2は約2%である。
Thereafter, the terminal voltage value further decreases, and when the standby time elapses after the
さらに、充電ケースγでは、点γ3で二次電池2の充電が停止となり(S11:YES)、点γ3はEH2内にあるため(S14:YES)、CPU35は、待機時間を長待機時間に設定する(S15)。その後、二次電池2の端子電圧値Vが下降して点γ5に至ると、CPU35は、当該端子電圧値の電圧領域がEH2からEL2へ変更になったと判断し(S19:YES)、待機時間を短待機時間に設定する(S20)。
Further, in the charging case γ, the charging of the
そして、二次電池2の端子電圧値が更に下降して点γ6に至ると、CPU35は、当該端子電圧値の電圧領域がEL2からEH1へ変更になったと判断し(S19:YES)、待機時間を長待機時間に設定する(S20)。その後、当該端子電圧値は更に下降し、当該待機時間の経過時には(S22:YES)点γ4に限りなく近い点γ7まで下降する。
When the terminal voltage value of the
その後CPU35は、当該待機時間の経過時の点γ7での二次電池2の端子電圧値Vに基づいて(S23)、二次電池2のSOCの値を点γ8にて推定する(約46%)(S24)。CPU35は、点γ4で二次電池2のSOCの値を推定した場合、当該推定値は約44%となるため、CPU35が点γ8にて二次電池2のSOCの値を推定した場合と比べて、推定誤差S3は約2%である。
Thereafter, the
最後に、放電ケースδでは、点δ3で二次電池2の放電が停止となり(S11:YES)、点δ3はEL1内にあるため(S14:NO)、CPU35は、待機時間を短待機時間に設定する(S16)。その後、当該待機時間の経過時(S22:YES)に二次電池2の端子電圧値Vが下降して点δ5に至るが、電圧領域はEL1のまま変わらない(S19:NO)。
Finally, in the discharge case δ, the discharge of the
このため、CPU35は、二次電池2の充電が停止してから当該待機時間の経過時の点δ5での二次電池2の端子電圧値Vに基づいて(S23)、二次電池2のSOCの値を点δ6にて推定する(約25%)(S24)。CPU35は、点δ4で二次電池2のSOCの値を推定した場合、当該推定値は約27%となるため、CPU35が点δ6にて二次電池2のSOCの値を推定した場合と比べて、推定誤差S4は約2%である。
Therefore, the
(本実施形態の効果)
本実施形態では、低変化電圧領域と高変化電圧領域とで待機時間を分ける。これにより、SOCの推定誤差が大きくなったり、不必要に長い時間待機したりすることを抑制しつつ、SOCを推定することができる。
(Effect of this embodiment)
In the present embodiment, the standby time is divided into a low change voltage region and a high change voltage region. Thereby, it is possible to estimate the SOC while suppressing the estimation error of the SOC from increasing or waiting for an unnecessarily long time.
<他の実施形態>
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
<Other embodiments>
The technology disclosed in the present specification is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings, and includes, for example, the following various aspects.
上記実施形態では、CPU35は、電流センサ33により二次電池2の電流値Iを検出し、その電流値Iが基準電流値未満であると判断した場合、二次電池2が基準電流値以下の入出力をしている、換言すれば、リセット処理条件を満足していると判断した。しかし、これに限らず、CPU35は、充電停止や放電停止の制御を実行する構成であって、充電停止の制御や放電停止の制御を実行した場合、二次電池2が基準電流値以下の入出力をしていると判断してもよい。また、CPU35は、充電器等の外部機器から、充電停止信号や放電停止信号を受けた場合、二次電池2が基準電流値以下の入出力をしていると判断してもよい。これらの構成であれば、電流センサ33により二次電池2の電流値Iを検出する必要がなくなる。
In the above embodiment, when the
上記実施形態では、CPU35は、電圧領域が変更していると判断した場合、待機時間を新たに設定した。しかしこれに限らず、CPU35は、S20で設定した待機時間からS16で設定した待機時間を減算した時間を待機時間として設定してもよい。
In the above embodiment, when the
上記実施形態では、CPU35は、OCVの値に応じて電圧領域を設定した。しかしこれに限らず、CPU35は、二次電池2の電池温度や二次電池2の劣化に応じて電圧領域を設定してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、制御部の一例として、1つのCPU35を有する制御ユニット31を例に挙げた。しかし、制御部は、これに限らず、複数のCPUを備える構成や、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)などのハード回路を備える構成や、ハード回路及びCPUの両方を備える構成でもよい。例えば上記領域判断処理、条件設定処理、推定処理の少なくとも2つを、別々のCPUやハード回路で実行する構成でもよい。
In the said embodiment, the
上記実施形態では、充電状態推定プログラムの一例として、RAMやROMを有するメモリ36に記憶されたものを例に挙げた。しかし、充電状態推定プログラムは、これに限らず、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリや、CD−Rなどの記憶媒体などに記憶されたものでもよい。
In the above embodiment, as an example of the charge state estimation program, the program stored in the
