CN108291944A - 电池状态推定装置、电池控制装置、电池系统、电池状态推定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提高电池的充电状态的计算精度。本发明涉及的电池管理装置具备:SOCv运算部,其使用电池的两端电压计算充电状态;SOCi运算部,其对流过所述电池的电流进行累积来计算充电状态;SOCw运算部,其对所述SOCv运算部计算出的所述电池的充电状态和所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态进行加权相加;SOCi偏重时间运算部,其基于从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束起到所述此次系统启动开始为止的经过时间、所述电池的温度、所述电池的劣化度、所述电池的极化电压中的一个或者多个,计算SOCi偏重时间,所述SOCw运算部在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间,增大所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。
Description
技术领域
本发明涉及对电池的充电状态进行推测的技术。
背景技术
在使用锂离子二次电池、镍氢电池、铅电池、电气双层电容器等蓄电单元的装置、例如电池系统、分散型电力贮存装置、电动汽车中,为了安全且有效地使用蓄电单元,使用检测蓄电单元的状态的状态检测装置。作为蓄电单元的状态,具有表示充电至何种程度或残留能够放电到何种程度的电荷量的充电状态(SOC:State of Charge)、表示劣化到何种程度的健康状态(SOH:State of Health)等。
便携设备用或电动汽车等的电池系统中的SOC,能够通过对从满充电开始的放电电流进行积累,计算蓄电单元中残留的电荷量(残存容量)相对于能够最大限度充电的电荷量(总容量)的比来检测。此外,也可以预先在数据表格等中定义电池的两端电压(开路电压)和电池的残存容量的关系,并通过对其进行参照来计算当前的残存容量。并且,也能够将这些方法组合来求出充电状态。
电池的开路电压,在从电池的充放电停止起经过时间而成为稳定状态的情况下,能够通过测定而得到,但是在电池系统的运行中,由于产生了因充放电而产生的极化电压,因而难以直接测定开路电压。因此,对电池系统的运行中的电压(闭路电压)或流过电池的电流、电池的温度等的状态量进行测量,并且据此来推定极化电压。一般的方式为将由此得到的极化电压从闭路电压中减去,从而求得开路电压,并计算充电状态。
该方式在电池系统的运行中能够实施,但在电池系统停止期间不能测量状态量,因此不能推定极化电压。但是,极化电压具有从产生开始到其消除为止要花费数分钟到数小时的经过时间的性质,因而当电池系统从停止到下次的启动为止的时间较短时,可能无法消除该极化电压,并且电池未成为稳定状态。此时,需要使用极化电压求出开路电压,但是如前所述,由于无法推定电池系统停止期间的极化电压,因而也无法正确推定下次的启动时的极化电压,由于无法求出正确的开路电压,因此可能在充电状态的计算中产生误差。
在下述专利文献1中记载了一种方法,该方法基于电池系统停止时间选择根据电池系统启动时的电池电压求出的充电状态SOC1、在前次电池系统结束时存储的充电状态SOC2、根据基于在前次电池系统结束后预定的时间测定的电池电压而推定的开路电压计算出的充电状态SOC3,作为电池系统启动时的初始充电状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-145349
发明内容
发明要解决的课题
上述专利文献1记载的技术是假设累积电池的充放电电流来求出电池系统运行中的电池的充电状态的方式而做出的,专门用于正确求出其初始值,即电池系统启动开始时间点的初始充电状态。
然而,累积电池的充放电电流而求出的方式,由于电流传感器的误差、电池容量的误差等,可能使充电状态的精度恶化。为了对其进行防范,希望通过与如前述的基于电池的两端电压以及极化电压的充电状态计算方式相组合的复合方式来提高充电状态的精度。但是,该基于电池的两端电压以及极化电压的充电状态计算方式以及使用该方式的复合方式,无法仅通过电池系统启动开始时间点的初始充电状态进行运算,因而无法在启动开始后推定正确的极化电压,存在充电状态的计算精度恶化的课题。
用于解决课题的手段
本发明涉及的电池管理装置的特征在于,具备:SOCv运算部,其使用电池的两端电压计算充电状态;SOCi运算部,其对流过所述电池的电流进行累积来计算充电状态;SOCw运算部,其对所述SOCv运算部计算出的所述电池的充电状态和所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态进行加权相加;以及SOCi偏重时间运算部,其基于从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束到所述此次系统启动开始为止的经过时间、所述电池温度、所述电池的劣化度、所述电池的极化电压中的一个或者多个,计算SOCi偏重时间,在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间,所述SOCw运算部增大所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。