上記実施形態では、蓄電素子として単電池を例に挙げた。しかしこれに限らず、蓄電素子は、複数のセルを直列接続されたものでも、並列接続されたものでもよく、セル数は適宜変更可能である。また、蓄電素子は、正極活物質がリン酸鉄系物質であることに限定されず、また、必ずしもグラファイト系材料で形成された負極を有するものに限られない。要するに、OCVとSOCとの相関関係において、階段状に変化する活物質であればよい。OCV変化率が基準値以下である2つの微少変化領域、および、当該2つの微少変化領域に挟まれ、且つ、OCV変化率が基準値よりも高い急峻変化領域が存在する蓄電素子であればさらに好ましい。また、蓄電素子は、鉛電池、マンガン系リチウムイオン電池など他の二次電池でもよい。更に、蓄電素子は、二次電池に限らず、キャパシタでも電気二重層コンデンサでもよい。 In the embodiment described above, a single battery is taken as an example of the power storage element. However, the present invention is not limited to this, and the power storage element may be a plurality of cells connected in series or in parallel, and the number of cells can be changed as appropriate. Further, the power storage element is not limited to the positive electrode active material being an iron phosphate-based material, and is not necessarily limited to having a negative electrode formed of a graphite-based material. In short, any active material that changes stepwise in the correlation between OCV and SOC may be used. If the storage element has two minute change regions with an OCV change rate equal to or less than a reference value and a sharp change region between the two minute change regions and the OCV change rate higher than the reference value, preferable. The storage element may be another secondary battery such as a lead battery or a manganese-based lithium ion battery. Furthermore, the storage element is not limited to a secondary battery, and may be a capacitor or an electric double layer capacitor.
上記実施形態では、高変化電圧領域や低変化電圧領域が複数存在する特性を持つ二次電池2を例に挙げた。しかしこれに限らず、高変化電圧領域や低変化電圧領域は1つしか存在しない特性を持つ二次電池でも、3以上存在する特性を持つ二次電池でもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、電流値Iが基準電流値未満(例えば、数mA未満)であると判断した場合、CPU35は、リセット処理条件を満足しているか否かを判断した。しかしこれに限らず、基準電流値は数mAよりやや高い値であってもよい。
In the above embodiment, when it is determined that the current value I is less than the reference current value (for example, less than several mA), the
上記実施形態では、時間計測スタート時から待機時間経過後の二次電池2の端子電圧値Vに基づいてSOCの値を推定した。しかしこれに限らず、電圧変化率の高低および二次電池2の端子電圧値Vに基づいてSOCの値を推定してもよい。
In the above embodiment, the SOC value is estimated based on the terminal voltage value V of the
上記実施形態では、第1高変化電圧領域EH1と第2高変化電圧領域EH2とは、待機時間が同じであった。しかしこれに限らず、EH1とEH2とは待機時間が異なっていてもよい。同様に、1低変化電圧領域EL1、2低変化電圧領域EL2および第3低変化電圧領域EL3も、それぞれ待機時間が異なっていてもよい。そして、EH1、EH2などのしきい値は、電池特性に応じて適宜変更が可能であり、上記実施形態の値に限定されない。 In the above embodiment, the first high change voltage region EH1 and the second high change voltage region EH2 have the same standby time. However, the present invention is not limited to this, and EH1 and EH2 may have different standby times. Similarly, the 1 low change voltage region EL1, the 2 low change voltage region EL2, and the third low change voltage region EL3 may have different standby times. And threshold values, such as EH1 and EH2, can be suitably changed according to a battery characteristic, and are not limited to the value of the said embodiment.