发明效果
根据本发明涉及的电池管理装置,在使用对SOCv和SOCi加权相加而得的SOCw来计算电池的充电状态的方式中,即使在从电池系统停止起到下次启动为止的时间短,电池未成为稳定的状态的情况下,在下次系统启动开始后,直到极化的影响消除为止的期间使SOCi的比重变大,由此,不仅在系统启动开始时间点,在其后也能够得到良好的电池的充电状态SOCw的运算精度,其中,SOCv是使用电池的两端电压计算的充电状态,SOCi是对电流进行累积而计算的充电状态。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的电池系统1000的结构的框图。
图2是表示现有的电池状态推定装置110的细节的功能框图。
图3是电池400的等价电路图。
图4是表示电池400的开路电压OCV和SOC的关系的图。
图5是表示电池400的内部电阻R根据SOC以及电池温度T而变化的情况的图。
图6是表示极化电压Vp在充电时随时间的经过而变化的图。
图7是表示通过本发明而变更的电池状态推定装置110的细节的功能框图。
图8是表示修正系数Ksoci的设定的一例的图。
图9是表示将修正系数Ksoci设定成随时间的经过而增加,且在经过SOCi偏重时间时成为1的例子的图。
图10是表示SOCi偏重时间和经过时间t1的关系的例子的图。
图11是说明经过时间t1的图。
图12是说明经过时间t2的图。
图13是表示SOCi偏重时间和电池温度T的关系的例子的图。
图14是表示SOCi偏重时间和劣化度SOH的关系的例子的图。
图15是表示SOCi偏重时间和极化电压Vp2的关系的例子的图。
具体实施方式
以下,使用附图说明用于实施本发明的方式。
实施例1
<实施方式1:系统结构>
图1是表示本发明的实施方式1涉及的电池系统1000的结构的框图。电池系统1000是将电池400积累的电荷作为电力供给到外部装置的系统,具备电池控制装置100、测量部200和输出部300。作为电池系统1000供给电力的对象,例如有电动汽车或混合动力汽车、电车等。
电池400例如是锂离子2次电池等可充电的电池。此外,对于镍氢电池、铅电池、电气双层电容器等具有电力贮存功能的设备,也能够适用本发明。电池400可以由单个电池单元构成,也可以是将单个单元组合多个而成的模块构造。
测量部200是测量电池400的物理特性,例如电池400的两端电压V、流过电池400的电流I、电池400的温度T、电池400的内部电阻R等的功能部,由测量各值的传感器、必要的电路等构成。针对内部电阻R,后述的电池状态推定装置110可以使用其他测量参数间接地进行测量。在本实施方式1中将后者作为前提。即,本实施方式1中的“电阻测量部”相当于电池状态推定装置110自身。输出部300是将电池控制装置100的输出对外部装置(例如电动汽车具备的车辆控制装置等上位装置)进行输出的功能部。
电池控制装置100是控制电池400的动作的装置,具备电池状态推定装置110和存储部120。
电池状态推定装置110基于测量部200测量出的各测量值(两端电压V、电池电流I、电池温度T)、存储部120存储的电池400的特性信息(电池400的极化电压Vp、内部电阻R等,详细如后述)计算电池400的SOC。计算方法详细如后述。
存储部120存储有电池400的内部电阻R、极化电压Vp、充电效率、允许电流、总容量等能够预先知晓的电池400的特性信息。该信息可以按照充电/放电的动作个别地存储值,可以按照充电状态或温度等电池400的每种状态个别地存储值,还可以对于电池400的全部状态存储相同的1个值。并且,存储部120中存储后述的图6中说明的对应表格。
电池控制装置100以及电池状态推定装置110可是使用实现其功能的电路设备等硬件构成,也可以通过CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)等运算装置执行实现其功能的软件来构成。后者的情况下,该软件例如能够存储于存储部120中。
存储部120使用闪存、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory,电可擦除可编程只读存储器)、磁盘等存储装置构成。存储部120可以设置于电池状态推定装置110的外部,也可以作为电池状态推定装置110的内部具备的存储器装置来实现。存储部120可以设为可拆卸。在可拆卸的情况下,通过替换存储部120,能够简单地变更特性信息和软件。另外,通过具有多个存储部120,并将特性信息和软件分散地存储于可替换的存储部120,能够以每个小单位更新特性信息和软件。
图2是表示电池状态推定装置110的细节的功能框图。电池状态推定装置110具备SOCv运算部111、SOCi运算部112、IR运算部113、权重运算部114,输出推定电池400的充电状态的结果即充电状态SOCw。在后面对其他运算器进行叙述。
SOCv运算部111使用测量部200测量的电池400的两端电压V,计算电池400的SOC。以下,将其设为SOCv。SOCi运算部112通过对测量部200测量的电池400的电池电流I进行累积,计算电池400的SOC。以下,将其设为SOCi。在后面叙述SOCv和SOCi的计算方法。IR运算部113将电池电流I和内部电阻R相乘。在后面叙述求出内部电阻R的方法。权重运算部114计算用于对SOCv和SOCi进行加权相加的权重W。在后面叙述W的计算方法。
乘法器MP1将SOCv与权重W相乘,求出W×SOCv。减法器DF求出(1-W)。乘法器MP2将SOCi和(1-W)相乘,求出(1-W)×SOCi。加法器AD将它们相加,求出SOCw。即,SOCw由下述式1表示。
SOCw=W×SOCv+(1-W)×SOCi···式1
<实施方式1:SOCv运算部111的工作>
图3是电池400的等价电路图。电池400能够通过将阻抗Z和电容成分C的并联连接对与内部电阻R、开路电压OCV的串联连接表示。若将电池电流I施加到电池400,则电池400的端子间电压(闭路电压:CCV)通过下述式2表示。Vp是极化电压,相当于阻抗Z和电容成分的并联连接对的两端电压。
CCV=OCV+I·R+Vp···式2
开路电压OCV虽然被用于如后述那样求出SOC,但是在电池400充放电期间不能够直接进行测定。因此,SOCv运算部111根据下述式3,通过从闭路电压CCV减去IR压降和极化电压Vp,求出开路电压OCV。
OCV=CCV-IR-Vp···式3
内部电阻R和极化电压Vp能够预先作为特性信息存储于存储部120。内部电阻R和极化电压Vp根据电池400的充电状态或温度等而不同,因此,能够按照它们的组合预先向存储部120存储个别的值。对内部电阻R和电池温度T的对应关系进行定义的特性信息相当于本实施方式1中的“电阻表格”。
图4是表示电池400的开路电压OCV与SOC的关系的图。由于该对应关系由电池400的特性而定,因而能够预先在存储部120中存储定义该对应关系的数据。该数据相当于本实施方式1中的“SOC表格”。SOCv运算部111使用上述的式3计算开路电压OCV,将其作为关键字来参照SOC表格,从而能够计算电池400的SOCv。
<实施方式1:SOCi运算部112的工作>
SOCi运算部112根据下述式4对电池400充放电的电池电流I进行累积,从而求出电池400的SOCi。Qmax是电池400的满充电容量,能够预先存储于存储部120中。SOCold是通过式1在前次运算周期算出的SOCw的值。
SOCi=SOCold+100×∫I/Qmax···式4
<实施方式1:权重运算部114的工作>
图5是表示电池400的内部电阻R因电池温度T而变化的情况的图。如图5所示,电池400一般在低SOC状态下内部电阻R较高,在低温状态时,内部电阻R的值较大。因此,此时考虑优选使用SOCi,而不使用易受内部电阻R的误差的影响的SOCv。另外,由于电池电流I较小时,因电流传感器的细微的测量误差而受到影响,因此认为优选使用SOCv而不使用SOCi。
基于上述,权重运算部114以在电池电流I较小时主要使用SOCv来计算SOCw,在电池电流I较大时主要使用SOCi来计算SOCw的方式求出权重W。相同地,以在内部电阻R较小时主要使用SOCv计算SOCw,在内部电阻R较大时主要使用SOCi计算SOCw的方式求出权重W。即,电池电流I越小,与SOCv相关的权重W越大,内部电阻R越小,与SOCv相关的权重W越大。例如,能够根据下述式5计算权重W。
W=1/(1+R·|I|)···式5
根据上述方法,内部电阻R较高时、电池电流I的绝对值较大时,W变小,因而SOCi的比重变大,内部电阻R较低时、电池电流I的绝对值较小时,W变大,因而SOCv的比重变大。
<实施方式1:决定权重W>
权重运算部114原则上如上述那样求出权重W,但是本申请的发明者发现了恰当地求出由于从前次系统运行中的充电或者放电的结束起到此次系统启动开始为止的经过时间较短,因此电池400的极化的影响残留时的此次系统启动开始后的权重W的方法。
电池400的极化电压Vp具有因电池400的充电状态或电池温度T等而不同的性质,且如图6所示,充电开始时,随时间的经过而增加,充电结束时随时间的经过而减少,最终成为大致零的状态。放电开始时,随着时间的经过而减少,放电结束时,随着时间的经过而增加,最终成为最终大致零的状态。
在所述SOCv运算部111中,在式3中使用该极化电压Vp来求出开路电压OCV,之后对SOCv进行运算。然而,由于系统停止中无法检测电池状态,因而此次系统启动开始后的极化电压Vp2不能被准确地算出。其结果,根据式3,开路电压OCV可能成为不准确的值,使SOCv的运算精度恶化,并且,根据式1,SOCw的运算精度可能恶化。
为了防止该SOCw的运算精度恶化,变更权重W的式5,如下式6,追加修正系数Ksoci115。另外,在图7中表示功能框图。
W=Ksoci×1/(1+R·|I|)···式6
所述修正系数Ksoci是取从0到1的值的系数,如图8所示,此次系统启动开始后大致设定为零,经过SOCi偏重时间(后述)后设定为1。通过此种设置,权重W在此次系统启动开始后根据式6大致成为零,根据式1,SOCw≈SOCi,与通过SOCi运算的大致成为等价。SOCi如式4所示,不包含极化电压Vp2,因而即使在电池400的极化的影响残留的情况下也不受其影响。因此,通过导入该修正系数Ksoci,在电池400的极化的影响残留的系统启动开始后,由于使用SOCi来运算SOCw而不使用具有运算精度恶化的可能性的SOCv,因而能够防止SOCw的运算精度的恶化。并且,SOCi偏重时间经过后,修正系数Ksoci成为1,因此与以往的式5成为等价。由此,在电池400的极化的影响消除后应用以往的SOCw运算,因而SOCw的行为或运算精度不会变化。
另外,在图8中,修正系数Ksoci在此次系统启动开始后设定为大致为零,但是,只要是为了SOCw的运算精度不恶化而使SOCi的比重变大的设定值,则也可以不是大致为零,另外,也可以设为变动的值而不是固定值。
<实施方式1:SOCi偏重时间运算部115的工作>
所述SOCi偏重时间,优选基于此次系统启动开始时的电池400的极化的影响程度而算出。因此,准备将从下述(1)到(5)的各参数中的某个或者多个作为自变量的函数,计算SOCi偏重时间。
(1)从前次系统运行结束到此次系统启动开始为止的经过时间t1
(2)从前次系统运行中的充电或者放电的结束到此次系统启动开始为止的经过时间t2
(3)电池温度T
(4)电池400的劣化度SOH
(5)此次系统启动开始后的极化电压Vp2
其中,所述函数可以是使用各参数的数学式,也可以是基于映射或表格的检索方式。
所述(1)的经过时间t1可以是在电池状态推定装置110中设置时间计数器进行测量的方式,可以是接收并使用来自连接于电池状态推定装置110的其他装置的经过时间信息信号的方式,也可以是该两者的组合方式。
所述(2)的经过时间t2可以是检测电池电流I来检测充电或者放电的结束,与所述经过时间t1同样地在电池状态推定装置110中设置时间计数器来进行测量的方式,可以是接收并使用来自连接于电池状态推定装置110的其他装置的经过时间信息信号的方式,也可以是该两者的组合方式。
所述(4)的劣化度SOH可以是在电池状态推定装置110中设置劣化度运算部来进行运算的方式,可以是接收并使用来自连接于电池状态推定装置110的其他装置的劣化度信息信号的方式,也可以是该两者的组合方式。
所述(5)的此次系统启动开始后的极化电压Vp2,由于如前述那样在系统停止中不能检测电池状态,因而无法准确地算出。因此,作为一例,考虑了设定基于所述经过时间t1或系统运行中的极化电压Vp而推定的极化电压推定运算部来运算极化电压Vp2的方式。作为其他例子,考虑了以下方式,即在系统停止中自动间歇地启动电池状态推定装置110来进行电池状态的检测,运算极化电压,保存于存储部120中,然后结束,并且对其进行重复,求出此次系统启动开始后的极化电压Vp2。或者,也可以是该两者的组合方式。
<实施方式1:总结>
如以上所述,本实施方式1涉及的电池状态推定装置110基于从电池400的前次系统运行结束或者从前次系统运行中的充电或者放电结束起到所述此次系统启动开始为止的经过时间、电池温度T、劣化度SOH、此次系统启动开始后的极化电压Vp2中的任意一个或多个,计算SOCi偏重时间,从此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间,以SOCi的比重变大的方式设定权重W。由此,在残留电池400的极化的影响的系统启动开始后,使用SOCi来运算SOCw而不使用运算精度可能恶化的SOCv,能够防止SOCw的运算精度的恶化。
实施例2
图9示出的一例为使本实施方式2涉及的电池状态推定装置110的SOCw运算部114的修正系数Ksoci在从此次系统启动开始后起的经过时间中变化。与图8示出的本发明的一实施例的不同点在于,使修正系数Ksoci随时间经过而增加,在经过SOCi偏重时间时成为1。通过如此设置,修正系数Ksoci随时间的经过而接近于1,因此,权重W也逐渐接近现有的式5。其结果,SOCi的比重从较大的状态逐渐减少,因而SOCw的运算不可能急变,SOCw的行为稳定。
如前所述,极化电压在充电开始时随时间的经过而增加,在充电结束时随时间的经过而减少,最终成为大致零的状态。放电开始时随着时间的经过而减少,放电结束时随着时间的经过而增加,最终成为大致零的状态。即,此次系统启动开始时,极化电压Vp2的绝对值较大,因此其影响大,但是随时间的经过,极化电压Vp2的绝对值减少,因此其影响变小。因此,像本实施例这样,在残留有电池400的极化的影响的系统启动开始后,为了使用SOCi来运算SOCw而不使用运算精度可能恶化的SOCv,将SOCi的比重增大,之后,随着时间的经过,在极化的影响变小时,使SOCi的比重逐渐减少,由此算出与极化的影响程度相对应的权重W,从而能够防止因极化的影响而引起的SOCw的运算精度的恶化。
实施例3
图10表示本实施方式3涉及的电池状态推定装置110的SOCi偏重时间运算部115运算的SOCi偏重时间的计算方法的一例。在此,如图11所示,经过时间t1是从前次系统运行结束起到此次系统启动开始为止的经过时间。如图10所示,设定成经过时间t1越短则SOCi偏重时间越长。
当使用、充电或者放电电池400,直到前次系统运行结束的情况下,产生极化电压。极化电压如前所述,随着时间的经过而减少,但是,在从前次系统运行结束起到此次系统启动开始为止的经过时间t1短的情况下,极化电压可能还具有较高的值。此时,SOCi偏重时间长,在从此次系统启动开始起的经过时间为SOCi偏重时间的期间,增大SOCi的比重,从而能够防止SOCw的运算精度的恶化。
另外,也可以更直接地考虑极化电压的影响,如图12所示,使用从前次系统运行中的充电或者放电的结束起到此次系统启动开始为止的经过时间t2。此时,例如检测电池电流I,并测量从充电或者放电的结束起的经过时间t2。使用该经过时间t2,与图11相同地求出SOCi偏重时间。由此,能够计算与电池400的极化的影响对应的SOCi偏重时间,能够防止SOCw的运算精度的恶化。
实施例4
图13表示本实施方式4涉及的电池状态推定装置110的SOCi偏重时间运算部115运算的SOCi偏重时间的计算方法的一例。在该图中,设定成电池温度T越低,SOCi偏重时间越长。如前所述,极化电压具有因电池400的电池温度T而不同的性质,一般而言,电池温度T越低则极化电压越高,另外具有到其绝对值大致成为零为止的经过时间也变长的倾向。即,由于电池温度T越低,极化的影响越大,因而通过使SOCi偏重时间变长,在从此次系统启动开始起的经过时间为SOCi偏重时间的期间,可以增大SOCi的比重来防止SOCw的运算精度的恶化。
实施例5
图14表示本实施方式5涉及的电池状态推定装置110的SOCi偏重时间运算部115运算的SOCi偏重时间的计算方法的一例。在该图中,设定成电池的劣化度SOH越大,SOCi偏重时间越长。极化电压具有因电池400的内部电阻而不同的性质,一般而言,内部电阻越高则极化电压越高,另外具有到其绝对值大致成为零为止的经过时间变长的倾向。若电池的劣化度SOH变大则内部电阻变高,即劣化度SOH越大则极化的影响越大,因而通过延长SOCi偏重时间,在从此次系统启动开始起的经过时间为SOCi偏重时间的期间,可以增大SOCi的比重来防止SOCw的运算精度的恶化。
实施例6
图15表示本实施方式5涉及的电池状态推定装置110的SOCi偏重时间运算部115运算的SOCi偏重时间的计算方法的一例。在该图中,设定成电池的极化电压Vp2越高,SOCi偏重时间越长。由于极化电压Vp2越高,极化的影响越大,因而通过延长SOCi偏重时间,在从此次系统启动开始起的经过时间为SOCi偏重时间的期间,可以增大SOCi的比重来防止SOCw的运算精度的恶化。
符号说明
100:电池控制装置、110:电池状态推定装置、111:SOCv运算部、112:SOCi运算部、113:IR运算部、114:权重运算部、115:SOCi偏重时间运算部、120:存储部、200:测量部、300:输出部、400:电池、1000:电池系统。
Claims (6)
1.一种电池管理装置,其特征在于,具备:
SOCv运算部,其使用电池的两端电压计算充电状态;
SOCi运算部,其对流过所述电池的电流进行累积来计算充电状态;
SOCw运算部,其对所述SOCv运算部计算出的所述电池的充电状态和所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态进行加权相加;以及
SOCi偏重时间运算部,其基于从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束起到所述此次系统启动开始为止的经过时间、所述电池的温度、所述电池的劣化度、所述电池的极化电压中的一个或者多个,计算SOCi偏重时间,
在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间,所述SOCw运算部增大所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。
2.根据权利要求1所述的电池管理装置,其特征在于,
在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间,随着所述经过时间的经过,所述SOCw运算部逐渐减少所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。
3.根据权利要求1或2所述的电池管理装置,其特征在于,
从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束到所述此次系统启动开始为止的经过时间越短,则所述SOCi偏重时间运算部使所述SOCi偏重时间越长。
4.根据权利要求1或2所述的电池管理装置,其特征在于,
所述电池的温度越低,则所述SOCi偏重时间运算部使所述SOCi偏重时间越长。
5.根据权利要求1或2所述的电池管理装置,其特征在于,
所述电池的劣化度越大,则所述SOCi偏重时间运算部使所述SOCi偏重时间越长。
6.根据权利要求1或2所述的电池管理装置,其特征在于,
所述电池的极化电压越高,则所述SOCi偏重时间运算部使所述SOCi偏重时间越长。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109494843A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-19 | 联想(北京)有限公司 | 电池控制方法、装置和电子设备 |
CN115917341A (zh) * | 2020-07-29 | 2023-04-04 | 株式会社日立高新技术 | 电池管理装置、电池管理方法 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112017004259T5 (de) * | 2016-08-26 | 2019-05-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Leistungsspeichervorrichtung |
JP6895537B2 (ja) * | 2017-11-14 | 2021-06-30 | ビークルエナジージャパン株式会社 | 電池状態推定装置 |
US10522881B1 (en) * | 2018-01-12 | 2019-12-31 | Cora Aero Llc | Estimation of self discharge rate as a measure of battery health |
WO2020026509A1 (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池状態推定装置、電池制御装置 |
JP7087936B2 (ja) * | 2018-11-14 | 2022-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 満充電容量推定装置 |
FR3104728B1 (fr) | 2019-12-11 | 2021-12-10 | Electricite De France | Diagnostic de systèmes de stockage d’énergie en opération |
CN112731009B (zh) * | 2020-12-08 | 2023-05-30 | 云南电网有限责任公司昆明供电局 | 一种供用电设备设施健康度检测装置和方法 |
JP7260576B2 (ja) * | 2021-02-26 | 2023-04-18 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池の内部抵抗検査方法及び二次電池の製造方法 |
CN113156324B (zh) * | 2021-03-03 | 2022-08-05 | 同济大学 | 一种结合充电桩的电动汽车电池包终止寿命诊断方法 |
CN113002363B (zh) * | 2021-03-03 | 2023-03-17 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种电池荷电量的修正方法、装置、车辆及介质 |
JP2022177666A (ja) * | 2021-05-18 | 2022-12-01 | 株式会社Gsユアサ | 判定方法、判定装置及びプログラム |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1691461A (zh) * | 2004-04-23 | 2005-11-02 | 索尼株式会社 | 蓄电池充电方法、蓄电池剩余容量比率计算方法及电池组 |
JP2006030080A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電デバイスの残存容量演算装置 |
JP2006038495A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電デバイスの残存容量演算装置 |
CN1829920A (zh) * | 2003-07-29 | 2006-09-06 | 松下电动车辆能源股份有限公司 | 二次电池的充放电电量推定方法及装置 |
JP2008145349A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | バッテリ充電率推定方法、バッテリ充電率推定装置及びバッテリ電源システム |
CN101346636A (zh) * | 2005-12-27 | 2009-01-14 | 丰田自动车株式会社 | 二次电池的充电状态推定装置与充电状态推定方法 |
CN101939892A (zh) * | 2008-02-19 | 2011-01-05 | 丰田自动车株式会社 | 车辆以及二次电池的充电状态推定方法 |
CN102725647A (zh) * | 2010-02-19 | 2012-10-10 | 三美电机株式会社 | 电池状态检测装置和电池状态检测方法 |
CN102869999A (zh) * | 2010-03-30 | 2013-01-09 | 本田技研工业株式会社 | 二次电池的电池容量检测方法 |
CN103392133A (zh) * | 2011-03-07 | 2013-11-13 | 株式会社日立制作所 | 电池状态推定方法和电池管理系统 |
CN103630843A (zh) * | 2012-08-24 | 2014-03-12 | 日立车辆能源株式会社 | 电池状态推测装置及推测方法、电池控制装置、电池系统 |
CN103842837A (zh) * | 2011-10-13 | 2014-06-04 | 丰田自动车株式会社 | 二次电池的控制装置和控制方法 |
CN104101840A (zh) * | 2013-04-03 | 2014-10-15 | 株式会社杰士汤浅国际 | 状态推测装置以及状态推测方法 |
JP2015040764A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | カルソニックカンセイ株式会社 | バッテリの充電率検出装置 |
CN104417386A (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-18 | 福特全球技术公司 | 在车辆起动时的电池功率容量估计 |
CN104578241A (zh) * | 2013-10-23 | 2015-04-29 | 铃木株式会社 | 充电状态算出装置 |
JP2015158412A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池システム |
CN105223506A (zh) * | 2014-06-30 | 2016-01-06 | 崇实大学校产学协力团 | 使用双扩展卡尔曼滤波器的电池状态估计方法和系统 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10321720A1 (de) * | 2002-05-14 | 2003-12-04 | Yazaki Corp | Verfahren zum Abschätzen des Ladezustandes und der Leerlaufspannung einer Batterie, sowie Verfahren und Vorrichtung zum Berechnen des Degradationsgrades einer Batterie |
JP4086008B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2008-05-14 | ソニー株式会社 | 二次電池の残容量率算出方法および電池パック |
US7382110B2 (en) | 2004-04-23 | 2008-06-03 | Sony Corporation | Method of charging secondary battery, method of calculating remaining capacity rate of secondary battery, and battery pack |
DE102010063468A1 (de) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Bdw Technologies Gmbh | Temperiervorrichtung, Gusswerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils |
CN103635822B (zh) | 2011-08-30 | 2016-02-10 | 三洋电机株式会社 | 电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置以及电源装置 |
JPWO2016038880A1 (ja) * | 2014-09-11 | 2017-07-06 | 日本電気株式会社 | 電池残容量演算装置、方法およびプログラム |
US9676288B2 (en) * | 2015-03-20 | 2017-06-13 | Ford Global Technologies, Llc | Battery open-circuit voltage measurement using reverse current pulse |
CN107533109B (zh) | 2015-03-31 | 2020-09-04 | 日本汽车能源株式会社 | 电池控制装置以及电动车辆系统 |
JP6534746B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2019-06-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池制御装置及び電池システム |
-
2017
- 2017-01-10 WO PCT/JP2017/000371 patent/WO2017130673A1/ja unknown
- 2017-01-10 JP JP2017563770A patent/JP6595009B2/ja active Active
- 2017-01-10 US US16/064,091 patent/US10845417B2/en active Active
- 2017-01-10 CN CN201780004119.8A patent/CN108291944B/zh active Active
- 2017-01-10 EP EP17743904.9A patent/EP3410137B1/en active Active
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1829920A (zh) * | 2003-07-29 | 2006-09-06 | 松下电动车辆能源股份有限公司 | 二次电池的充放电电量推定方法及装置 |
CN1691461A (zh) * | 2004-04-23 | 2005-11-02 | 索尼株式会社 | 蓄电池充电方法、蓄电池剩余容量比率计算方法及电池组 |
CN100382408C (zh) * | 2004-04-23 | 2008-04-16 | 索尼株式会社 | 蓄电池充电方法、蓄电池剩余容量比率计算方法及电池组 |
JP2006030080A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電デバイスの残存容量演算装置 |
JP2006038495A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電デバイスの残存容量演算装置 |
CN101346636A (zh) * | 2005-12-27 | 2009-01-14 | 丰田自动车株式会社 | 二次电池的充电状态推定装置与充电状态推定方法 |
JP2008145349A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | バッテリ充電率推定方法、バッテリ充電率推定装置及びバッテリ電源システム |
CN101939892A (zh) * | 2008-02-19 | 2011-01-05 | 丰田自动车株式会社 | 车辆以及二次电池的充电状态推定方法 |
CN102725647A (zh) * | 2010-02-19 | 2012-10-10 | 三美电机株式会社 | 电池状态检测装置和电池状态检测方法 |
CN102869999A (zh) * | 2010-03-30 | 2013-01-09 | 本田技研工业株式会社 | 二次电池的电池容量检测方法 |
CN103392133A (zh) * | 2011-03-07 | 2013-11-13 | 株式会社日立制作所 | 电池状态推定方法和电池管理系统 |
CN103842837A (zh) * | 2011-10-13 | 2014-06-04 | 丰田自动车株式会社 | 二次电池的控制装置和控制方法 |
CN103630843A (zh) * | 2012-08-24 | 2014-03-12 | 日立车辆能源株式会社 | 电池状态推测装置及推测方法、电池控制装置、电池系统 |
CN104101840A (zh) * | 2013-04-03 | 2014-10-15 | 株式会社杰士汤浅国际 | 状态推测装置以及状态推测方法 |
JP2015040764A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | カルソニックカンセイ株式会社 | バッテリの充電率検出装置 |
CN104417386A (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-18 | 福特全球技术公司 | 在车辆起动时的电池功率容量估计 |
CN104578241A (zh) * | 2013-10-23 | 2015-04-29 | 铃木株式会社 | 充电状态算出装置 |
JP2015158412A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池システム |
CN105223506A (zh) * | 2014-06-30 | 2016-01-06 | 崇实大学校产学协力团 | 使用双扩展卡尔曼滤波器的电池状态估计方法和系统 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109494843A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-19 | 联想(北京)有限公司 | 电池控制方法、装置和电子设备 |
CN115917341A (zh) * | 2020-07-29 | 2023-04-04 | 株式会社日立高新技术 | 电池管理装置、电池管理方法 |
TWI818777B (zh) * | 2020-07-29 | 2023-10-11 | 日商日立全球先端科技股份有限公司 | 電池管理裝置、電池管理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017130673A1 (ja) | 2017-08-03 |
CN108291944B (zh) | 2021-03-23 |
US10845417B2 (en) | 2020-11-24 |
EP3410137B1 (en) | 2020-03-11 |
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EP3410137A1 (en) | 2018-12-05 |
JP6595009B2 (ja) | 2019-10-23 |
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