上記実施形態では、CPU35は、時間計測スタート時から待機時間が経過していないと判定した場合(S22:NO)、S18に戻り、再び二次電池2の端子電圧値Vを検出した。しかしこれに限らず、CPU35は、時間計測スタート時から待機時間が経過していないと判定した場合、再び二次電池2の端子電圧値Vを検出しなくてもよい。
In the above embodiment, when the
1:電池パック 2:二次電池 3:BMS 31:制御ユニット 33:電流センサ 34:電圧センサ 35:CPU 36:メモリ 1: Battery pack 2: Secondary battery 3: BMS 31: Control unit 33: Current sensor 34: Voltage sensor 35: CPU 36: Memory
Claims (8)
前記蓄電素子が前記基準電流値以下の入出力をしているときに、前記電圧が前記複数の電圧領域のいずれに属するかを判断する領域判断処理と、
前記電圧が属する電圧領域の前記充電状態変化率が高いほど前記待機する時間が長くなるように前記推定条件を設定する条件設定処理と、
前記所定の推定条件が満たされたときの前記蓄電素子の電圧に基づいて前記蓄電素子の充電状態を推定する推定処理とを実行する制御部を有する充電状態推定装置。 A charging state estimation device that waits until a predetermined estimation condition is satisfied when a storage element is performing input / output below a reference current value, and estimates a charging state based on a voltage of the storage element after the standby. In the change characteristics between the voltage and the charge state, the storage element includes a plurality of voltage regions having different charge state change rates that are the change amount of the charge state with respect to the unit change amount of the voltage.
A region determination process for determining which of the plurality of voltage regions the voltage belongs to when the storage element is performing input / output less than or equal to the reference current value;
A condition setting process for setting the estimation condition so that the waiting time becomes longer as the charging state change rate of the voltage region to which the voltage belongs is higher;
A charge state estimation device including a control unit that executes an estimation process for estimating a charge state of the power storage element based on a voltage of the power storage element when the predetermined estimation condition is satisfied.
前記制御部は、
前記推定条件の設定後、当該推定条件を満たす前に、前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出部が検出した検出値が属する電圧領域が別の電圧領域に変更になったか否かを判断する変更判断処理と、
前記電圧領域が変更になったと判断した場合、前記推定条件を、前記別の電圧領域に対応した条件に変更する条件変更処理と、を実行する構成を有する、充電状態推定装置。 The charging state estimation device according to claim 1,
The controller is
After setting the estimation condition and before satisfying the estimation condition, it is determined whether or not the voltage region to which the detection value detected by the voltage detection unit that detects the voltage of the power storage element has been changed to another voltage region. Change decision processing,
A charging state estimation device having a configuration for executing a condition changing process for changing the estimation condition to a condition corresponding to the other voltage area when it is determined that the voltage area has been changed.
前記電圧領域は、前記充電状態変化率が高い領域は、前記充電状態変化率が低い領域に挟まれている、充電状態推定装置。 The charging state estimation device according to claim 2,
The charging state estimation device, wherein the voltage region is sandwiched between regions where the charge state change rate is high and regions where the charge state change rate is low.
前記推定条件は、充放電停止から待機時間だけ経過することであり、
前記条件設定処理では、前記電圧検出部が検出した前記検出値が属する電圧領域の前記充電状態変化率が高いほど、前記待機時間が長い条件を、前記推定条件として設定し、
前記推定処理では、当該判断をしたときに前記電圧検出部が検出した前記検出値から、前記変化特性に基づいて、前記蓄電素子の充電状態を推定する、充電状態推定装置。 The charging state estimation device according to claim 2 ,
The estimation condition is that a standby time elapses after the charge / discharge stop,
In the condition setting process, the higher the charging state change rate of the voltage region to which the detection value detected by the voltage detection unit is higher, the longer the standby time is set as the estimation condition,
In the estimation process, a charging state estimation device that estimates a charging state of the power storage element based on the change characteristic from the detection value detected by the voltage detection unit when the determination is made.
前記蓄電素子の温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、
前記温度検出部が検出した前記蓄電素子の温度が基準温度値より低いと判断した場合、前記推定処理を実行しない構成を有する、充電状態推定装置。 The charge state estimation device according to any one of claims 1 to 4,
A temperature detection unit for detecting the temperature of the electricity storage element;
The controller is
A charge state estimation device having a configuration in which the estimation process is not executed when it is determined that the temperature of the power storage element detected by the temperature detection unit is lower than a reference temperature value.
請求項1から6のいずれか一項に記載の充電状態推定装置と、を備える自動車。 A storage element;
An automobile comprising: the charging state estimation device according to any one of claims 1 to 6.
前記蓄電素子が前記基準電流値以下の入出力をしているときに、前記電圧が前記複数の電圧領域のいずれに属するかを判断する領域判断工程と、
前記電圧が属する電圧領域の前記充電状態変化率が高いほど前記待機する時間が長くなるように前記推定条件を設定する条件設定工程と、
前記所定の推定条件が満たされたときの前記蓄電素子の電圧に基づいて前記蓄電素子の充電状態を推定する推定工程とを備えた充電状態推定方法。 A charging state estimation method for waiting until a predetermined estimation condition is satisfied when a storage element is performing input / output of a reference current value or less, and estimating a charging state based on the voltage of the storage element after waiting. In the change characteristics between the voltage and the charge state, the storage element includes a plurality of voltage regions having different charge state change rates that are the change amount of the charge state with respect to the unit change amount of the voltage.
A region determining step of determining which of the plurality of voltage regions the voltage belongs to when the storage element is performing input / output of the reference current value or less;
A condition setting step for setting the estimation condition so that the waiting time becomes longer as the charging state change rate of the voltage region to which the voltage belongs is higher;
A charge state estimation method comprising: an estimation step of estimating a charge state of the power storage element based on a voltage of the power storage element when the predetermined estimation condition is satisfied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013063940A JP6155743B2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Charge state detection device and charge state detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013063940A JP6155743B2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Charge state detection device and charge state detection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014190723A JP2014190723A (en) | 2014-10-06 |
JP6155743B2 true JP6155743B2 (en) | 2017-07-05 |
Family
ID=51837129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013063940A Active JP6155743B2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Charge state detection device and charge state detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6155743B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10101401B2 (en) | 2015-03-05 | 2018-10-16 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device management apparatus, energy storage device management method, energy storage device module, energy storage device management program, and movable body |
JP6351852B2 (en) | 2015-07-13 | 2018-07-04 | 三菱電機株式会社 | Lithium ion battery state of charge estimation method and lithium ion battery state of charge estimation device |
KR102591872B1 (en) * | 2016-09-20 | 2023-10-20 | 현대자동차주식회사 | Vehicle and control method thereof |
CN106585412A (en) * | 2016-12-22 | 2017-04-26 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | Charging system and method |
KR102239365B1 (en) * | 2017-10-20 | 2021-04-09 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus for estimating state of charge of battery |
TWI744721B (en) * | 2019-11-19 | 2021-11-01 | 廣達電腦股份有限公司 | Battery device and control metheod thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3928490B2 (en) * | 2002-06-10 | 2007-06-13 | 日産自動車株式会社 | Vehicle battery charge state estimation device |
JP2010088194A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | Device and method for adjusting capacity of battery pack |
US8872518B2 (en) * | 2010-06-25 | 2014-10-28 | Atieva, Inc. | Determining the state of-charge of batteries via selective sampling of extrapolated open circuit voltage |
US20140184236A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-07-03 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Battery control apparatus and battery system |
-
2013
- 2013-03-26 JP JP2013063940A patent/JP6155743B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014190723A (en) | 2014-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6477733B2 (en) | Charge state estimation device | |
CN109313236B (en) | Battery management apparatus and method for calibrating state of charge of battery | |
JP6155743B2 (en) | Charge state detection device and charge state detection method | |
JP6295858B2 (en) | Battery management device | |
JP6179407B2 (en) | Battery pack equalization apparatus and method | |
JP6634854B2 (en) | Storage element management device, storage element management method, storage element module, storage element management program, and moving object | |
JP6664013B2 (en) | Battery management apparatus and method | |
JP6155781B2 (en) | Storage element management device and SOC estimation method | |
JP6300000B2 (en) | Charge state estimation device, charge state estimation method | |
JP5567956B2 (en) | Cell voltage equalization device for multiple assembled batteries | |
JP5929778B2 (en) | CHARGE RATE ESTIMATION DEVICE AND CHARGE RATE ESTIMATION METHOD | |
JP5568583B2 (en) | Lithium ion secondary battery system, inspection method for lithium ion secondary battery, control method for lithium ion secondary battery | |
JP6066163B2 (en) | Open circuit voltage estimation device, state estimation device, and open circuit voltage estimation method | |
JP2012145403A (en) | Battery capacity detector of lithium ion secondary battery | |
JP2015080334A (en) | Power storage system | |
JP2010019664A (en) | Battery deterioration detection device and method | |
JP2017009577A (en) | State estimation device and state estimation method | |
JP6546261B2 (en) | Storage system, storage control method, and storage control program | |
US9846197B2 (en) | Battery control IC and control method therefore | |
JP2017167163A (en) | Power storage element management device and power storage element soc estimation method | |
WO2015178075A1 (en) | Battery control device | |
JP7326237B2 (en) | Determination device, power storage system, determination method, and determination program for multiple batteries | |
JP2022016994A (en) | Management method, management device, management system, and management program | |
JP2009126277A (en) | Internal state detection device of on-board secondary battery | |
JP5999409B2 (en) | State estimation device and state estimation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170207 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170328 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170406 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170522 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6155743 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |