DE112016006166T5 - State estimator and state estimator - Google Patents

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DE112016006166T5 DE112016006166.8T DE112016006166T DE112016006166T5 DE 112016006166 T5 DE112016006166 T5 DE 112016006166T5 DE 112016006166 T DE112016006166 T DE 112016006166T DE 112016006166 T5 DE112016006166 T5 DE 112016006166T5
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Abstract

Um einen SOC einer Energiespeicher-Vorrichtung mit einem Bereich genau zu schätzen, in dem eine OCV-Änderungsbetrag relativ zu einer SOC-Änderungsbetrag klein ist. Eine Zustandsschätz-Vorrichtung schätzt einen Zustand einer Energiespeicher-Vorrichtung, die einen Bereich kleiner Änderungen und einen Bereich großer Änderungen aufweist, wobei ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag in dem Bereich kleiner Änderungen relativ klein ist und der in dem Bereich großer Änderungen relativ groß ist. Die Zustandsschätz-Vorrichtung umfasst: eine Bereichsbestimmungs-Einheit, die bestimmt, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist; und eine SOC-Schätz-Einheit, die einen SOC schätzt, der einen von internen Zuständen der Energiespeicher-Vorrichtung darstellt, wobei die SOC-Schätz-Einheit ausführt: ein Schätzen des SOC der Energiespeicher-Vorrichtung durch ein Stromintegrationsverfahren, das einen Strom zu/von der Energiespeicher-Vorrichtung integriert; und eine Einstellungsverarbeitung, die den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC basierend auf einem gemessenen Anschlussspannungswert der Energiespeicher-Vorrichtung und einer vorhergesagten Anschlussspannung durch ein Schätzmodell einstellt, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist, wobei das Schätzmodell den internen Zustand der Energiespeicher-Vorrichtung schätzt.To accurately estimate an SOC of an energy storage device with a range in which an OCV change amount is small relative to an SOC change amount. A state estimator estimates a state of an energy storage device having a range of small changes and a range of large changes, wherein an OCV change amount relative to an SOC change amount in the range of small changes is relatively small and that in the range of large changes is relatively large. The state estimating device includes: a region determining unit that determines whether the energy storage device is in the range of large changes; and an SOC estimation unit that estimates an SOC representing one of internal states of the energy storage device, wherein the SOC estimation unit executes: estimating the SOC of the energy storage device by a current integration method that generates a current to / integrated by the energy storage device; and an adjustment processing that sets the SOC estimated by the current integration method based on a measured terminal voltage value of the energy storage device and a predicted terminal voltage by an estimation model when the energy storage device is in the range of large changes, wherein the estimation model determines the internal state of the energy storage device. Device estimates.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Schätzen eines Ladezustands (state of charge SOC).The present invention relates to a technique of estimating a state of charge (SOC).

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Eines der herkömmlichen Verfahren zum Schätzen eines SOC einer Sekundärbatterie stellt ein Stromintegrationsverfahren dar. Wenn ein SOC durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzt wird, werden jedoch Messfehler, die durch einen Stromsensor verursacht werden, akkumuliert, was die Genauigkeit bei der Schätzung eines SOC über die Zeit reduziert. Das folgende Patentdokument 1 beschreibt die Verbesserung der SOC-Schätzgenauigkeit durch Einstellen eines SOC, der durch ein Stromintegrationsverfahren unter Verwendung eines Batteriemodells und eines Kalman-Filters geschätzt wird.One of the conventional methods of estimating a SOC of a secondary battery is a current integration method. However, when an SOC is estimated by a current integration method, measurement errors caused by a current sensor are accumulated, which reduces the accuracy in estimating an SOC over time. The following Patent Document 1 describes the improvement of the SOC estimation accuracy by adjusting an SOC estimated by a current integration method using a battery model and a Kalman filter.

DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIKDOCUMENTS OF THE PRIOR ART

PATENT DOKUMENTEPATENT DOCUMENTS

Patentdokument 1: JP 5074830 B2 Patent Document 1: JP 5074830 B2

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLENPROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION

Einige Energiespeicher-Vorrichtungen, wie etwa Lithium-Ionen-Sekundärbatterien, weisen Plateaubereiche auf, in denen ein Änderungsbetrag einer Leerlaufspannung (open circuit voltage OCV) relativ zu einen SOC-Änderungsbetrag klein ist und eine OCV im Allgemeinen konstant ist. Wenn die Einstellung unter Verwendung eines Batteriemodells und eines Kalman-Filters auf diese Energiespeicher-Vorrichtungen angewendet wird, die Bereiche aufweist, in denen ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einen SOC-Änderungsbetrag klein ist, kann die SOC-Schätzgenauigkeit verringert werden.Some energy storage devices, such as lithium-ion secondary batteries, have plateau regions in which an amount of change of open circuit voltage (OCV) relative to an SOC change amount is small and OCV is generally constant. When the adjustment using a battery model and a Kalman filter is applied to these energy storage devices having regions in which an OCV change amount is small relative to an SOC change amount, the SOC estimation accuracy can be reduced.

Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn ein durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzter SOC unter Verwendung eines Batteriemodells und eines adaptiven digitalen Filters eingestellt wird. Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Umstände gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen SOC einer Energiespeicher-Vorrichtung, die einen Bereich aufweist, in dem ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einen SOC-Änderungsbetrag klein ist, genau zu schätzen.A similar problem occurs when an SOC estimated by a current integration method is set using a battery model and an adaptive digital filter. The present invention has been made in consideration of the above circumstances. An object of the present invention is to accurately estimate an SOC of an energy storage device having a range in which an OCV change amount is small relative to an SOC change amount.

MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEMEMEANS OF SOLVING THE PROBLEMS

Eine in dieser Beschreibung offenbarte Zustandsschätz-Vorrichtung schätzt einen Zustand einer Energiespeicher-Vorrichtung, die einen Bereich kleiner Änderungen und einen Bereich großer Änderungen aufweist, wobei ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag in dem Bereich kleiner Änderungen relativ klein ist und der in dem Bereich großer Änderungen relativ groß ist. Die Zustandsschätz-Vorrichtung umfasst: eine Bereichsbestimmungs-Einheit, die bestimmt, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist; und eine SOC-Schätz-Einheit, die einen SOC schätzt, der einen von internen Zuständen der Energiespeicher-Vorrichtung darstellt, wobei die SOC-Schätz-Einheit ausführt: ein Schätzen des SOC der Energiespeicher-Vorrichtung durch ein Stromintegrationsverfahren, das einen Strom zu/von der Energiespeicher-Vorrichtung integriert; und eine Einstellungsverarbeitung, die den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC basierend auf einem gemessenen Anschlussspannungswert der Energiespeicher-Vorrichtung und einer durch ein Schätzmodell vorhergesagten Anschlussspannung eingestellt, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist, wobei das Schätzmodell, das den internen Zustand des Energiespeicher-Vorrichtung schätzt.A state estimating device disclosed in this specification estimates a state of an energy storage device having a range of small changes and a range of large changes, wherein an OCV change amount relative to an SOC change amount in the range of small changes is relatively small and that in The range of large changes is relatively large. The state estimating device includes: a region determining unit that determines whether the energy storage device is in the range of large changes; and an SOC estimation unit that estimates an SOC representing one of internal states of the energy storage device, wherein the SOC estimation unit executes: estimating the SOC of the energy storage device by a current integration method that generates a current to / integrated by the energy storage device; and an adjustment processing that sets the SOC estimated by the current integration method based on a measured terminal voltage value of the energy storage device and a terminal voltage predicted by an estimation model when the energy storage device is in the range of large changes, wherein the estimation model indicating the internal state of the Energy storage device estimates.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION

Die in dieser Beschreibung offenbarten Zustandsschätz-Vorrichtungen können einen SOC einer Energiespeicher-Vorrichtung, die einen Bereich aufweist, in dem ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag klein ist, genau schätzen.The state estimators disclosed in this specification can accurately estimate an SOC of an energy storage device having a range in which an OCV change amount is small relative to an SOC change amount.

Figurenliste list of figures

  • 1 stellt ein schematisches Diagramm dar, das die Struktur eines Batteriepacks gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. 1 FIG. 12 is a schematic diagram showing the structure of a battery pack according to a first embodiment. FIG.
  • 2 stellt ein Graph dar, der die SOC-OCV-Korrelationscharakteristiken einer Sekundärbatterie zeigt. 2 Fig. 12 is a graph showing the SOC-OCV correlation characteristics of a secondary battery.
  • 3 stellt ein Blockdiagramm eines Zustandsraummodells dar. 3 FIG. 12 is a block diagram of a state space model. FIG.
  • 4 stellt ein Schaltungsdiagramm dar, das ein Schaltungsmodell zeigt, das die Sekundärbatterie simuliert. 4 FIG. 12 is a circuit diagram showing a circuit model that simulates the secondary battery.
  • 5 stellt ein Flussdiagramm dar, das kurz ein SOC-Schätzverfahren unter Verwendung eines Kalman-Filters zeigt. 5 FIG. 10 is a flowchart briefly showing an SOC estimation method using a Kalman filter. FIG.
  • 6 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen Ablauf eines SOC-Schätzprozesses zeigt. 6 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an SOC estimation process. FIG.
  • 7A stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Batterie bei einer Batterietemperatur von 25°C geladen und entladen wird. 7A FIG. 12 is a graph showing SOC changes over time when the battery is charged and discharged at a battery temperature of 25 ° C.
  • 7B stellt eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs großer Änderungen A3 in 7A dar. 7B provides an enlarged view of a range of large changes A3 in FIG 7A represents.
  • 8 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Batterie bei einer Batterietemperatur von 25°C geladen und entladen wird. 8th FIG. 12 is a graph showing SOC changes over time when the battery is charged and discharged at a battery temperature of 25 ° C.
  • 9 stellt eine Tabelle dar, die die quadratischen Mittelwerte der SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte in verschiedenen Schätzverfahren zeigt. 9 represents a table showing the root-mean-squared values of the SOC values with respect to the true values in different estimation methods.
  • 10 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Sekundärbatterie bei einer Batterietemperatur von 25°C in einer zweiten Ausführungsform geladen und entladen wird. 10 Fig. 12 is a graph showing SOC changes with time when the secondary battery is charged and discharged at a battery temperature of 25 ° C in a second embodiment.
  • 11 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Batterie bei einer Batterietemperatur von 10°C geladen und entladen wird. 11 FIG. 12 is a graph showing SOC changes with time when the battery is charged and discharged at a battery temperature of 10 ° C. FIG.
  • 12 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Batterie bei einer Batterietemperatur von 0°C geladen und entladen wird. 12 FIG. 12 is a graph showing SOC changes over time when the battery is charged and discharged at a battery temperature of 0 ° C. FIG.
  • 13 stellt eine Tabelle dar, die die quadratischen Mittelwerte der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte bei verschiedenen Batterietemperaturen zeigt. 13 Fig. 12 is a table showing the root mean square values of the set SOC values with respect to the true values at different battery temperatures.
  • 14 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen Ablauf eines SOC-Schätzprozesses zeigt. 14 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an SOC estimation process. FIG.
  • 15 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen Ablauf eines SOC-Schätzprozesses zeigt. 15 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an SOC estimation process. FIG.
  • 16 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Sekundärbatterie bei einer Batterietemperatur von 25°C in einer dritten Ausführungsform geladen und entladen wird. 16 Fig. 12 is a graph showing SOC changes with time when the secondary battery is charged and discharged at a battery temperature of 25 ° C in a third embodiment.
  • 17 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen Ablauf eines SOC-Schätzverfahrens zeigt. 17 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an SOC estimation method. FIG.
  • 18 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Sekundärbatterie bei einer Batterietemperatur von 25°C in einer vierten Ausführungsform geladen und entladen wird. 18 FIG. 12 is a graph showing SOC changes with time when the secondary battery is charged and discharged at a battery temperature of 25.degree. C. in a fourth embodiment.
  • 19 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Batterie bei einer Batterietemperatur von 10°C geladen und entladen wird. 19 FIG. 12 is a graph showing SOC changes with time when the battery is charged and discharged at a battery temperature of 10 ° C. FIG.
  • 20 stellt ein Graph dar, der SOC-Änderungen mit der Zeit zeigt, wenn die Batterie bei einer Batterietemperatur von 0°C geladen und entladen wird. 20 FIG. 12 is a graph showing SOC changes over time when the battery is charged and discharged at a battery temperature of 0 ° C. FIG.
  • 21 stellt eine Tabelle dar, die die quadratischen Mittelwerte der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte bei verschiedenen Batterietemperaturen zeigt. 21 Fig. 12 is a table showing the root mean square values of the set SOC values with respect to the true values at different battery temperatures.
  • 22 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen Ablauf eines SOC-Schätzprozesses zeigt. 22 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an SOC estimation process. FIG.
  • 23 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen Ablauf eines SOC-Schätzprozesses zeigt. 23 FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an SOC estimation process. FIG.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(Überblick über die Ausführungsform)(Overview of the embodiment)

Zuerst wird ein Überblick über eine in dieser Ausführungsform offenbarte Zustandsschätz-Vorrichtung beschrieben. Eine Zustandsschätz-Vorrichtung schätzt einen Zustand einer Energiespeicher-Vorrichtung, die einen Bereich kleiner Änderungen und einen Bereich großer Änderungen aufweist, wobei ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag in dem Bereich kleiner Änderungen relativ klein ist und der in dem Bereich großer Änderungen relativ groß ist. Die Zustandsschätz-Vorrichtung umfasst: eine Bereichsbestimmungs-Einheit, die bestimmt, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist; und eine SOC-Schätz-Einheit, die einen SOC schätzt, der einen von internen Zuständen der Energiespeichervorrichtung darstellt, wobei die SOC-Schätz-Einheit ausführt: ein Schätzen des SOC der Energiespeicher-Vorrichtung durch ein Stromintegrationsverfahren, das einen Strom zu/von der Energiespeicher-Vorrichtung integriert; und eine Einstellungsverarbeitung, die den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC basierend auf einem gemessenen Anschlussspannungswert der Energiespeicher-Vorrichtung und einer durch ein Schätzmodell vorhergesagten Anschlussspannung einstellt, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist, wobei das Schätzmodell den internen Zustand der Energiespeicher-Vorrichtung schätzt.First, an outline of a state estimator disclosed in this embodiment will be described. A state estimator estimates a state of an energy storage device having a range of small changes and a range of large changes wherein an OCV Amount of change relative to an SOC change amount in the range of small changes is relatively small and is relatively large in the range of large changes. The state estimating device includes: a region determining unit that determines whether the energy storage device is in the range of large changes; and an SOC estimating unit that estimates an SOC representing one of internal states of the energy storage device, wherein the SOC estimating unit executes: estimating the SOC of the energy storage device by a current integration method that supplies a current to / from the Energy storage device integrated; and an adjustment processing that sets the SOC estimated by the current integration method based on a measured terminal voltage value of the energy storage device and a terminal voltage predicted by an estimation model when the energy storage device is in the range of large changes, wherein the estimation model determines the internal state of the energy storage device. Device estimates.

Wenn ein durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzter SOC basierend auf einer beobachteten Anschlussspannung einer Energiespeicher-Vorrichtung und einer Anschlussspannung, die durch ein Schätzmodell vorhergesagt wird, das einen internen Zustand der Energiespeicher-Vorrichtung schätzt, eingestellt wird, hängt die SOC-Schätzgenauigkeit von einem OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag ab. Insbesondere ist die SOC-Schätzgenauigkeit in einem Bereich großer Änderungen, in dem ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag relativ groß ist, höher als in einem Bereich kleiner Änderungen, in dem ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag relativ klein ist.When an SOC estimated by a current integration method is set based on an observed terminal voltage of an energy storage device and a terminal voltage predicted by an estimation model estimating an internal state of the energy storage device, the SOC estimation accuracy depends on an OCV change amount relative to a SOC change amount. In particular, in a range of large changes in which an OCV change amount is relatively large relative to an SOC change amount, the SOC estimation accuracy is higher than in a range of small changes in which an OCV change amount relative to an SOC change amount is relatively small is.

In dieser Struktur wird ein durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzter SOC basierend auf einer beobachteten Anschlussspannung einer Energiespeicher-Vorrichtung und einer Anschlussspannung, die durch ein Schätzmodell vorhergesagt wird, das einen internen Zustand der Energiespeicher-Vorrichtung nur dann schätzt, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist, eingestellt. Mit anderen Worten, die Einstellungsverarbeitung wird nur in dem Bereich großer Änderungen durchgeführt, in dem erwartet wird, dass die SOC-Schätzgenauigkeit durch die Einstellung verbessert wird. Dies ermöglicht es, einen SOC einer Energiespeicher-Vorrichtung, die einen Bereich kleiner Änderungen aufweist, in dem ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag klein ist, genau zu schätzen.In this structure, an SOC estimated by a current integration method based on an observed terminal voltage of an energy storage device and a terminal voltage predicted by an estimation model estimates an internal state of the energy storage device only when the energy storage device is in the range great changes is set. In other words, the setting processing is performed only in the area of large changes in which the SOC estimation accuracy is expected to be improved by the setting. This makes it possible to accurately estimate an SOC of an energy storage device having a range of small changes in which an OCV change amount is small relative to an SOC change amount.

Eine Ausführungsform der Zustandsschätz-Vorrichtung sollte vorzugsweise die folgende Struktur aufweisen.An embodiment of the state estimator should preferably have the following structure.

Der Bereich kleiner Änderungen umfasst einen Plateaubereich, in dem ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. In dem Plateaubereich wird die Einstellungsverarbeitung nicht durchgeführt. Da die Einstellungsverarbeitung in dem Plateaubereich in dieser Struktur nicht durchgeführt wird, kann eine Verringerung der SOC-Schätzgenauigkeit durch die Einstellung verhindert werden.The range of small changes includes a plateau range in which an OCV change amount relative to an SOC change amount is smaller than a predetermined value. In the plateau area, the setting processing is not performed. Since the adjustment processing in the plateau region is not performed in this structure, reduction of the SOC estimation accuracy by the adjustment can be prevented.

Die Einstellung ist eine Kalman-Filterung, die einen geschätzten Fehler eines internen Zustands der Energiespeicher-Vorrichtung, der durch das Schätzmodell geschätzt wird, basierend auf einer beobachteten Anschlussspannung der Energiespeicher-Vorrichtung und einer durch das Schätzmodell vorhergesagten Anschlussspannung reduziert. Der Kalman-Filter, der einen geschätzten Fehler eines internen Zustands der Energiespeicher-Vorrichtung reduziert, kann einen SOC, der durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzt wird, genau einstellen.The adjustment is a Kalman filtering that reduces an estimated internal state error of the energy storage device estimated by the estimation model based on an observed terminal voltage of the energy storage device and a terminal voltage predicted by the estimation model. The Kalman filter, which reduces an estimated internal state error of the energy storage device, can accurately adjust an SOC estimated by a current integration method.

Das Messmodell umfasst ein Ersatzschaltungsmodell der Energiespeicher-Vorrichtung. Das Ersatzschaltungsmodell umfasst eine OCV, einen Leiterwiderstand, eine erste Impedanz, die eine kurzperiodische Polarisation der Energiespeicher-Vorrichtung simuliert, und eine zweite Impedanz, die eine langperiodische Polarisation der Energiespeicher-Vorrichtung simuliert. Dieses Modell kann die Polarisationscharakteristiken der Energiespeicher-Vorrichtung genau modellieren. Daher kann ein geschätzter Fehler eines internen Zustands der Energiespeicher-Vorrichtung effektiv reduziert werden, und ein SOC, der durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzt wird, kann genau eingestellt werden.The measurement model includes an equivalent circuit model of the energy storage device. The equivalent circuit model includes an OCV, a conductor resistance, a first impedance that simulates a short period polarization of the energy storage device, and a second impedance that simulates a long period polarization of the energy storage device. This model can accurately model the polarization characteristics of the energy storage device. Therefore, an estimated internal state error of the energy storage device can be effectively reduced, and an SOC estimated by a current integration method can be accurately set.

Die SOC-Schätz-Einheit führt die Einstellungsverarbeitung nur dann aus, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist und die Energiespeicher-Vorrichtung minimal stromfließend ist. Da die Einstellungsverarbeitung in dieser Struktur nur in dem minimalen Stromflusszustand ausgeführt wird, kann ein durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzter SOC genau eingestellt werden.The SOC estimating unit executes the setting processing only when the energy storage device is in the range of large changes and the energy storage device is minimally current-flowing. Since the setting processing in this structure is performed only in the minimum current flow state, an SOC estimated by a current integration method can be accurately set.

Die Struktur umfasst eine Temperaturerfassungs-Einheit, die eine Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung erfasst, und die SOC-Schätz-Einheit führt die Einstellungsverarbeitung nur dann aus, wenn die Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung eine erste Temperatur oder mehr beträgt. In dieser Struktur wird die Einstellungsverarbeitung nur ausgeführt, wenn die Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung eine erste Temperatur oder mehr beträgt. Daher kann ein SOC, der durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzt wird, genau eingestellt werden.The structure includes a temperature detecting unit that detects a temperature of the energy storage device, and the SOC estimating unit executes the setting processing only when the Temperature of the energy storage device is a first temperature or more. In this structure, the setting processing is executed only when the temperature of the energy storage device is a first temperature or more. Therefore, an SOC estimated by a current integration method can be accurately set.

Die Struktur umfasst eine Temperaturerfassungs-Einheit, die eine Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung erfasst, und die SOC-Schätz-Einheit führt die Einstellungsverarbeitung nicht aus, wenn die Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung eine zweite Temperatur oder weniger beträgt. In dieser Struktur wird die Einstellungsverarbeitung nicht ausgeführt, wenn die Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung eine zweite Temperatur oder weniger beträgt. Daher wird eine Verringerung der SOC-Schätzgenauigkeit durch die Einstellung verhindert.The structure includes a temperature detection unit that detects a temperature of the energy storage device, and the SOC estimation unit does not execute the adjustment processing when the temperature of the energy storage device is a second temperature or less. In this structure, the setting processing is not performed when the temperature of the energy storage device is a second temperature or less. Therefore, a reduction of the SOC estimation accuracy is prevented by the adjustment.

Die Bereichsbestimmungs-Einheit bestimmt basierend auf einem von der SOC-Schätz-Einheit geschätzten SOC-Wert, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist. So lässt sich leicht bestimmen, in welchem Bereich die Energiespeicher-Vorrichtung ist.The range determining unit determines whether the energy storage device is in the range of large changes based on an SOC value estimated by the SOC estimating unit. This makes it easy to determine in which area the energy storage device is.

Alternativ bestimmt die Bereichsbestimmungs-Einheit durch Vergleich von einer Spannungsschwankung relativ zu einer Lade-Entlade-Kapazitätsänderung der Energiespeicher-Vorrichtung mit einer Schwelle in welchem Bereich der kleinen Änderungen und der großen Änderungen die Energiespeicher-Vorrichtung ist.Alternatively, by comparing voltage fluctuation relative to charge-discharge capacity change of the energy storage device, the area determination unit determines with a threshold in which range of small changes and large changes the energy storage device is.

<Erste Ausführungsform><First Embodiment>

Eine erste Ausführungsform wird nun unter Bezug auf die 1 bis 9 beschrieben.A first embodiment will now be described with reference to FIGS 1 to 9 described.

Aufbau des Batteriepacks 20Structure of the battery pack 20

1 zeigt den Aufbau eines Batteriepacks 20 gemäß dieser Ausführungsform. Das Batteriepaket 20 dieser Ausführungsform ist zum Beispiel in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug montiert und liefert elektrische Energie an eine Energiequelle, die mit elektrischer Energie arbeitet. 1 shows the structure of a battery pack 20 according to this embodiment. The battery pack 20 This embodiment is mounted, for example, in an electric vehicle or a hybrid vehicle and supplies electric power to a power source that operates on electric power.

Wie in 1 gezeigt, umfasst das Batteriepaket 20 eine Batteriegruppe 30, einen Stromsensor 40 und einen Batteriemanager (BM) 50 zum Verwalten der Batteriegruppe 30. Die Batteriegruppe 30 umfasst eine Mehrzahl von Sekundärbatterien 31, die in Reihe geschaltet sind.As in 1 shown includes the battery pack 20 a battery group 30 , a current sensor 40 and a battery manager (BM) 50 for managing the battery group 30 , The battery group 30 includes a plurality of secondary batteries 31 connected in series.

Die Sekundärbatterien 31 und der Stromsensor 40 sind miteinander über eine Verdrahtung 35 in Reihe geschaltet und ferner mit einem Batterieladegerät 10 verbunden, das in einem Elektrofahrzeug oder einer Last 10, wie einer Stromquelle in einem Elektrofahrzeug oder dergleichen, montiert ist.The secondary batteries 31 and the current sensor 40 are connected in series via a wiring 35 and further connected to a battery charger 10 mounted in an electric vehicle or a load 10 such as a power source in an electric vehicle or the like.

Das Batterieladegerät 10 lädt die Batteriegruppe 30. Der Stromsensor 40 erfasst Strom durch die Sekundärbatterien 31. Der Stromsensor 40 misst periodisch einen Stromwert der Sekundärbatterien 31 und sendet die gemessenen Stromwertdaten an eine Steuerung 60.The battery charger 10 charges the battery pack 30 , The current sensor 40 detects current through the secondary batteries 31 , The current sensor 40 periodically measures a current value of the secondary batteries 31 and sends the measured current value data to a controller 60 ,

Der Batteriemanager (BM) 50 umfasst die Steuerung 60, eine Spannungserfassungsschaltung 80 und einen Temperatursensor 95. Es sollte angemerkt werden, dass die Sekundärbatterien 31 ein Beispiel der Energiespeicher-Vorrichtung darstellen und der BM 50 ein Beispiel der Zustandsschätz-Vorrichtung darstellt.The battery manager (BM) 50 includes the controller 60 , a voltage detection circuit 80 and a temperature sensor 95. It should be noted that the secondary batteries 31 represent an example of the energy storage device and the BM 50 an example of the state estimator.

Die Spannungserfassungsschaltung 80 ist mit beiden Enden jeder Sekundärbatterie 31 über Erfassungsleitungen verbunden, und misst eine Spannung jeder Sekundärbatterie 31 als Antwort auf Anweisungen von der Steuerung 60. Der Temperatursensor 95 ist ein Kontakt- oder Nichtkontaktsensor und misst eine Temperatur T [°C] der Sekundärbatterien 31.The voltage detection circuit 80 is connected to both ends of each secondary battery 31 via sense lines, and measures a voltage of each secondary battery 31 in response to instructions from the controller 60. The temperature sensor 95 is a contact or non-contact sensor and measures a temperature T [° C] of the secondary batteries 31 ,

Die Steuerung 60 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 61, einen Speicher 63 und eine Kommunikations-Einheit 67. Die Steuerung 60 bestimmt in welchem Bereich die Sekundärbatterien 31 sind (in Schritt S30 in 6) und schätzt einen SOC (in den Schritten S20, S40 und S50 in 6). Es sollte angemerkt werden, dass die Steuerung 60 ein Beispiel der Bereichsbestimmungs-Einheit und der SOC-Schätz-Einheit darstellt.The control 60 includes a central processing unit (CPU) 61 , a store 63 and a communication unit 67. The controller 60 determines in which area the secondary batteries 31 are (in step S30 in 6 and estimates an SOC (in steps S20, S40 and S50 in FIG 6 ). It should be noted that the controller 60 an example of the range determining unit and the SOC estimating unit.

Der Speicher 63 speichert Programme zum Schätzen eines SOC, und Daten zum Ausführen der Programme, wie zum Beispiel die SOC-OCV-Korrelationscharakteristik-Daten, die in 2 gezeigt sind, und Daten zum Bestimmen des Bereichs eines SOC. Insbesondere speichert der Speicher 63. die Daten der SOC-Bereiche in den jeweiligen Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2 und in den Bereichen großer Änderungen H1 bis H3. Der Speicher 63 speichert auch die Daten über den gegenwärtigen SOC-Wert.The memory 63 stores programs for estimating an SOC, and data for executing the programs such as the SOC-OCV correlation characteristic data stored in 2 and data for determining the range of an SOC. In particular, the memory stores 63 , the data of the SOC Areas in the respective areas of small changes L1 and L2 and in the areas of large changes H1 to H3. The memory 63 also stores the data about the current SOC value.

Die Kommunikations-Einheit 67 ist mit einer elektronischen SteuerEinheit (ECU) 100 verbunden, um mit der ECU 100 in einem Fahrzeug zu kommunizieren. Das Batteriepack 20 umfasst auch eine Betriebs-Einheit (nicht gezeigt) zum Empfangen einer Eingabe von dem Benutzer und eine AnzeigeEinheit (nicht gezeigt) zum Anzeigen des Zustands der Sekundärbatterien 31 und dergleichen.The communication unit 67 is connected to an electronic control unit (ECU) 100 to communicate with the ECU 100 in a vehicle. The battery pack 20 Also includes an operation unit (not shown) for receiving an input from the user and a display unit (not shown) for displaying the state of the secondary batteries 31 and the same.

SOC-OCV-Korrelationscharakteristiken von Sekundärbatterien 31SOC-OCV Correlation Characteristics of Secondary Batteries 31

Die Sekundärbatterien 31 sind Eisenphosphatlithiumionenbatterien, in denen Eisenphosphatlithium (LiFePO4) für positives aktives Material und Graphit für negatives aktives Material verwendet wird.The secondary batteries 31 are iron phosphate lithium ion batteries in which iron phosphate lithium (LiFePO4) is used for positive active material and graphite for negative active material.

2 zeigt die SOC-OCV-Korrelationscharakteristiken der Sekundärbatterien 31. Die horizontale Achse zeigt einen SOC [%] und die vertikale Achse zeigt eine OCV [V]. Ein SOC (Ladezustand) stellt ein Verhältnis einer Restkapazität zu einer Vollladungskapazität dar. Eine OCV stellt eine Leerlaufspannung der Sekundärbatterien 31 dar. 2 shows the SOC-OCV correlation characteristics of the secondary batteries 31. The horizontal axis shows an SOC [%] and the vertical axis shows an OCV [V]. An SOC represents a ratio of a remaining capacity to a full charge capacity. An OCV represents an open circuit voltage of the secondary batteries 31 represents.

Wie in 2 gezeigt, weisen die Sekundärbatterien 31 eine Mehrzahl von Ladungsbereichen auf, einschließlich Bereichen kleiner Änderungen, in denen ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag relativ klein ist, und Bereichen großer Änderungen, in denen ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag relativ groß ist.As in 2 shown have the secondary batteries 31 a plurality of charge areas, including areas of small changes in which an OCV change amount relative to an SOC change amount is relatively small, and areas of large changes in which an OCV change amount relative to an SOC change amount is relatively large.

Insbesondere weisen die Sekundärbatterien 31 zwei Bereiche kleiner Änderungen L1 und L2 und drei Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 auf. Wie in 2 gezeigt, liegt der Bereich kleiner Änderungen L1 in dem Bereich von SOC-Werten von 31 [%] bis 62 [%]. Der Bereich kleiner Änderungen L2 liegt in dem Bereich von SOC-Werten von 68 [%] bis 97 [%]. Der Bereich kleiner Änderungen L1 umfasst einen Plateaubereich, in dem ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag sehr klein ist und OCV-Werte im Allgemeinen konstant um 3,3 [V] sind. In ähnlicher Weise umfasst der Bereich kleiner Änderungen L2 einen Plateaubereich, in dem OCV-Werte im Allgemeinen konstant um 3,34 [V] sind. Der Plateaubereich ist als ein Bereich definiert, in der ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag 2 [mV/%] oder weniger beträgt.In particular, the secondary batteries have 31 two areas of small changes L1 and L2 and three areas of big changes H1, H2 and H3. As in 2 As shown, the range of small changes L1 is in the range of SOC values from 31 [%] to 62 [%]. The range of small changes L2 is in the range of SOC values from 68 [%] to 97 [%]. The region of small changes L1 includes a plateau region in which an OCV change amount relative to an SOC change amount is very small and OCV values are generally constant by 3.3 [V]. Similarly, the region of small changes L2 includes a plateau region in which OCV values are generally constant around 3.34 [V]. The plateau area is defined as a range in which an OCV change amount relative to an SOC change amount is 2 [mV /%] or less.

Der erste Bereich großer Änderungen H1 liegt in dem Bereich von SOC-Werten von mehr als 62 [%] und weniger als 68 [%] und zwischen den zwei Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2. Der zweite Bereich großer Änderungen H2 liegt in dem Bereich von SOC-Werten von weniger als 31 [%] und in dem Bereich von SOC-Werten, die niedriger als die SOC-Werte in dem Bereich kleiner Änderungen L1 sind. Der dritte Bereich großer Änderungen H3 liegt in dem Bereich von SOC-Werten von mehr als 97 [%] und in dem Bereich von SOC-Werten, die höher als die SOC-Werte in dem Bereich kleiner Änderungen L2 sind. In den ersten bis dritten Bereichen großer Änderungen H1 bis H3 sind die OCV-Änderungsbeträge relativ zu den SOC-Änderungsbeträgen größer (die Neigung des Graphen in 2 ist größer) als in den Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2.The first range of large changes H1 is in the range of SOC values greater than 62 [%] and less than 68 [%], and between the two ranges of small changes L1 and L2. The second range of large changes H2 is in the range of SOC values less than 31 [%] and in the range of SOC values lower than the SOC values in the range of small changes L1. The third range of large changes H3 is in the range of SOC values greater than 97 [%] and in the range of SOC values higher than the SOC values in the range of small changes L2. In the first to third regions of large changes H1 to H3, the OCV change amounts are larger relative to the SOC change amounts (the inclination of the graph in FIG 2 is larger) than in the areas of small changes L1 and L2.

SOC-Schätzprozess unter Verwendung des Kalman-FiltersSOC estimation process using the Kalman filter

<Beschreibung des Kalman-Filters><Description of the Kalman Filter>

3 zeigt ein Zustandsraummodell, wobei u(k) eine Eingabe und y(k) eine Ausgabe darstellt. Der folgende Ausdruck 1 stellt eine Zustandsgleichung des in 3 gezeigten Zustandsraummodells dar, und der folgende Ausdruck 2 stellt eine Ausgangsgleichung eines Raumzustandsmodells dar. x ( k + 1 ) = f ( x ( k ) ) + b u u ( k ) + b ν ( k ) ,

Figure DE112016006166T5_0001
wobei x(k) einen internen Zustand des Systems darstellt; f, bu und b Systemmatrizen darstellen; u(k) eine Eingabe darstellt; und v(k) Systemrauschen darstellt. y ( k ) = h ( x ( k ) ) + w ( k ) ,
Figure DE112016006166T5_0002
wobei y(k) eine Ausgabe darstellt, h eine Systemmatrix darstellt und w(k) Beobachtungsrauschen darstellt. 3 shows a state space model, where u (k) represents an input and y (k) represents an output. The following expression 1 represents a state equation of in 3 and the following expression 2 represents an output equation of a space-state model. x ( k + 1 ) = f ( x ( k ) ) + b u u ( k ) + b ν ( k ) .
Figure DE112016006166T5_0001
where x (k) represents an internal state of the system; f, b u and b represent system matrices; u (k) represents an input; and v (k) represents system noise. y ( k ) = H ( x ( k ) ) + w ( k ) .
Figure DE112016006166T5_0002
where y (k) represents an output, h represents a system matrix and w (k) represents observation noise.

Ein Kalman-Filter stellt ein Algorithmus zum Bestimmen eines geschätzten Wertes eines internen Zustands x(k) eines Systems basierend auf einer Zeitfolge beobachteter Werte {y (i) = 1, 2, 3, k} dar. Insbesondere stellt ein Kalman-Filter ein Algorithmus zum Bestimmen eines optimalen Schätzwerts des internen Zustands x(k) durch Minimieren einer Bewertungsfunktion J(k) dar. Die Bewertungsfunktion J(k) stellt einen mittleren quadratischer Fehler dar, der zum Auswerten eines geschätzten Fehlers eines Zustands oder einer Differenz zwischen dem wahren internen Zustand x(k) und einem geschätzten Wert verwendet wird (Siehe die folgenden Ausdrücke 3 bis 5). Das Symbol (^) in einem internen Zustand x(k) zeigt, dass der Wert einen geschätzten Wert darstellt und das Symbol (∼) in einem internen Zustand x(k) zeigt, dass der Wert einen geschätzten Fehler eines Zustands darstellt. x ˜ ( k ) = x ( k ) x ^ ( k ) ,

Figure DE112016006166T5_0003
wobei x(k) einen geschätzten Wert von x(k) darstellt und x(k) einen geschätzten Fehler von x(k) darstellt. J ( k ) = ( E [ x ˜ 2 ( k ) ] )
Figure DE112016006166T5_0004
x ^ ( k ) = arg  min x ( k ) J ( k )
Figure DE112016006166T5_0005
x ^ ( k ) = x ^ ( k ) + g ( k ) y ˜ ( k ) ,
Figure DE112016006166T5_0006
wobei x̂(k) einen geschätzten Wert von x(k) darstellt, x̂(k) eine Vorausschätzung von x(k) darstellt, g(k) eine Kalman-Verstärkung darstellt und ỹ(k) einen vorhergesagten Fehler von y(k) darstellt.A Kalman filter represents an algorithm for determining an estimated value of an internal state x (k) of a system based on a time series of observed values {y (i) = 1, 2, 3, k}. In particular, a Kalman filter sets Algorithm for determining an optimal estimate of the internal state x (k) by minimizing a weighting function J (k). The weighting function J (k) represents a mean squared error that can be used to evaluate an estimated error of a state or difference between the true internal state x (k) and an estimated value is used (See the following expressions 3 to 5). The symbol (^) in an internal state x (k) shows that the value represents an estimated value and the symbol (~) in an internal state x (k) shows that the value represents an estimated error of a state. x ~ ( k ) = x ( k ) - x ^ ( k ) .
Figure DE112016006166T5_0003
where x (k) represents an estimated value of x (k) and x (k) represents an estimated error of x (k). J ( k ) = ( e [ x ~ 2 ( k ) ] )
Figure DE112016006166T5_0004
x ^ ( k ) = bad min x ( k ) J ( k )
Figure DE112016006166T5_0005
x ^ ( k ) = x ^ - ( k ) + G ( k ) y ~ ( k ) .
Figure DE112016006166T5_0006
where x (k) represents an estimated value of x (k), x (k) represents a prediction of x (k), g (k) represents a Kalman gain, and ỹ (k) represents a predicted error of y (k) represents.

Ein geschätzter Wert eines internen Zustands x(k), der unter Verwendung des Kalman-Filters bestimmt wird, kann durch eine Vorabschätzung des internen Zustands x(k) (der erste Term auf der rechten Seite des Ausdrucks 6) und eines Korrekturterms (der zweite Term auf der rechten Seite des Ausdrucks 6) ausgedrückt werden.An estimated value of an internal state x (k) determined using the Kalman filter may be obtained by a preliminary estimation of the internal state x (k) (the first term on the right side of Expression 6) and a correction term (the second one Term on the right side of expression 6).

Die Vorabschätzung eines internen Zustands x(k) stellt eine vorhergesagte Schätzung des internen Zustands x(k) zu einer Zeit k basierend auf den Daten, die bis zu einer Zeit k-1 verfügbar sind, dar. Der Korrekturterm wird zum Einstellen des vorhergesagten geschätzten Werts des ersten Terms verwendet und kann durch das Produkt einer Kalman-Verstärkung g(k) und eines vorhergesagten Fehlers einer Ausgabe y(k) ausgedrückt werden. Die Kalman-Verstärkung g(k) stellt ein Wert zum Minimieren der Kovarianz eines geschätzten Fehlers eines internen Zustands x(k) (ein Fehler zwischen dem wahren Wert und dem geschätzten Wert) dar und kann zum Beispiel basierend auf dem Orthogonalitäts-Prinzip berechnet werden (Siehe den folgenden Ausdruck 7). g ( k ) = P ( k ) c ( k ) c T ( k ) P ( k ) c ( k ) + σ 2 ,

Figure DE112016006166T5_0007
wobei P (k) eine Voraus-Kovarianzmatrix (advance covariance matrix) eines geschätzten Fehlers von x(k) darstellt, σ2 eine Varianz von w(k) darstellt, und cT(k) eine transponierte Matrix von c(k) darstellt. c T ( k ) = h ( x ) x | x = x ^ ( k )
Figure DE112016006166T5_0008
The pre-estimate of an internal state x (k) represents a predicted estimate of the internal state x (k) at time k based on the data available until time k-1. The correction term is used to set the predicted estimated state x Value of the first term is used and can be expressed by the product of a Kalman gain g (k) and a predicted error of an output y (k). The Kalman gain g (k) represents a value for minimizing the covariance of an estimated error of an internal state x (k) (an error between the true value and the estimated value), and can be calculated based on, for example, the orthogonality principle (See the following expression 7). G ( k ) = P - ( k ) c ( k ) c T ( k ) P - ( k ) c ( k ) + σ 2 .
Figure DE112016006166T5_0007
where P (k) represents an advance covariance matrix of an estimated error of x (k), σ 2 represents a variance of w (k), and c T (k) represents a transposed matrix of c (k) , c T ( k ) = H ( x ) x | x = x ^ - ( k )
Figure DE112016006166T5_0008

<Systematisierung von Sekundärbatterien><Systematization of secondary batteries>

Die Sekundärbatterien 31 können als ein System betrachtet werden, bei dem ein Eingang einen Strom I und ein Ausgang eine Anschlussspannung UL darstellt, und das durch die Zustandsgleichung des Ausdrucks 1 und die Ausgangsgleichung des Ausdrucks 2 ausgedrückt werden kann. In dieser Ausführungsform werden die Sekundärbatterien 31 unter Verwendung des Ersatzschaltungsmodells der in 4 gezeigten Sekundärbatterien 31 systematisiert. Insbesondere werden die Sekundärbatterien 31 durch eine OCV ausgedrückt, welche die elektromotorische Kraft (die Gleichstromquelle) darstellt; ein Leiterwiderstand R0, der ein Widerstand eines Stromkollektors, eines Elektrolyten und dergleichen darstellt; eine erste Impedanz Z1; und eine zweite Impedanz Z2.The secondary batteries 31 can be considered as a system in which an input represents a current I and an output a terminal voltage U L , and which can be expressed by the equation of state of expression 1 and the output equation of expression 2. In this embodiment the secondary batteries 31 using the equivalent circuit model of in 4 shown secondary batteries 31 systematized. In particular, the secondary batteries 31 expressed by an OCV representing the electromotive force (DC source); a conductor resistance R 0 representing a resistance of a current collector, an electrolyte, and the like; a first impedance Z1; and a second impedance Z2.

Da sich eine OCV mit einer SOC-Änderung ändert, kann eine OCV als eine Funktion eines SOC ausgedrückt werden. Die erste Impedanz Z1 stellt eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand R1 und einer ersten Kapazität C1 dar. Die zweite Impedanz Z2 stellt eine Parallelschaltung aus einem zweiten Widerstand R2 und einer zweiten Kapazität C2 dar.Since an OCV changes with an SOC change, an OCV can be expressed as a function of an SOC. The first impedance Z1 represents a parallel connection of a first resistor R1 and a first capacitor C1. The second impedance Z2 represents a parallel connection of a second resistor R2 and a second capacitor C2.

Die Zeitkonstante (τ = R × C) der ersten Impedanz Z1 unterscheidet sich von der Zeitkonstante (τ = R × C) der zweiten Impedanz Z2. Insbesondere ist die Zeitkonstante τ1 der ersten Impedanz Z1 kleiner als die Zeitkonstante τ2 der zweiten Impedanz Z2. Die erste Impedanz Z1 simuliert eine schnelle Antwort der Sekundärbatterien 31, das heißt eine kurzperiodische Polarisationsspannung der Sekundärbatterien 31. Die zweite Impedanz Z2 simuliert eine langsame Antwort der Sekundärbatterien 31, das heißt eine langperiodische Polarisationsspannung der Sekundärbatterien 31. Ein Ersatzschaltungsmodell M stellt ein Modell dar, das einen internen Zustand (SOC, U1, U2, R0) der Sekundärbatterien 31 schätzt und stellt ein Beispiel des Schätzmodells der vorliegenden Erfindung dar.The time constant (τ = R × C) of the first impedance Z1 differs from the time constant (τ = R × C) of the second impedance Z2. In particular, the time constant τ1 of the first impedance Z1 is smaller than the time constant τ2 of the second impedance Z2. The first impedance Z1 simulates a fast response of the secondary batteries 31, that is, a short-period polarization voltage of the secondary batteries 31. The second impedance Z2 simulates a slow response of the secondary batteries 31 that is, a long period polarization voltage of the secondary batteries 31 , An equivalent circuit model M represents a model having an internal state (SOC, U1, U2, R0) of the secondary batteries 31 estimates and illustrates an example of the estimation model of the present invention.

Das obige Ersatzschaltungsmodell M wird mathematisch durch den folgenden Ausdruck 9 ausgedrückt. U L ( t ) = O C V ( S O C ( t ) ) + R 0 I ( t ) + R 1 × I ( t ) × ( 1 e t τ 1 ) + R 2 × I ( t ) × ( 1 e t τ 2 )

Figure DE112016006166T5_0009
The above equivalent circuit model M is mathematically expressed by the following expression 9. U L ( t ) = O C V ( S O C ( t ) ) + R 0 I ( t ) + R 1 × I ( t ) × ( 1 - e - t τ 1 ) + R 2 × I ( t ) × ( 1 - e - t τ 2 )
Figure DE112016006166T5_0009

Wenn der Ausdruck 9 diskretisiert wird, werden die folgende Zustandsgleichung (Ausdruck 11) und die folgende Ausgangsgleichung (Ausdruck 12) in Bezug auf einen internen Zustand x(k) der Sekundärbatterien 31 erhalten, wobei x(k) = SOC(k), U1(k), U2(k), R0(k). x ( k ) = [ S O C ( k ) U 1 ( k ) U 2 ( k ) R 0 ( k ) ]

Figure DE112016006166T5_0010
x ( k + 1 ) = [ 1 0 0 0 0 ( 1 Δ t R 1 C 1 ) 0 0 0 0 ( 1 Δ t R 2 C 2 ) 0 0 0 0 1 ] × [ S O C ( k ) U 1 ( k ) U 2 ( k ) R 0 ( k ) ] + [ Δ t C b a t t 1 C 1 1 C 2 0 ] × i ( k ) + b ν ( k )
Figure DE112016006166T5_0011
y ( k ) = u L ( k ) = O C V ( S O C ( k ) ) + U 1 ( k ) + U 2 ( k ) + R 0 ( k ) i ( k ) + w ( k ) ,
Figure DE112016006166T5_0012
wobei uL(k) eine Anschlussspannung darstellt, i(k) einen Strom darstellt, U1(k) ein Spannungsabfall in Z1 darstellt, und U2(k) ein Spannungsabfall in Z2 darstellt.When the expression 9 is discretized, the following equation of state (Expression 11) and the following output equation (Expression 12) with respect to an internal state x (k) of the secondary batteries become 31 where x (k) = SOC (k), U 1 (k), U 2 (k), R 0 (k). x ( k ) = [ S O C ( k ) U 1 ( k ) U 2 ( k ) R 0 ( k ) ]
Figure DE112016006166T5_0010
x ( k + 1 ) = [ 1 0 0 0 0 ( 1 - Δ t R 1 C 1 ) 0 0 0 0 ( 1 - Δ t R 2 C 2 ) 0 0 0 0 1 ] × [ S O C ( k ) U 1 ( k ) U 2 ( k ) R 0 ( k ) ] + [ Δ t C b a t t 1 C 1 1 C 2 0 ] × i ( k ) + b ν ( k )
Figure DE112016006166T5_0011
y ( k ) = u L ( k ) = O C V ( S O C ( k ) ) + U 1 ( k ) + U 2 ( k ) + R 0 ( k ) i ( k ) + w ( k ) .
Figure DE112016006166T5_0012
where u L (k) represents a terminal voltage, i (k) represents a current, U 1 (k) represents a voltage drop in Z 1 , and U 2 (k) represents a voltage drop in Z 2 .

Ein geschätzter SOC-Wert kann durch Verwendung eines Kalman-Filters, insbesondere eines erweiterten Kalman-Filters, auf das System, das durch die Zustandsgleichung des Ausdrucks 11 und die Ausgangsgleichung des Ausdrucks 12 ausgedrückt wird, bestimmt werden. Mit anderen Worten, wie in dem folgenden Ausdruck 13 gezeigt, kann eine Vorabschätzung eines SOC-Werts durch Addieren des Produkts einer Kalman-Verstärkung g(k) und eines vorhergesagten Fehlers einer Anschlussspannung UL(k) zu dem vorausgeschätzten SOC-Wert eingestellt werden. S O ^ C ( k ) = S O ^ C ( k ) + g ( k ) u ˜ L ( k ) ,

Figure DE112016006166T5_0013
wobei SÔC(k) ein geschätzter Wert von SOC(k) darstellt, SÔC.(k) eine Vorausschätzung von SOC(k) darstellt, g(k) eine Kalman-Verstärkung darstellt, und ũL(k) ein vorhergesagter Fehler von u(k) darstellt.An estimated SOC value may be determined by using a Kalman filter, particularly an extended Kalman filter, on the system expressed by the equation of state of expression 11 and the output equation of expression 12. In other words, as shown in the following Expression 13, a pre-estimate of an SOC value may be set by adding the product of a Kalman gain g (k) and a predicted error of a terminal voltage U L (k) to the estimated SOC value , S O ^ C ( k ) = S O ^ C - ( k ) + G ( k ) u ~ L ( k ) .
Figure DE112016006166T5_0013
where SÔC (k) represents an estimated value of SOC (k), SÔC . (k) represents a prediction of SOC (k), g (k) represents a Kalman gain, and ũ L (k) represents a predicted error of u (k).

Wie in dem folgenden Ausdruck 14 gezeigt, wird eine Vorabschätzung eines SOC-Werts (der erste Term auf der rechten Seite des Ausdrucks 13) durch Addieren einer durch ein Stromintegrationsverfahren (der zweite Term auf der rechten Seite des Ausdrucks) verursachten Änderung auf einen zuvor geschätzten SOC-Wert (der erste Ausdruck auf der rechten Seite des Ausdrucks 14) bestimmt. Daher stellt der Kalman-Filter den durch ein Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch Reduzieren des geschätzten Fehlers ein. S O ^ C ( k ) = S O ^ C ( k 1 ) + Δ t C b a t t × i ( k ) ,

Figure DE112016006166T5_0014
wobei Chatt eine volle Ladekapazität der Sekundärbatterien 31 darstellt.As shown in the following expression 14, a pre-estimate of an SOC value (the first term on the right side of the expression 13) is added by adding a change caused by a current integration method (the second term on the right side of the term) to a previously estimated one SOC value (the first term on the right side of expression 14) is determined. Therefore, the Kalman filter adjusts the SOC estimated by a current integration method by reducing the estimated error. S O ^ C - ( k ) = S O ^ C ( k - 1 ) + Δ t C b a t t × i ( k ) .
Figure DE112016006166T5_0014
where C has a full charge capacity of the secondary batteries 31 represents.

Der SOC-Schätzprozess unter Verwendung eines Kalman-Filters kann schematisch in einem Flussdiagramm mit drei Schritten S1 bis S3 gezeigt werden, wie in 5 gezeigt.The SOC estimation process using a Kalman filter can be schematically shown in a flowchart with three steps S1 to S3, as in FIG 5 shown.

In Schritt S1 wird der neueste interne Zustand (SOC, U1, U2, R0) basierend auf dem zuvor geschätzten internen Zustand (SOC, U1, U2, R0) und dem gegenwärtigen Strom I, der durch den Stromsensor 40 erfasst wird, geschätzt. Gleichzeitig wird die neueste Fehlerinformation des internen Zustands (SOC, U1, U2, R0) basierend auf der Fehlerinformation des zuvor geschätzten internen Zustands (SOC, U1, U2, R0) und der Fehlerinformation des Strom I geschätzt.In step S1, the latest internal state (SOC, U1, U2, R0) is determined based on the previously estimated internal state (SOC, U1, U2, R0) and current current I flowing through the current sensor 40 is estimated, estimated. At the same time, the latest internal state error information (SOC, U1, U2, R0) is estimated based on the previously estimated internal state error information (SOC, U1, U2, R0) and current I error information.

In Schritt S2 wird eine Anschlussspannung UL der Sekundärbatterien 31 basierend auf dem neusten internen Zustand (SOC, U1, U2, R0), der in Schritt S1 geschätzt wurde, vorhergesagt. Insbesondere wird eine OCV unter Bezug auf die SOC-OCV-Korrelationscharakteristiken, die in 2 gezeigt sind, berechnet, um die OCV zu finden, die dem geschätzten SOC entspricht, und dann wird die Anschlussspannung UL basierend auf der OCV und der Gesamtsumme von U0, U1 und U2 vorhergesagt.In step S2, a terminal voltage U L of the secondary batteries 31 based on the latest internal state (SOC, U1, U2, R0) estimated in step S1. In particular, an OCV will be described with reference to the SOC-OCV correlation characteristics set forth in FIG 2 are calculated to find the OCV corresponding to the estimated SOC, and then the terminal voltage U L is predicted based on the OCV and the total of U0, U1 and U2.

Basierend auf dem Ergebnis eines Vergleichs zwischen der vorhergesagten Anschlussspannung UL und einer beobachteten Anschlussspannung UL, die durch die Spannungserfassungsschaltung 80 erfasst wird, und der Fehlerinformation der Spannungserfassungsschaltung 80 wird eine Kalman-Verstärkung g(k) zum Minimieren der Fehlerinformation des neusten internen Zustands (SOC, U1, U2, R0) im Schritt S1 geschätzt.Based on the result of a comparison between the predicted terminal voltage U L and an observed terminal voltage U L detected by the voltage detection circuit 80 is detected, and the error information of the voltage detection circuit 80 For example, a Kalman gain g (k) for minimizing the error information of the latest internal state (SOC, U1, U2, R0) is estimated in step S1.

In Schritt S3 wird der neuste interne Zustand (SOC, U1, U2, R0), der in Schritt S1 geschätzt wurde, und die Fehlerinformation des internen Zustands (SOC, U1, U2, R0) unter Verwendung der Kalman-Verstärkung g(k) eingestellt. Die Kalman-Verstärkung g(k) wird zum Einstellen des SOC verwendet, der durch ein Stromintegrationsverfahren in Schritt S1 geschätzt wurde.In step S3, the latest internal state (SOC, U1, U2, R0) estimated in step S1 and the internal state error information (SOC, U1, U2, R0) are determined using the Kalman G (k) gain. set. The Kalman gain g (k) is used to set the SOC estimated by a current integration method in step S1.

Wie oben beschrieben, wird der Kalman-Filter zum Schätzen eines internen Zustands (SOC, U1, U2, R0) der Sekundärbatterien 31 mit dem Minimieren eines geschätzten Fehlers eines Zustands durch Wiederholen der obigen drei Schritte S1 bis S3 benutzt, während die Daten über eine Anschlussspannung UL der Sekundärbatterien 31 von der Spannungserfassungsschaltung 80 und die Daten über einen Strom I von dem Stromsensor 40 empfangen werden.As described above, the Kalman filter is for estimating an internal state (SOC, U1, U2, R0) of the secondary batteries 31 with minimizing an estimated error of a state by repeating the above three steps S1 to S3 while using the data on a terminal voltage U L of the secondary batteries 31 from the voltage detection circuit 80 and the data on a current I from the current sensor 40 are received.

Die Sekundärbatterien 31 weisen jedoch die Bereiche kleiner Änderungen L1 und L2 in den SOC-OCV-Korrelationscharakteristiken auf. Da ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag in den Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2 sehr klein ist, verursacht ein kleiner Fehler eines geschätzten OCV-Werts einen signifikanten Fehler eines geschätzten SOC-Werts. Daher ist die Auswirkung auf die Genauigkeit der SOC-Schätzung in den Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2 signifikanter als in den Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3, was die Genauigkeit der SOC-Schätzung in den Bereichen L1 und L2 reduzieren kann. Mit anderen Worten, die SOC-Schätzgenauigkeit kann signifikant verringert werden, wenn ein geschätzter SOC-Wert unter Verwendung der Kalman-Verstärkung g(k) eingestellt wird, die in Schritt S2 in den Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2 erzeugt wird.The secondary batteries 31 however, have the ranges of small changes L1 and L2 in the SOC-OCV correlation characteristics. Since an OCV change amount relative to an SOC change amount is small in the regions of small changes L1 and L2, a small error of an estimated OCV value causes a significant error of an estimated SOC value. Therefore, the effect on the accuracy of the SOC estimate in the areas of small changes L1 and L2 is more significant than in the areas of large changes H1, H2, and H3, which can reduce the accuracy of the SOC estimate in areas L1 and L2. In other words, the SOC estimation accuracy can be significantly reduced if an estimated SOC value is set by using the Kalman gain g (k) generated in the areas of small changes L1 and L2 in step S2.

Einschränkung der Einstellung unter Verwendung eines Kalman Filters Limitation of the setting using a Kalman filter

Angesichts der obigen Umstände wird die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters in dem BM 50 nur dann durchgeführt, wenn der SOC der Sekundärbatterien 31 in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist. Wenn der SOC der Sekundärbatterien 31 nicht in einem Bereich großer Änderungen H1, H2 und H3 ist, das heißt, der SOC ist in einem Bereich kleiner Änderungen L1 und L2, wird die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht ausgeführt.In view of the above circumstances, the adjustment is made using the Kalman filter in the BM 50 only performed when the SOC of the secondary batteries 31 in one of the regions of large changes is H1, H2 and H3. If the SOC of the secondary batteries 31 is not in a range of large changes H1, H2 and H3, that is, the SOC is in a range of small changes L1 and L2, the adjustment using the Kalman filter is not performed.

6 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen SOC-Schätzprozess mit sechs Schritten S10 bis S60 zeigt. Der in 6 gezeigte SOC-Schätzprozess wird von der Steuerung 60 ausgeführt, um zum Beispiel die Batteriegruppe 30 zu überwachen wenn der BM 50 beginnt. 6 FIG. 12 is a flowchart showing a six-step SOC estimation process S10 to S60. The in 6 shown SOC estimation process is by the controller 60 running, for example, the battery group 30 to monitor if the BM 50 starts.

Wenn der Prozess beginnt, greift die Steuerung 60 auf den Speicher und dergleichen zu, um den gegenwärtigen SOC-Wert zu erhalten (S10).When the process starts, the controller takes over 60 to the memory and the like to obtain the present SOC value (S10).

Die Steuerung 60 führt dann die SOC-Schätzung durch ein Stromintegrationsverfahren durch (Schritt S20). Mit anderen Worten, die Steuerung 60 berechnet eine kumulative Lade-Entlade-Menge durch Integrieren von Strömen I, die von dem Stromsensor 40 ausgegeben werden. Die Steuerung 60 schätzt dann den SOC zum nächsten Zeitpunkt durch Addieren eines SOC-Änderungsbetrags, der basierend auf dem kumulativen Lade-Entlade-Betrag berechnet wird, zu dem gegenwärtigen SOC-Wert, der aus dem Speicher 63 gelesen wird. In dem Ausdruck 15 drückt der erste Ausdruck den gegenwärtigen SOC-Wert aus und der zweite Ausdruck drückt den SOC-Änderungsbetrag in Bezug auf den gegenwärtigen Wert aus. S O C = S O C O + 1 C b a t t × I Δ t

Figure DE112016006166T5_0015
The control 60 then performs the SOC estimation by a current integration method (step S20). In other words, the controller 60 calculates a cumulative charge-discharge amount by integrating currents I received from the current sensor 40 be issued. The control 60 then estimates the SOC at the next time by adding an SOC change amount, which is calculated based on the cumulative charge-discharge amount, to the current SOC value obtained from the memory 63 is read. In expression 15, the first term expresses the current SOC value and the second term expresses the SOC change amount with respect to the current value. S O C = S O C O + 1 C b a t t × I Δ t
Figure DE112016006166T5_0015

Die Steuerung 60 bestimmt dann, ob der durch das Strömintegrationsverfahren geschätzte SOC-Wert in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist (Schritt S30). Insbesondere führt die Steuerung 60 die Bestimmung durch Vergleichen der SOC-Bereiche in den jeweiligen Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3 mit den SOC-Wert durch, der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wird.The control 60 then determines whether the SOC value estimated by the current integration method is H1, H2 and H3 in one of the regions of large changes (step S30). In particular, the controller performs 60 the determination by comparing the SOC regions in the respective regions of large changes H1, H2 and H3 with the SOC value estimated by the current integration method.

Die Steuerung 60 führt die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch, wenn der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzte SOC in einem Bereich großer Änderungen H1, H2 und H3 ist (Schritt S40).The control 60 performs the adjustment using the Kalman filter to the SOC estimated by the current integration method when the SOC estimated by the current integration method is in a range of large changes H1, H2 and H3 (step S40).

Insbesondere erzeugt die Steuerung 60 eine Kalman-Verstärkung g(k) zum Minimieren der Fehlerinformation eines internen Zustands (SOC, U1, U2, R0) der Sekundärbatterien 31, die durch das Ersatzschaltungsmodell M basierend auf einer Anschlussspannung UL, die von der Spannungserfassungsschaltung 80 erfasst wird, und eine Anschlussspannung UL, die durch das Ersatzschaltungsmodell M vorhergesagt wird, geschätzt wird.In particular, the controller generates 60 a Kalman gain g (k) for minimizing the error information of an internal state (SOC, U1, U2, R0) of the secondary batteries 31 generated by the equivalent circuit model M based on a terminal voltage U L supplied by the voltage detection circuit 80 is detected, and a terminal voltage U L , which is predicted by the equivalent circuit model M, is estimated.

Die Steuerung 60 stellt dann den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC basierend auf der Kalman-Verstärkung g(k) und dem vorhergesagten Fehler der Anschlussspannung UL ein (siehe den Ausdruck 13). Die Steuerung 60 nimmt dann den eingestellten SOC als den SOC zu dem nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.The control 60 then sets the SOC estimated by the current integration method based on the Kalman gain g (k) and the predicted error of the terminal voltage U L (see Expression 13). The control 60 then takes the adjusted SOC as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

Wenn jedoch der gegenwärtige SOC-Wert nicht in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist, das heißt, wenn der gegenwärtige SOC-Wert in einem der Bereiche kleiner Änderungen L1 und L2 ist, führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht durch und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den SOC zu dem nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.However, if the current SOC value is not in one of the regions of large changes H1, H2, and H3, that is, if the current SOC value is in one of the regions of small changes L1 and L2, the controller 60 performs the adjustment using the Kalman filters and does not accept the SOC estimated by the current integration method as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

Immer wenn die Steuerung 60 den Schritt S40 oder S50 ausführt, greift die Steuerung 60 auf den Speicher 63 zu, um den SOC-Wert zu aktualisieren. Der Speicher 63 speichert somit immer den neuesten SOC-Wert.Whenever the controller 60 performs step S40 or S50, the controller takes control 60 on the memory 63 to update the SOC value. The memory 63 thus always stores the latest SOC value.

Nach dem Schritt S40 oder S50 bestimmt die Steuerung 60, ob die Überwachung der Sekundärbatterien 31 beendet werden soll (Schritt S60).After the step S40 or S50, the controller determines 60 whether the monitoring of secondary batteries 31 to be ended (step S60).

Wenn die Überwachung der Sekundärbatterien 31 fortgesetzt wird, geht der Prozess zurück zu Schritt S20 und die Steuerung 60 wiederholt die SOC-Schätzung durch das Stromintegrationsverfahren. Mit anderen Worten, die Steuerung 60 berechnet einen SOC-Änderungsbetrag durch das Stromintegrationsverfahren basierend auf dem gegenwärtigen SOC-Wert, der in Schritt S40 oder S50 bestimmt wurde. Die Steuerung 60 schätzt dann den SOC zum nächsten Zeitpunkt durch Addieren des SOC-Änderungsbetrags zu dem gegenwärtigen SOC-Wert. When monitoring the secondary batteries 31 is continued, the process goes back to step S20 and the control 60 repeats the SOC estimate through the current integration procedure. In other words, the controller 60 calculates an SOC change amount by the current integration method based on the current SOC value determined in step S40 or S50. The control 60 then estimates the SOC at the next time by adding the SOC change amount to the current SOC value.

Die Steuerung 60 führt dann Schritt S30 durch, um zu bestimmen, ob der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzte SOC in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist. Die Steuerung 60 führt die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an dem durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch und nimmt den eingestellten SOC als den SOC zum nächsten Zeitpunkt (Schritt S40) nur dann an, wenn der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzte SOC in einem Bereich großer Änderungen H1, H2 und H3 ist.The control 60 Then, step S30 is performed to determine whether the SOC estimated by the current integration method is H1, H2 and H3 in one of the regions of large changes. The control 60 performs the adjustment using the Kalman filter on the SOC estimated by the current integration method, and assumes the set SOC as the SOC at the next time (step S40) only when the SOC estimated by the current integration method is in a range of large changes H1, H2 and H3 is.

Wenn der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzte SOC jedoch nicht in einem Bereich großer Änderungen H1, H2 und H3 ist, nimmt die Steuerung 60 den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den SOC zum nächsten Zeitpunkt an (Schritt S50).However, when the SOC estimated by the current integration method is not in a range of large changes H1, H2 and H3, the controller 60 assumes the SOC estimated by the current integration method as the SOC at the next time (step S50).

Wenn die Überwachung der Sekundärbatterien 31 fortgesetzt wird, geht der Prozess zurück zu Schritt S20 und dieselben Schritte werden erneut ausgeführt.When monitoring the secondary batteries 31 is continued, the process goes back to step S20 and the same steps are executed again.

Wie oben beschrieben, führt die Steuerung 60 die SOC-Schätzung immer durch das Stromintegrationsverfahren unabhängig von dem SOC-Bereich durch, während sie die Sekundärbatterien 31 überwacht. Mit anderen Worten, die Steuerung 60 führt die SOC-Schätzung durch das Stromintegrationsverfahren nicht nur dann durch, wenn der SOC in einem der Bereiche kleiner Änderungen L1 und L2 ist, sondern auch, wenn der SOC in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist. Die Steuerung 60 führt dann die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an dem durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC nur dann durch, wenn der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzte SOC in einem Bereich großer Änderungen H1, H2 und H3 ist. Wenn der geschätzte SOC jedoch nicht in einem Bereich großer Änderungen H1, H2 und H3 ist, das heißt, der geschätzte SOC ist in einem der Bereiche kleiner Änderungen L1 und L2, führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht aus.As described above, the controller performs 60 The SOC estimate is always passed through the current integration process regardless of the SOC range, while using the secondary batteries 31 supervised. In other words, the controller 60 performs the SOC estimation by the current integration method not only when the SOC is in one of the regions of small changes L1 and L2, but also when the SOC is in one of the regions of large changes H1, H2, and H3 is. The control 60 then performs the adjustment using the Kalman filter on the SOC estimated by the current integration method only when the SOC estimated by the current integration method is in a range of large changes H1, H2 and H3. However, if the estimated SOC is not in a range of large changes H1, H2, and H3, that is, the estimated SOC is in one of the ranges of small changes L1 and L2, the controller performs 60 setting using the Kalman filter is not enough.

Wenn die Sekundärbatterien 31 zum Beispiel von dem Punkt P zu dem in 2 gezeigten Vollladezustand geladen werden, führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an dem durch das Stromintegrationsverfahren nach dem Beginn des Ladens geschätzten Ladezustand durch solange der geschätzte SOC weniger als 31% beträgt (der SOC ist in dem Bereich großer Änderungen H2) und nimmt den eingestellten SOC als den neuesten SOC-Wert an. Solange der geschätzte SOC in dem Bereich von 31% bis 62% ist (der SOC ist in dem Bereich kleiner Änderungen L1), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht durch und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den neuesten SOC-Wert an.If the secondary batteries 31 for example, from the point P to the in 2 shown full charge state, the controller performs 60 the setting using the Kalman filter on the state of charge estimated by the current integration method after the start of charging by as long as the estimated SOC is less than 31% (the SOC is in the range of large changes H2) and takes the set SOC as the latest SOC Value. As long as the estimated SOC is in the range of 31% to 62% (the SOC is in the range of small changes L1), the controller performs 60 does not complete the adjustment using the Kalman filter and adopts the SOC estimated by the current integration method as the latest SOC value.

Solange der geschätzte SOC mehr als 62% und weniger als 68% beträgt (der SOC ist in dem Bereich großer Änderungen H1), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch und nimmt den eingestellten SOC als den neuesten SOC-Wert an.As long as the estimated SOC is more than 62% and less than 68% (the SOC is in the range of large changes H1), the controller performs 60 adjusting by using the Kalman filter to the SOC estimated by the current integration method, and taking the set SOC as the latest SOC value.

Solange der geschätzte SOC in dem Bereich von 68% bis 97% ist (der SOC ist in dem Bereich kleiner Änderungen L2), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht durch und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den neuesten SOC-Wert an. Solange der geschätzte SOC mehr als 97% beträgt (der SOC ist in dem Bereich großer Änderungen H3), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch und nimmt den eingestellten SOC als neuesten SOC-Wert an.As long as the estimated SOC is in the range of 68% to 97% (the SOC is in the range of small changes L2), the controller performs 60 does not complete the adjustment using the Kalman filter and adopts the SOC estimated by the current integration method as the latest SOC value. As long as the estimated SOC is more than 97% (the SOC is in the range of large changes H3), the controller performs 60 setting using the Kalman filter to the SOC estimated by the current integration method, and assuming the set SOC as the latest SOC value.

Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1 bis H3 durchgeführt, in denen erwartet wird, dass die SOC-Schätzgenauigkeit durch die Einstellung verbessert wird. Dies kann die SOC-Schätzgenauigkeit verbessern.As described above, in this embodiment, the adjustment using the Kalman filter is performed only in the regions of large changes H1 to H3 in which the SOC estimation accuracy is expected to be improved by the adjustment. This can improve the SOC estimation accuracy.

Mit anderen Worten, die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters wird nicht in den Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2 durchgeführt, in denen die SOC-Schätzgenauigkeit durch die Einstellung verringert werden kann. Dies kann die SOC-Schätzgenauigkeit verbessern.In other words, the adjustment using the Kalman filter is not performed in the areas of small changes L1 and L2 in which the SOC estimation accuracy can be reduced by the adjustment. This can improve the SOC estimation accuracy.

Zusätzlich wurde die Batteriegruppe 30 bei einer Batterietemperatur T von 25 °C in Experimenten geladen und entladen. Dann wurde ein Vergleich zwischen dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters auf den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC in allen Bereichen von SOC-Werten (0% bis 100%) durchgeführt wurde, und dem Fall, in dem die Einstellung nur in den Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3 durchgeführt wurde, gemacht, um den Unterschied zwischen den Effekten in diesen Fällen zu finden. In addition, the battery group became 30 charged and discharged at a battery temperature T of 25 ° C in experiments. Then, a comparison was made between the case where the adjustment using the Kalman filter to the SOC estimated by the current integration method was performed in all ranges of SOC values (0% to 100%) and the case where the adjustment only in the areas of large changes H1, H2 and H3 was done to find the difference between the effects in these cases.

In den 7A und 8 zeigen die strichpunktierten Linien die wahren SOC-Werte. Die gestrichelten Linien zeigen die SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurden. Die geschätzten SOC-Werte werden durch Messen von Strömen durch die Batteriegruppe 30 mit dem Stromsensor 40 und Integrieren der gemessenen Werte in den Experimenten bestimmt. In diesem Beispiel weist der Stromsensor 40 einen Strommessfehler von ungefähr 20 mA auf der Entladeseite auf. Geschätzte Fehler von SOC-Werten, die durch die Stromintegration verursacht werden, werden über die Zeit akkumuliert.In the 7A and 8th the dot-dash lines show the true SOC values. The dashed lines show the SOC values estimated by the current integration method. The estimated SOC values are determined by measuring currents through the battery group 30 determined with the current sensor 40 and integrating the measured values in the experiments. In this example, the current sensor points 40 a current measurement error of about 20 mA on the discharge side. Estimated errors in SOC values caused by current integration are accumulated over time.

In 7A zeigt die durchgezogene Linie die SOC-Werte in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren in allen Bereichen von SOC-Werten (0% bis 100%) geschätzt werden.In 7A The solid line shows the SOC values in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter on the SOC values estimated by the current integration method in all ranges from SOC values (0% to 100%) ,

Wie durch die durchgezogene Linie in 7A gezeigt, sind in den Bereichen A1 bis A3 (Bereiche großer Änderungen) die unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellten SOC-Werte näher an den wahren Werten als die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC-Werte. Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit in den Bereichen großer Änderungen in dem Fall höher ist, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters verwendet wird, als in dem Fall, in dem nur das Stromintegrationsverfahren verwendet wird. 7B stellt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs großer Änderungen A3 in 7A dar.As indicated by the solid line in 7A In the regions A1 to A3 (regions of large changes), the SOC values set using the Kalman filter are closer to the true values than the SOC values estimated by the current integration method. This shows that the SOC estimation accuracy is higher in the regions of large changes in the case where the adjustment using the Kalman filter is used than in the case where only the current integration method is used. 7B provides an enlarged view of the range of large changes A3 in FIG 7A represents.

In den Bereichen B1 bis B4 (Bereiche kleiner Änderung) sind jedoch die SOC-Werte, die unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellt werden, von den wahren Werten entfernter als die SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt werden. Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit verringert wird, wenn die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren in den Bereichen kleiner Änderung L1 und L2 geschätzt werden.However, in the areas B1 to B4 (small change area), the SOC values set using the Kalman filter are more remote from the true values than the SOC values estimated by the current integration method. This shows that the SOC estimation accuracy is lowered when the adjustment using the Kalman filter is performed on the SOC values estimated by the current integration method in the regions of small change L1 and L2.

In 8 zeigt die durchgezogene Linie die SOC-Werte in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren nur in den Bereichen großer Änderungen H1 bis H3 geschätzt werden, und die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht in den Bereichen kleiner Änderungen L1 und L2 durchgeführt wird.In 8th The solid line shows the SOC values in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter on the SOC values estimated by the current integration method only in the regions of large changes H1 to H3, and the setting under Use of the Kalman filter is not performed in the areas of small changes L1 and L2.

Wie durch die durchgezogene Linie in 8 gezeigt, sind die SOC-Werte in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1 bis H3 durchgeführt wird, näher an den wahren Werten in Allgemein allen Bereichen als die SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt werden. Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit verbessert ist.As indicated by the solid line in 8th In the case where the adjustment using the Kalman filter is performed only in the regions of large changes H1 to H3, the SOC values are shown closer to the true values in general to all regions than the SOC values obtained by the current integration method can be estimated. This shows that the SOC estimation accuracy is improved.

9 stellt eine Tabelle dar, die die quadratischen Mittelwerte (root mean square RMS) der SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte in den jeweiligen Verfahren zeigt. Wenn nur das Stromintegrationsverfahren verwendet wird, beträgt der RMS der geschätzten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 4,738. Wenn die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters in allen SOC-Bereichen durchgeführt wird, beträgt der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 6,619. Wenn die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1 bis H3 durchgeführt wird, beträgt der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 4,406. Die geschätzten SOC-Werte stellen die SOC-Werte dar, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt werden und durch die gestrichelten Linien in den 7 und 8 gezeigt sind. Die eingestellten SOC-Werte stellen die SOC-Werte dar, die unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellt werden und durch die durchgezogenen Linien in den 7 und 8 gezeigt sind. 9 represents a table showing the root mean square (RMS) of SOC values in terms of the true values in the respective methods. If only the current integration method is used, the RMS of the estimated SOC values with respect to the true values is 4.738. When the adjustment is made using the Kalman filter in all SOC ranges, the RMS of the set SOC values with respect to the true values is 6.619. When the adjustment using the Kalman filter is performed only in the areas of large changes H1 to H3, the RMS of the set SOC values with respect to the true values is 4.406. The estimated SOC values represent the SOC values estimated by the current integration method and the dashed lines in FIG 7 and 8th are shown. The set SOC values represent the SOC values set using the Kalman filter and the solid lines in the 7 and 8th are shown.

Gemäß der Tabelle ist klar, dass der RMS am Kleinsten ist, wenn die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1 bis H3 durchgeführt wird, und die SOC-Schätzgenauigkeit verbessert wird.According to the table, it is clear that the RMS is the smallest when the adjustment using the Kalman filter is performed only in the areas of large changes H1 to H3, and the SOC estimation accuracy is improved.

<Zweite Ausführungsform> <Second Embodiment>

Eine zweite Ausführungsform 2 wird nun unter Bezug auf die 10 bis 15 beschrieben. Ein Batteriepack 20 der zweiten Ausführungsform umfasst eine Batteriegruppe 30, einen Stromsensor 40 und einen Batteriemanager (BM) 50 zum Verwalten der Batteriegruppe 30 wie in dem Batteriepack 20 der ersten Ausführungsform.A second embodiment 2 will now be described with reference to FIGS 10 to 15 described. A battery pack 20 The second embodiment includes a battery pack 30 , a current sensor 40 and a battery manager (BM) 50 for managing the battery group 30 as in the battery pack 20 the first embodiment.

In der zweiten Ausführungsform wurde die Batteriegruppe 30 wie in den Experimenten in der ersten Ausführungsform bei verschiedenen Batterietemperaturen T in Experimenten geladen und entladen, um die Beziehung zwischen dem Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters und den unterschiedlichen Batterietemperaturen T zu finden.In the second embodiment, the battery group became 30 as in the experiments in the first embodiment at different battery temperatures T in experiments loaded and unloaded to find the relationship between the effect of adjustment using the Kalman filter and the different battery temperatures T.

10 stellt ein Graph dar, der SOC-Übergänge mit der Zeit bei einer Batterietemperatur T von 40°C zeigt. 11 stellt ein Graph dar, der SOC-Übergänge mit der Zeit bei einer Batterietemperatur T von 10°C zeigt. 12 stellt ein Graph dar, der SOC-Übergänge mit der Zeit bei einer Batterietemperatur T von 0°C zeigt. In den 10 bis 12 zeigen die durchgezogenen Linien die SOC-Werte in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren nur in den Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3 geschätzt werden. 10 FIG. 12 is a graph showing SOC transitions with time at a battery temperature T of 40 ° C. FIG. 11 FIG. 12 is a graph showing SOC transitions with time at a battery temperature T of 10 ° C. FIG. 12 FIG. 12 illustrates a graph showing SOC transitions with time at a battery temperature T of 0 ° C. FIG. In the 10 to 12 The solid lines show the SOC values in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter on the SOC values estimated by the current integration method only in the regions of large changes H1, H2 and H3.

Wenn ein Vergleich zwischen dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 40°C (die durchgezogene Linie in 10) und dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 25°C (die durchgezogene Linie in 8) durchgeführt wird, in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3 durchgeführt wird; versteht es sich, dass die eingestellten SOC-Werte näher bei den wahren Werten liegen und dass der Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur von 40°C höher ist als bei der Batterietemperatur von 25°C.If a comparison between the SOC transition with time at the battery temperature T of 40 ° C (the solid line in 10 ) and the SOC transition with time at the battery temperature T of 25 ° C (the solid line in FIG 8th ) is performed in the case where the adjustment using the Kalman filter is performed only in the areas of large changes H1, H2 and H3; It is understood that the set SOC values are closer to the true values and that the effect of adjustment using the Kalman filter is higher at the battery temperature of 40 ° C than at the battery temperature of 25 ° C.

In ähnlicher Weise, wenn ein Vergleich zwischen dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 25°C (die durchgezogene Linie in 8) und dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 10°C (die durchgezogene Linie in 11) durchgeführt wird, in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3 durchgeführt wird, versteht es sich, dass die eingestellten SOC-Werte von den wahren Werten entfernter sind und der Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur von 10°C geringer ist als bei der Batterietemperatur von 25°C.Similarly, if a comparison between the SOC transition with time at the battery temperature T is 25 ° C (the solid line in FIG 8th ) and the SOC transition with time at the battery temperature T of 10 ° C (the solid line in FIG 11 ), in the case where the adjustment using the Kalman filter is performed only in the areas of large changes H1, H2 and H3, it is understood that the set SOC values are more remote from the true values, and the Effect of setting using the Kalman filter is lower at the battery temperature of 10 ° C than at the battery temperature of 25 ° C.

Wenn ein Vergleich zwischen dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 10°C (die durchgezogene Linie in 11) und dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 0°C (die durchgezogene Linie in 12) durchgeführt wird, in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3 durchgeführt wird; versteht es sich, dass die eingestellten SOC-Werte von den wahren Werten entfernter sind und die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur T von 0°C niedriger ist als bei der Batterietemperatur T von 10°C.If a comparison between the SOC transition with time at the battery temperature T of 10 ° C (the solid line in 11 ) and the SOC transition with time at the battery temperature T of 0 ° C (the solid line in FIG 12 ) is performed in the case where the adjustment using the Kalman filter is performed only in the areas of large changes H1, H2 and H3; it is understood that the set SOC values are more remote from the true values and the setting using the Kalman filter is lower at the battery temperature T of 0 ° C than at the battery temperature T of 10 ° C.

13 stellt eine Tabelle dar, die die quadratischen Mittelwerte (RMS) der geschätzten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte und die quadratischen Mittelwerte (RMS) der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte bei den jeweiligen Batterietemperaturen T zeigt. Die geschätzten SOC-Werte stellen die SOC-Werte dar, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt werden und die durch die gestrichelten Linien in den 8, 10, 11 und 12 gezeigt sind. Die eingestellten SOC-Werte stellen die SOC-Werte dar, die unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellt werden und durch die durchgezogenen Linien in den 8, 10, 11 und 12 gezeigt sind. 13 Fig. 12 is a table showing the root mean square (RMS) values of the estimated SOC values with respect to the true values and the root-mean-squared values (RMS) of the set SOC values with respect to the true values at the respective battery temperatures T. The estimated SOC values represent the SOC values estimated by the current integration method and those indicated by the dashed lines in FIG 8th . 10 . 11 and 12 are shown. The set SOC values represent the SOC values set using the Kalman filter and the solid lines in the 8th . 10 . 11 and 12 are shown.

Der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte beträgt 3,879 bei der Batterietemperatur T von 40°C und 4,406 bei der Batterietemperatur T von 25°C. Der RMS beträgt 9,804 bei der Batterietemperatur T von 10°C und 12,038 bei der Batterietemperatur T von 0°C.The RMS of the set SOC values with respect to the true values is 3, 879 at the battery temperature T of 40 ° C and 4.406 at the battery temperature T of 25 ° C. The RMS is 9.804 at the battery temperature T of 10 ° C and 12.038 at the battery temperature T of 0 ° C.

Wie in der Tabelle gezeigt, nimmt, wenn die Batterietemperatur T ansteigt, der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte ab. Wenn die Batterietemperatur T ansteigt, nimmt dementsprechend der Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters zu. Insbesondere beträgt der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 4,406 bei der Batterietemperatur T von 25°C und 3,879 bei der Batterietemperatur T von 40°C. Diese RMS-Werte sind kleiner als die jeweiligen RMS-Werte der SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurden, das heißt 4,738 und 4,515.As shown in the table, as the battery temperature T increases, the RMS of the set SOC values decreases with respect to the true values. Accordingly, as the battery temperature T increases, the effect of adjustment using the Kalman filter increases. Specifically, the RMS of the set SOC values with respect to the true values is 4.406 at the battery temperature T of 25 ° C and 3.879 at the battery temperature T of 40 ° C. These RMS values are smaller than the respective RMS values of the SOC values estimated by the current integration method, that is, 4,738 and 4,515.

Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit verbessert werden kann, wenn die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren bei einer Batterietemperatur T von nur 25°C oder mehr geschätzt werden.This shows that the SOC estimation accuracy can be improved when the adjustment using the Kalman filter is performed on the SOC values estimated by the current integration method at a battery temperature T of only 25 ° C or more.

Die Zunahme der SOC-Schätzgenauigkeit mit dem Anstieg der Batterietemperatur T kann durch die folgenden Faktoren erklärt werden. Im Allgemeinen nimmt die Impedanz der Sekundärbatterien 31 ab, wenn die Batterietemperatur T ansteigt. Die verringerte Impedanz verringert eine Spannungsänderung zum Zeitpunkt des Stromflusses. Dies verbessert die Genauigkeit bei der Schätzung der Anschlussspannung UL durch das Schätzmodell M, von dem angenommen wird, dass es die SOC-Schätzgenauigkeit verbessert. Auf der anderen Seite erhöht eine hohe Impedanz bei einer niedrigen Batterietemperatur T eine Spannungsänderung zum Zeitpunkt des Stromflusses. Dies verringert die Genauigkeit bei der Schätzung der Anschlussspannung UL durch das Schätzmodell M, von dem angenommen wird, dass es die SOC-Schätzgenauigkeit verringert.The increase of the SOC estimation accuracy with the increase of the battery temperature T can be explained by the following factors. In general, the impedance of the secondary batteries is decreasing 31 when the battery temperature T increases. The reduced impedance reduces a voltage change at the time of current flow. This improves the accuracy in the estimation of the terminal voltage U L by the estimation model M, which is considered to improve the SOC estimation accuracy. On the other hand, a high impedance at a low battery temperature T increases a voltage change at the time of current flow. This reduces the accuracy in the estimation of the terminal voltage U L by the estimation model M, which is assumed to reduce the SOC estimation accuracy.

14 stellt ein Flussdiagramm mit einem Term dar, der sich auf die Batterietemperatur T bezieht, addiert zu den Termen zum Bestimmen, ob die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC, der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurde, durchzuführen ist. Dieser Prozess umfasst einen zusätzlichen Schritt S37A für den in 6 gezeigten SOC-Schätzprozess. Insbesondere umfasst dieser Prozess den zusätzlichen Schritt, bei dem die Steuerung 60 bestimmt, ob die durch den Temperatursensor 95 erfasste Batterietemperatur T eine erste Temperatur (25°C in diesem Beispiel) oder mehr beträgt. 14 FIG. 10 illustrates a flowchart with a term related to the battery temperature T added to the terms for determining whether to perform the adjustment using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method. This process includes an additional step S37A for the in 6 shown SOC estimation process. In particular, this process includes the additional step of having the controller 60 determines whether the battery temperature T detected by the temperature sensor 95 is a first temperature (25 ° C in this example) or more.

In dem in 14 gezeigten SOC-Schätzprozess führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einem durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch (Schritt S40), wenn der gegenwärtige SOC-Wert in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist, und die Batterietemperatur T 25°C oder mehr beträgt (Schritt S30: JA, Schritt S37A: JA). Die Steuerung 60 nimmt dann den eingestellten SOC als den SOC zu dem nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.In the in 14 The SOC estimation process shown performs the control 60 setting by using the Kalman filter on an SOC estimated by the current integration method by (step S40) when the current SOC value in one of the large change regions is H1, H2, and H3, and the battery temperature T is 25 ° C or more (Step S30: YES, Step S37A: YES). The control 60 then takes the adjusted SOC as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

Wenn jedoch der gegenwärtige SOC-Wert nicht in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist (Schritt S30: NEIN) oder die Batterietemperatur T kleiner als 25°C ist (Schritt S37A: NEIN), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht durch und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den SOC zum nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.However, if the current SOC value is not in any of the regions of large changes H1, H2, and H3 (step S30: NO) or the battery temperature T is less than 25 ° C (step S37A: NO), the controller 60 defaults the setting Use of the Kalman filter is not accepted, and assumes the SOC estimated by the current integration method as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

Wie in 13 gezeigt, beträgt der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 9,804 bei der Batterietemperatur von 10°C und 12,038 bei der Batterietemperatur T von 0°C. Diese RMS-Werte sind größer als die jeweiligen RMS-Werte der SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurden, das heißt 4,440 und 4,427.As in 13 1, the RMS of the set SOC values with respect to the true values is 9.804 at the battery temperature of 10 ° C and 12.038 at the battery temperature T of 0 ° C. These RMS values are greater than the respective RMS values of the SOC values estimated by the current integration method, that is, 4,440 and 4,427.

Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit tendenziell reduziert wird, indem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur T von 10°C oder weniger durchgeführt wird. Daher kann die Verringerung der SOC-Schätzgenauigkeit verhindert werden, indem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC, der durch das Stromintegrationsverfahren bei der Batterietemperatur T von 10°C oder weniger geschätzt wird, nicht durchgeführt wird.This shows that the SOC estimation accuracy tends to be reduced by making the adjustment using the Kalman filter at the battery temperature T of 10 ° C or less. Therefore, the reduction of the SOC estimation accuracy can be prevented by not performing the adjustment using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method at the battery temperature T of 10 ° C. or less.

15 stellt ein Flussdiagramm mit einem Term dar, der sich auf die Batterietemperatur T bezieht, addiert zu den Termen zum Bestimmen, ob die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC, der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurde, durchzuführen ist. Dieser Prozess umfasst einen zusätzlichen Schritt S37B für den in 6 gezeigten SOC-Schätzprozess. Insbesondere umfasst dieser Prozess den zusätzlichen Schritt, bei dem die Steuerung 60 bestimmt, ob die von dem Temperatursensor 95 erfasste Batterietemperatur T eine zweite Temperatur (in diesem Beispiel 10°C) oder weniger beträgt. 15 FIG. 10 illustrates a flowchart with a term related to the battery temperature T added to the terms for determining whether to perform the adjustment using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method. This process includes an additional step S37B for the in 6 shown SOC estimation process. In particular, this process includes the additional step of having the controller 60 determines whether the battery temperature T detected by the temperature sensor 95 is a second temperature (10 ° C. in this example) or less.

In dem in 15 gezeigten SOC-Schätzprozess führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einem durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch (Schritt S40), wenn der gegenwärtige SOC-Wert in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist und die Batterietemperatur T mehr als 10°C beträgt (Schritt S30: JA, Schritt S37B: NEIN). Die Steuerung 60 nimmt dann den eingestellten SOC als den SOC zu dem nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.In the in 15 The SOC estimation process shown performs the control 60 setting by using the Kalman filter on an SOC estimated by the current integration method (step S40) when the current SOC value in one of the large change regions is H1, H2 and H3 and the battery temperature T is more than 10 ° C ( Step S30: YES, step S37B: NO). The control 60 then takes the adjusted SOC as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

Wenn jedoch der gegenwärtige SOC-Wert nicht in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist (Schritt S30: NEIN) oder die Batterietemperatur T 10°C oder weniger beträgt (Schritt S37B: JA), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht durch und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den SOC zum nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an. However, if the current SOC value is not in one of the regions of large changes H1, H2, and H3 (step S30: NO) or the battery temperature T is 10 ° C or less (step S37B: YES), the controller 60 defaults the setting Use of the Kalman filter is not accepted, and assumes the SOC estimated by the current integration method as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

<Dritte Ausführungsform><Third Embodiment>

Eine dritte Ausführungsform wird nun unter Bezug auf die 16 und 17 beschrieben. Ein Batteriepack 20 der dritten Ausführungsform umfasst eine Batteriegruppe 30, einen Stromsensor 40 und einen Batteriemanager (BM) 50 zum Verwalten der Batteriegruppe 30 wie in dem Batteriepack 20 der ersten Ausführungsform.A third embodiment will now be described with reference to FIGS 16 and 17 described. A battery pack 20 In the third embodiment, a battery pack 30 includes a current sensor 40 and a battery manager (BM) 50 for managing the battery group 30 as in the battery pack 20 the first embodiment.

In der dritten Ausführungsform wurde die Batteriegruppe 30 bei einer Batterietemperatur T von 25°C geladen und entladen. Dann wird ein Term, der sich auf einen minimalen Stromflusszustand bezieht, zu den Termen addiert zum Bestimmen, ob die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters durchzuführen ist, um den Unterschied zwischen den Effekten in dem Fall mit dem zusätzlichen Term und dem Fall ohne dem zusätzlichen Term zu finden. Der minimale Stromflusszustand ist als ein Zustand definiert, in dem der Strom durch die Batteriegruppe 30 einen vorbestimmten Wert (zum Beispiel 100 mA) oder weniger beträgt.In the third embodiment, the battery group became 30 charged and discharged at a battery temperature T of 25 ° C. Then, a term relating to a minimum current flow state is added to the terms for determining whether to make the adjustment using the Kalman filter, the difference between the effects in the case with the additional term and the case without the term find additional term. The minimum current flow state is defined as a state in which the current through the battery group 30 is a predetermined value (for example, 100 mA) or less.

In 16 zeigt die strichpunktierte Linie die wahren SOC-Werte. Die gestrichelte Linie zeigt die SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurden. Die geschätzten SOC-Werte werden durch Messen von Strömen durch die Batteriegruppe 30 mit dem Stromsensor 40 und Integrieren der gemessenen Werte in den Experimenten bestimmt.In 16 the dot-dash line shows the true SOC values. The dashed line shows the SOC values estimated by the current integration method. The estimated SOC values are determined by measuring currents through the battery group 30 determined with the current sensor 40 and integrating the measured values in the experiments.

Die durchgezogene Linie zeigt die SOC-Werte in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt werden, wenn der SOC-Wert in einem der Bereiche großer Änderungen H1 bis H3 ist und die Batteriegruppe 30 in dem minimalen Stromflusszustand ist.The solid line shows the SOC values in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter at SOC values estimated by the current integration method when the SOC value in one of the large change regions H1 to H3 and the battery pack 30 is in the minimum current flow state.

Die SOC-Werte sind näher an den wahren Werten in dem Fall, in dem der Prozess den zusätzlichen Term in Bezug auf den minimalen Stromflusszustand umfasst, um zu bestimmen, ob die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters (die durchgezogene Linie in 16) durchzuführen ist, als in dem Fall, in dem der Prozess den zusätzlichen Term nicht umfasst (die durchgezogene Linie in 8). Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit verbessert ist.The SOC values are closer to the true values in the case where the process includes the additional term with respect to the minimum current flow state to determine whether the adjustment using the Kalman filter (the solid line in FIG 16 ) than in the case where the process does not include the additional term (the solid line in FIG 8th ). This shows that the SOC estimation accuracy is improved.

Wenn die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur in den Bereichen großer Änderungen H1 bis H3 und in dem minimalen Stromflusszustand durchgeführt wird, beträgt der quadratische Mittelwert (RMS) der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 2,563. Dieser RMS ist kleiner als 4,406, was den RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte in dem Fall entspricht, in dem die Einstellung auch in dem minimalen Stromflusszustand durchgeführt wird (der Fall in der ersten Ausführungsform). Die eingestellten SOC-Werte stellen die SOC-Werte dar, die unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellt werden.When the adjustment using the Kalman filter is performed only in the regions of large changes H1 to H3 and in the minimum current flow state, the root mean square (RMS) of the set SOC values with respect to the true values is 2.563. This RMS is smaller than 4.406, which corresponds to the RMS of the set SOC values with respect to the true values in the case where the adjustment is made also in the minimum current flow state (the case in the first embodiment). The set SOC values represent the SOC values set using the Kalman filter.

Dies zeigt, dass die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters in dem minimalen Stromflusszustand effizienter durchgeführt wird. In der dritten Ausführungsform wird der Kalman-Filter verwendet, wenn die folgenden zwei Bedingungen (a) und (b) erfüllt sind.This shows that the adjustment using the Kalman filter is performed more efficiently in the minimum current flow state. In the third embodiment, the Kalman filter is used when the following two conditions (a) and (b) are satisfied.

  1. (a) Ein SOC ist in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3.(a) An SOC is in one of the regions of large changes H1, H2 and H3.
  2. (b) Die Sekundärbatterien sind im minimalen Stromflusszustand.(b) The secondary batteries are in the minimum current flow state.

17 stellt ein Flussdiagramm des SOC-Schätzprozesses dar, der bei der dritten Ausführungsform verwendet wird. Dieser Prozess umfasst einen zusätzlichen Schritt S35 für den SOC-Schätzprozess, der bei der ersten Ausführungsform (6) verwendet wird. In Schritt S35 bestimmt die Steuerung 60 durch Vergleich von einem durch den Stromsensor 40 gemessenen Wert mit einem Schwellenwert, ob die Sekundärbatterien 31 in dem minimalen Stromflusszustand sind. In diesem Beispiel bestimmt die Steuerung 60, dass die Sekundärbatterien 31 in dem minimalen Stromflusszustand sind, wenn der Strom einen vorbestimmten Wert oder weniger beträgt. 17 FIG. 12 is a flowchart of the SOC estimation process used in the third embodiment. This process includes an additional step S35 for the SOC estimation process used in the first embodiment (6). In step S35, the controller determines 60 by comparing one by the current sensor 40 measured value with a threshold, whether the secondary batteries 31 are in the minimum current flow state. In this example, the controller determines 60 in that the secondary batteries 31 are in the minimum current flow state when the current is a predetermined value or less.

In dem in 17 gezeigten SOC-Schätzprozess bestimmt die Steuerung 60 in Schritt S30, ob die Bedingung (a) erfüllt ist und in Schritt S35, ob die Bedingung (b) erfüllt ist. Wenn die zwei Bedingungen erfüllt sind, führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC durch, der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wird (Schritt S40). Die Steuerung 60 nimmt dann den SOC, der unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellt wurde, als den SOC zu dem nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an. Wenn mindestens eine der Bedingungen nicht erfüllt ist, verwendet die Steuerung 60 den Kalman-Filter nicht und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den SOC zum nächsten Zeitpunkt, das heißt, dem neuesten SOC-Wert, an (Schritt S50). In the in 17 The SOC estimation process shown determines the control 60 in step S30, whether the condition (a) is satisfied and in step S35 whether the condition (b) is satisfied. When the two conditions are satisfied, the controller 60 performs the adjustment using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method (step S40). The control 60 then takes the SOC set using the Kalman filter as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value. If at least one of the conditions is not met, the controller uses 60 does not accept the Kalman filter and adopts the SOC estimated by the current integration method as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value (step S50).

Wie oben beschrieben, wird in der dritten Ausführungsform die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nur durchgeführt, wenn ein SOC in einem Bereich der großen Änderungen H1, H2 und H3 ist und die Batteriegruppe 30 in dem minimalen Stromflusszustand ist. Daher kann die SOC-Schätzgenauigkeit im Vergleich zu der ersten Ausführungsform verbessert werden.As described above, in the third embodiment, the adjustment using the Kalman filter is performed only when an SOC is in a range of large changes H1, H2 and H3 and the battery pack 30 is in the minimum current flow state. Therefore, the SOC estimation accuracy can be improved as compared with the first embodiment.

<Vierte Ausführungsform><Fourth Embodiment>

Ein viertes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezug auf die 18 und 23 beschrieben. Ein Batteriepack 20 der vierten Ausführungsform umfasst eine Batteriegruppe 30, einen Stromsensor 40 und einen Batteriemanager (BM) 50 zum Verwalten der Batteriegruppe 30 wie in dem Batteriepack 20 der ersten Ausführungsform.A fourth embodiment will now be described with reference to FIGS 18 and 23 described. A battery pack 20 The fourth embodiment includes a battery pack 30 , a current sensor 40 and a battery manager (BM) 50 for managing the battery group 30 as in the battery pack 20 the first embodiment.

In der vierten Ausführungsform wurde die Batteriegruppe 30 wie in den Experimenten in der dritten Ausführungsform bei verschiedenen Batterietemperaturen T in Experimenten geladen und entladen, um die Beziehung zwischen dem Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters und den unterschiedlichen Batterietemperaturen T zu finden.In the fourth embodiment, the battery group became 30 as in the experiments in the third embodiment at different battery temperatures T in experiments charged and discharged to find the relationship between the effect of the adjustment using the Kalman filter and the different battery temperatures T.

18 stellt ein Graph dar, der SOC-Übergänge mit der Zeit bei einer Batterietemperatur T von 40°C zeigt. 19 stellt ein Graph dar, der SOC-Übergänge mit der Zeit bei einer Batterietemperatur T von 10°C zeigt. 20 stellt ein Graph dar, der SOC-Übergänge mit der Zeit bei einer Batterietemperatur T von 0°C zeigt. In den 18 bis 20 zeigen die durchgezogenen Linien die SOC-Werte in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren nur in den Bereichen großer Änderungen H1, H2 und H3 geschätzt werden, und die in dem minimalen Stromflusszustand sind. 18 FIG. 12 is a graph showing SOC transitions with time at a battery temperature T of 40 ° C. FIG. 19 FIG. 12 is a graph showing SOC transitions with time at a battery temperature T of 10 ° C. FIG. 20 FIG. 12 illustrates a graph showing SOC transitions with time at a battery temperature T of 0 ° C. FIG. In the 18 to 20 The solid lines show the SOC values in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter on the SOC values estimated by the current integration method only in the regions of large changes H1, H2 and H3, and the are in the minimum current flow state.

Wenn ein Vergleich zwischen dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 40°C (die durchgezogene Linie in 18) und dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 25°C (die durchgezogene Linie in 16) durchgeführt wird, in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters durchgeführt wird; versteht es sich, dass die eingestellten SOC-Werte näher bei den wahren Werten liegen und dass der Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur von 40°C höher ist als bei der Batterietemperatur von 25°C.If a comparison between the SOC transition with time at the battery temperature T of 40 ° C (the solid line in 18 ) and the SOC transition with time at the battery temperature T of 25 ° C (the solid line in FIG 16 ) is performed in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter; It is understood that the set SOC values are closer to the true values and that the effect of adjustment using the Kalman filter is higher at the battery temperature of 40 ° C than at the battery temperature of 25 ° C.

Auf ähnliche Weise, wenn ein Vergleich zwischen dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 25°C (die durchgezogene Linie in 16) und der SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 10°C (die durchgezogene Linie in 19) durchgeführt wird, in dem Fall, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters durchgeführt wird; versteht es sich, dass die eingestellten SOC-Werte von den wahren Werten entfernter sind und der Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur von 10°C geringer ist als bei der Batterietemperatur von 25°C.Similarly, if a comparison between the SOC transition with time at the battery temperature T is 25 ° C (the solid line in FIG 16 ) and the SOC transition with time at the battery temperature T of 10 ° C (the solid line in FIG 19 ) is performed in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter; It is understood that the set SOC values are more remote from the true values and the effect of adjustment using the Kalman filter is lower at the battery temperature of 10 ° C than at the battery temperature of 25 ° C.

Zusätzlich, wenn ein Vergleich zwischen dem SOC-Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 10°C (die durchgezogene Linie in 19) und dem SOC Übergang mit der Zeit bei der Batterietemperatur T von 0°C (die durchgezogene Linie in 20) durchgeführt wird, in dem Fall in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters durchgeführt wird; versteht es sich, dass die eingestellten SOC-Werte von den wahren Werten entfernter sind und der Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur T von 0°C geringer ist als bei der Batterietemperatur T von 10°C.In addition, when a comparison between the SOC transition with time at the battery temperature T of 10 ° C (the solid line in FIG 19 ) and the SOC transition with time at the battery temperature T of 0 ° C (the solid line in FIG. 20), in the case where the adjustment is performed using the Kalman filter; it is understood that the set SOC values are more remote from the true values and the effect of the adjustment using the Kalman filter is lower at the battery temperature T of 0 ° C than at the battery temperature T of 10 ° C.

21 stellt eine Tabelle dar, die die quadratischen Mittelwerte (RMS) der geschätzten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte und die quadratischen Mittelwerte (RMS) der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte bei der jeweiligen Batterietemperaturen T zeigt. Die geschätzten SOC-Werte stellen die SOC-Werte dar, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt werden und durch die gestrichelten Linien in den 16, 18, 19 und 20 gezeigt sind. Die eingestellten SOC-Werte stellen die SOC-Werte dar, die unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellt und durch die durchgezogenen Linien in den 16, 18, 19 und 20 gezeigt sind. 21 Fig. 12 is a table showing the root mean square (RMS) values of the estimated SOC values with respect to the true values and the root-mean-squared values (RMS) of the set SOC values with respect to the true values at the respective battery temperatures T. The estimated SOC values represent the SOC values estimated by the current integration method and the dashed lines in FIG 16 . 18 . 19 and 20 are shown. The set SOC values represent the SOC Values set using the Kalman filter and the solid lines in the 16 . 18 . 19 and 20 are shown.

Der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte beträgt 2,598 bei der Batterietemperatur T von 40°C und 2,621 bei der Batterietemperatur T von 25°C. Der RMS beträgt 6,461 bei der Batterietemperatur T von 10°C und 8,522 bei der Batterietemperatur T von 0°C.The RMS of the set SOC values with respect to the true values is 2.598 at the battery temperature T of 40 ° C and 2.621 at the battery temperature T of 25 ° C. The RMS is 6.461 at the battery temperature T of 10 ° C and 8.522 at the battery temperature T of 0 ° C.

Wie in der Tabelle gezeigt, nimmt, wenn die Batterietemperatur T ansteigt, der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte ab. Wenn die Batterietemperatur T ansteigt, nimmt dementsprechend der Effekt der Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters zu. Insbesondere beträgt der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 2,621 bei der Batterietemperatur T von 25°C und 2,598 bei der Batterietemperatur T von 40°C. Diese RMS-Werte sind kleiner als die jeweiligen RMS-Werte der SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurden, das heißt 4,738 und 4,515.As shown in the table, as the battery temperature T increases, the RMS of the set SOC values decreases with respect to the true values. Accordingly, as the battery temperature T increases, the effect of adjustment using the Kalman filter increases. Specifically, the RMS of the set SOC values with respect to the true values is 2.621 at the battery temperature T of 25 ° C and 2.598 at the battery temperature T of 40 ° C. These RMS values are smaller than the respective RMS values of the SOC values estimated by the current integration method, that is, 4,738 and 4,515.

Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit verbessert werden kann, indem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an den SOC-Werten durchgeführt wird, die durch das Stromintegrationsverfahren bei einer Batterietemperatur T von nur 25°C oder mehr geschätzt werden.This shows that the SOC estimation accuracy can be improved by performing the adjustment using the Kalman filter on the SOC values estimated by the current integration method at a battery temperature T of only 25 ° C or more.

22 stellt ein Flussdiagramm mit einem Term dar, der sich auf die Batterietemperatur T bezieht, addiert zu den Termen zum Bestimmen, ob die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC, der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurde, durchzuführen ist. Dieser Prozess umfasst einen zusätzlichen Schritt S37A für den in 17 gezeigten SOC-Schätzprozess. Insbesondere umfasst dieser Prozess den zusätzlichen Schritt, bei dem die Steuerung 60 bestimmt, ob die durch den Temperatursensor 95 erfasste Batterietemperatur T die erste Temperatur (25°C in diesem Beispiel) oder mehr beträgt. 22 FIG. 10 illustrates a flowchart with a term related to the battery temperature T added to the terms for determining whether to perform the adjustment using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method. This process includes an additional step S37A for the in 17 shown SOC estimation process. In particular, this process includes the additional step of having the controller 60 determines whether the battery temperature T detected by the temperature sensor 95 is the first temperature (25 ° C in this example) or more.

In dem in 22 gezeigten SOC-Schätzprozess führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einem durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch (Schritt S40), wenn der gegenwärtige SOC-Wert in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist und die Batteriegruppe 30 im minimalen Stromflusszustand ist und die Batterietemperatur T 25°C oder mehr beträgt (Schritt S30: JA, Schritt S35: JA, Schritt S37A: JA). Die Steuerung 60 nimmt dann den eingestellten SOC als den SOC zu dem nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.In the in 22 The SOC estimation process shown performs the control 60 setting by using the Kalman filter on an SOC estimated by the current integration method (step S40) when the current SOC value in one of the large change regions is H1, H2 and H3 and the battery group 30 is in the minimum current flow state and the battery temperature T is 25 ° C or more (step S30: YES, step S35: YES, step S37A: YES). The control 60 then takes the adjusted SOC as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

Wenn der gegenwärtige SOC-Wert jedoch nicht in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist (Schritt S30: NEIN) oder die Batteriegruppe 30 nicht in dem minimalen Stromflusszustand ist (S35: NEIN) oder die Batterietemperatur T kleiner als 25°C ist (Schritt S37A: NEIN), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht durch und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC zum nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.However, if the current SOC value is not in one of the regions of large changes H1, H2 and H3 (step S30: NO) or the battery group 30 is not in the minimum current flow state (S35: NO) or the battery temperature T is lower than 25 ° C is (step S37A: NO), performs the control 60 does not complete the adjustment using the Kalman filter, and adopts the SOC estimated by the current integration method at the next time, that is, the latest SOC value.

Wie in 21 gezeigt, beträgt der RMS der eingestellten SOC-Werte in Bezug auf die wahren Werte 6,461 bei der Batterietemperatur T von 10°C und 8,522 bei der Batterietemperatur T von 0°C. Diese RMS-Werte sind größer als die jeweiligen RMS-Werte der SOC-Werte, die durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurden, das heißt 4,440 und 4,427.As in 21 1, the RMS of the set SOC values with respect to the true values is 6.461 at the battery temperature T of 10 ° C. and 8.522 at the battery temperature T of 0 ° C. These RMS values are greater than the respective RMS values of the SOC values estimated by the current integration method, that is, 4,440 and 4,427.

Dies zeigt, dass die SOC-Schätzgenauigkeit tendenziell reduziert wird, indem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters bei der Batterietemperatur T von 10°C oder weniger durchgeführt wird. Daher kann die Verringerung der SOC-Schätzgenauigkeit verhindert werden, indem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC, der durch das Stromintegrationsverfahren bei der Batterietemperatur T von 10°C oder weniger geschätzt wird, nicht durchgeführt wird.This shows that the SOC estimation accuracy tends to be reduced by making the adjustment using the Kalman filter at the battery temperature T of 10 ° C or less. Therefore, the reduction of the SOC estimation accuracy can be prevented by not performing the adjustment using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method at the battery temperature T of 10 ° C. or less.

23 stellt ein Flussdiagramm mit einem Term dar, der sich auf die Batterietemperatur T bezieht, addiert zu den Termen zum Bestimmen, ob die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC, der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wurde, durchzuführen ist. Dieser Prozess umfasst einen zusätzlichen Schritt S37B für den in 17 gezeigten SOC-Schätzprozess. Insbesondere umfasst dieser Prozess den zusätzlichen Schritt, bei dem die Steuerung 60 bestimmt, ob die von dem Temperatursensor 95 erfasste Batterietemperatur T eine zweite Temperatur (in diesem Beispiel 10°C) oder weniger beträgt. 23 FIG. 10 illustrates a flowchart with a term related to the battery temperature T added to the terms for determining whether to perform the adjustment using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method. This process includes an additional step S37B for the in 17 shown SOC estimation process. In particular, this process includes the additional step of having the controller 60 determines whether the battery temperature T detected by the temperature sensor 95 is a second temperature (10 ° C. in this example) or less.

In dem in 23 gezeigten SOC-Schätzprozess führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einem durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC durch (Schritt S40), wenn der gegenwärtige SOC-Wert in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist und die Batteriegruppe 30 im minimalen Stromflusszustand ist und die Batterietemperatur T mehr als 10°C beträgt (Schritt S30: JA, Schritt S35: JA, Schritt S37B: NEIN). Die Steuerung 60 nimmt dann den eingestellten SOC als den SOC zu dem nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.In the in 23 The SOC estimation process shown performs the control 60 setting by using the Kalman filter on an SOC estimated by the current integration method (step S40) when the current SOC value in one of the large change regions is H1, H2 and H3 and the battery group 30 is in the minimum current flow state and the battery temperature T is more than 10 ° C (step S30: YES, step S35: YES, step S37B: NO). The control 60 then takes the adjusted SOC as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

Wenn jedoch der gegenwärtige SOC-Wert nicht in einem der Bereiche großer Änderungen H1, H2 und H3 ist (Schritt S30: NEIN) oder die Sekundärbatterien 31 in dem minimalen Stromflusszustand sind (Schritt S35: JA) oder die Batterietemperatur T 10°C oder weniger beträgt (Schritt S37B: JA), führt die Steuerung 60 die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters nicht durch und nimmt den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC als den SOC zum nächsten Zeitpunkt, das heißt dem neuesten SOC-Wert, an.However, if the present SOC value is not in one of the regions of large changes H1, H2 and H3 (step S30: NO) or the secondary batteries 31 are in the minimum current flow state (step S35: YES) or the battery temperature T is 10 ° C or less is (step S37B: YES), the controller performs 60 does not complete the adjustment using the Kalman filter, and adopts the SOC estimated by the current integration method as the SOC at the next time, that is, the latest SOC value.

<Andere Ausführungsformen>Other Embodiments

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel sind die folgenden Ausführungsformen ebenfalls im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.

  • (1) In der ersten bis vierten Ausführungsform werden die Lithiumionensekundärbatterien 31 als ein Beispiel der Energiespeicher-Vorrichtung genommen. Alternativ kann die Energiespeicher-Vorrichtung eine andere elektrochemische Zelle als eine Lithiumionenbatterie darstellen, solange die alternative elektrochemische Zelle einen Bereich kleiner Änderungen, in dem das Verhältnis einer OCV-Änderung zu einer SOC-Änderung relativ klein ist und einen Bereich großer Änderungen, in dem das Verhältnis einer OCV-Änderung zu einer SOC-Änderung relativ groß ist, aufweist.
  • (2) In der ersten bis vierten Ausführungsform bestimmt die Steuerung 60 basierend auf einem geschätzten SOC-Wert, ob die Sekundärbatterien 31 in einem der Bereiche großer Änderungen H1 bis H3 sind. Alternativ kann die Steuerung 60 den Bereich durch Vergleichen des Verhältnisses einer Spannungsschwankung mit einer Ladungs-Entladungs-Kapazitätsschwankung der Sekundärbatterien 31 (ΔV/ΔAh) mit einem Schwellenwert bestimmen. Mit anderen Worten, die Steuerung 60 kann den Bereich durch Berechnen einer Lade-Entlade-Kapazitätsänderung ΔAh in einer Zeiteinheit und einer Spannungsänderung ΔV in der Zeiteinheit basierend auf der Ausgabe von dem Stromsensor 40 und der Ausgabe von der Spannungserfassungsschaltung 80 bestimmen und ihr Verhältniss (ΔV/ΔAh) mit einem Schwellenwert vergleichen.
  • (3) Wenn die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters durchgeführt wird, hängt die SOC-Schätzgenauigkeit von der Genauigkeit der Schätzung des internen Zustands des Ersatzschaltungsmodells M der Sekundärbatterien 31 ab. Wenn die Stromwerte groß sind, neigt zum Beispiel die Genauigkeit der Schätzung des internen Zustands des Ersatzschaltungsmodells M dazu, reduziert zu werden. Die erste Ausführungsform zeigt das Beispiel, in dem die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters an einen SOC durchgeführt wird, der durch das Stromintegrationsverfahren geschätzt wird, wenn die Sekundärbatterien 31 nur in einem der Bereiche großer Änderungen H1 bis H3 sind. Wenn die Genauigkeit der Schätzung des internen Zustands zum Beispiel durch große Stromwerte verringert wird, kann die Einstellung unter Verwendung des Kalman-Filters selbst dann nicht durchgeführt werden, wenn die Sekundärbatterien 31 in einem der Bereiche großer Änderungen H1 bis H3 sind.
  • 4) In der ersten Ausführungsform wird das Ersatzschaltungsmodell M als ein Beispiel des Schätzmodells genommen, das einen internen Zustand (SOC, U1, U2, R0) der Sekundärbatterien 31 schätzt. Alternativ kann das Ersatzschaltungsmodell M ein anderes Modell als ein Ersatzschaltungsmodell darstellen, solange das alternative Modell ein Modell zum Schätzen eines internen Zustands (SOC, U1, U2, R0) der Sekundärbatterien 31 darstellt. Selbst wenn ein Ersatzschaltungsmodell verwendet wird, kann ein anderes Modell verwendet werden, das sich von dem in 1 gezeigten Ersatzschaltungsmodell M unterscheidet. Zum Beispiel kann ein solches Modell eine unterschiedliche Term-Anzahl (nicht zwei) von Impedanzen Z zum Simulieren von Polarisationsspannungen der Sekundärbatterien 31 aufweisen.
  • (5) Die erste Ausführungsform zeigt das Beispiel, in dem ein durch das Stromintegrationsverfahren geschätzter SOC unter Verwendung des Kalman-Filters eingestellt wird. Alternativ kann ein geschätzter SOC unter Verwendung eines adaptiven digitalen Filters eingestellt werden. Mit anderen Worten, ein anderer Filter als ein Kalman-Filter, wie etwa ein adaptives digitales Filter, kann für die Einstellung verwendet werden, solange ein durch das Stromintegrationsverfahren geschätzter SOC auf der Grundlage eines beobachteten Werts einer Anschlussspannung einer Energiespeicher-Vorrichtung und einer Anschlussspannung, die von einem Schätzmodell vorhergesagt wird, das einen internen Zustand der Energiespeichervorrichtung schätzt, eingestellt wird.
  • (6) In der ersten Ausführungsform wird der Kalman-Filter auf die SOC-Schätzung einer in einem Fahrzeug montierten Energiespeicher-Vorrichtung angewendet. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auf die SOC-Schätzung einer Energiespeicher-Vorrichtung angewendet werden, die in einem Zweiradfahrzeug, einem Schienenfahrzeug, einem unterbrechungsfreien Stromversorgungssystem, einer regenerierten Energieempfangs-Vorrichtung, einer Energiespeicher-Vorrichtung zum Erzeugen natürlicher Energie, und dergleichen montiert ist. Ein Teil oder alle Funktionen der Zustandsschätz-Vorrichtung können entfernt installiert und über ein Netzwerk mit der Energiespeicher-Vorrichtung oder dem Batteriepack (Energiespeicher-Vorrichtung) verbunden sein. Die Zustandsschätz-Vorrichtung kann als ein Server in einem Netzwerk installiert sein.
The present invention is not limited to the embodiments described above with reference to the drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
  • (1) In the first to fourth embodiments, the lithium-ion secondary batteries 31 are taken as an example of the energy storage device. Alternatively, the energy storage device may constitute another electrochemical cell than a lithium ion battery as long as the alternative electrochemical cell has a range of small changes in which the ratio of OCV change to SOC change is relatively small and a range of large changes in which Ratio of an OCV change to a SOC change is relatively large.
  • (2) In the first to fourth embodiments, the controller determines 60 based on an estimated SOC value, whether the secondary batteries 31 in one of the areas of large changes H1 to H3. Alternatively, the controller 60 may determine the range by comparing the ratio of a voltage fluctuation with a charge-discharge capacity fluctuation of the secondary batteries 31 (ΔV / ΔAh) with a threshold. In other words, the controller 60 may determine the range by calculating a charge-discharge capacity change ΔAh in a unit time and a voltage change ΔV in the unit time based on the output from the current sensor 40 and the output from the voltage detection circuit 80 and compare their ratio (ΔV / ΔAh) with a threshold.
  • (3) When the adjustment is performed using the Kalman filter, the SOC estimation accuracy depends on the accuracy of the estimation of the internal state of the equivalent circuit model M of the secondary batteries 31. For example, when the current values are large, the accuracy of estimating the internal state of the equivalent circuit model M tends to be reduced. The first embodiment shows the example in which the adjustment is performed using the Kalman filter to an SOC estimated by the current integration method when the secondary batteries 31 only in one of the areas of major changes are H1 to H3. For example, when the accuracy of the estimation of the internal state is lowered by large current values, the adjustment using the Kalman filter can not be performed even if the secondary batteries 31 in one of the areas of large changes H1 to H3.
  • 4) In the first embodiment, the equivalent circuit model M is taken as an example of the estimation model having an internal state (SOC, U1, U2, R0) of the secondary batteries 31 underestimated. Alternatively, the spare circuit model M may represent a model other than an equivalent circuit model as long as the alternative model is a model for estimating an internal state (SOC, U1, U2, R0) of the secondary batteries 31 represents. Even if an equivalent circuit model is used, another model different from the one in FIG 1 shown equivalent circuit model M differentiates. For example, such a model may have a different term number (not two) of impedances Z for simulating polarization voltages of the secondary batteries 31 exhibit.
  • (5) The first embodiment shows the example in which an SOC estimated by the current integration method is adjusted by using the Kalman filter. Alternatively, an estimated SOC may be adjusted using an adaptive digital filter. In other words, a filter other than a Kalman filter such as an adaptive digital filter may be used for the adjustment as long as an SOC estimated by the current integration method based on an observed value of a terminal voltage of an energy storage device and a terminal voltage, which is predicted by an estimation model estimating an internal state of the energy storage device.
  • (6) In the first embodiment, the Kalman filter is applied to the SOC estimation of a vehicle-mounted energy storage device. Alternatively, the present invention may be applied to the SOC estimate of an energy storage device that is included in a A two-wheeled vehicle, a rail vehicle, an uninterruptible power supply system, a regenerated power receiving device, an energy storage device for generating natural energy, and the like is mounted. Some or all functions of the state estimator may be remotely installed and connected via a network to the energy storage device or the battery pack (energy storage device). The state estimator may be installed as a server in a network.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

20:20:
Batteriepackbattery Pack
30:30:
Batteriegruppebattery group
31:31:
Sekundärbatterie (Energiespeicher-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung)Secondary Battery (Energy Storage Device of the Present Invention)
40:40:
Stromsensorcurrent sensor
50:50:
Batteriemanager (Zustandsschätz-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung)Battery Manager (State Estimator of the Present Invention)
60:60:
Steuerung (Bereichsbestimmungs-Einheit und SOC-Schätz-Einheit der vorliegenden Erfindung)Control (Range Determination Unit and SOC Estimation Unit of the Present Invention)
61:61:
CPUCPU
63:63:
SpeicherStorage
80:80:
SpannungserfassungsschaltungVoltage detection circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 5074830 B2 [0003]JP 5074830 B2 [0003]

Claims (10)

Zustandsschätz-Vorrichtung, die einen Zustand einer Energiespeicher-Vorrichtung schätzt, die einen Bereich kleiner Änderungen und einen Bereich großer Änderungen aufweist, wobei ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag in dem Bereich kleiner Änderungen relativ klein ist und der in dem Bereich großer Änderungen relativ groß ist, die Zustandsschätz-Vorrichtung umfassend: eine Bereichsbestimmungs-Einheit, die bestimmt, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist; und eine SOC-Schätz-Einheit, die einen SOC schätzt, der einen von internen Zuständen der Energiespeicher-Vorrichtung darstellt, wobei die SOC-Schätz-Einheit ausführt: ein Schätzen des SOC der Energiespeicher-Vorrichtung durch ein Stromintegrationsverfahren, das einen Strom zu/von der Energiespeicher-Vorrichtung integriert; und eine Einstellungsverarbeitung, die den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC basierend auf einem gemessenen Anschlussspannungswert der Energiespeicher-Vorrichtung und einer durch ein Schätzmodell vorhergesagten Anschlussspannung einstellt, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist, wobei das Schätzmodell den internen Zustand der Energiespeicher-Vorrichtung schätzt.A state estimation device estimating a state of an energy storage device having a range of small changes and a range of large changes, wherein an OCV change amount relative to an SOC change amount in the range of small changes is relatively small and that in the range is large Changes is relatively large, the state estimator includes: a region determining unit that determines whether the energy storage device is in the range of large changes; and an SOC estimator that estimates an SOC representing one of internal states of the energy storage device, where the SOC estimator unit executes: estimating the SOC of the energy storage device by a current integration method that integrates a current to / from the energy storage device; and an adjustment processing that sets the SOC estimated by the current integration method based on a measured terminal voltage value of the energy storage device and a terminal voltage predicted by an estimation model when the energy storage device is in the large change region, the estimation model determining the internal state of the energy storage device underestimated. Zustandsschätz-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bereich kleiner Änderungen einen Plateaubereich umfasst, in dem der OCV-Änderungsbetrag relativ zu dem SOC-Änderungsbetrag kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, und wobei die Einstellungsverarbeitung nicht in dem Plateaubereich durchgeführt wird.State estimator after Claim 1 wherein the range of small changes includes a plateau range in which the OCV change amount relative to the SOC change amount is smaller than a predetermined value, and wherein the adjustment processing is not performed in the plateau region. Zustandsschätz-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Einstellen ein Kalman-Filter umfasst, der basierend auf dem gemessenen Anschlussspannungswert der Energiespeicher-Vorrichtung und der durch das Schätzmodell vorhergesagten Anschlussspannung einen Schätzfehler des internen Zustands der Energiespeicher-Vorrichtung, der durch das Schätzmodell geschätzt wird, reduziert.State estimator after Claim 1 or 2 wherein the adjusting comprises a Kalman filter that reduces an estimation error of the internal state of the energy storage device estimated by the estimation model based on the measured terminal voltage value of the energy storage device and the terminal voltage predicted by the estimation model. Zustandsschätz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schätzmodell ein Ersatzschaltungsmodell der Energiespeicher-Vorrichtung umfasst, das eine OCV, einen Leiterwiderstand, eine erste Impedanz, die eine kurzperiodische Polarisation der Energiespeicher-Vorrichtung simuliert, und eine zweite Impedanz, die eine langperiodische Polarisation der Energiespeicher-Vorrichtung simuliert, umfasst.State estimation device according to one of the Claims 1 to 3 wherein the estimation model comprises an equivalent circuit model of the energy storage device comprising an OCV, a conductor resistance, a first impedance simulating a short period polarization of the energy storage device, and a second impedance simulating a long period polarization of the energy storage device. Zustandsschätz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die SOC-Schätz-Einheit die Einstellungsverarbeitung ausführt, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist und die Energiespeicher-Vorrichtung in einem minimalen Stromflusszustand ist.State estimation device according to one of the Claims 1 to 4 wherein the SOC estimating unit executes the setting processing when the energy storage device is in the range of large changes and the energy storage device is in a minimum current flow state. Zustandsschätz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfassend, eine Temperaturerfassungs-Einheit, die eine Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung erfasst, wobei die SOC-Schätz-Einheit die Einstellungsverarbeitung ausführt, wenn die Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung eine erste Temperatur oder mehr beträgt.State estimation device according to one of the Claims 1 to 5 a temperature detecting unit that detects a temperature of the energy storage device, wherein the SOC estimating unit performs the setting processing when the temperature of the energy storage device is a first temperature or more. Zustandsschätz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend, eine Temperaturerfassungs-Einheit, die eine Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung erfasst, wobei die SOC-Schätz-Einheit die Einstellungsverarbeitung nicht ausführt, wenn die Temperatur der Energiespeicher-Vorrichtung eine zweite Temperatur oder weniger beträgt.State estimation device according to one of the Claims 1 to 5 A temperature sensing unit that detects a temperature of the energy storage device, wherein the SOC estimation unit does not perform the adjustment processing when the temperature of the energy storage device is a second temperature or less. Zustandsschätz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bereichsbestimmungs-Einheit basierend auf einem von der SOC-Schätz-Einheit geschätzten SOC-Wert bestimmt, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist.State estimation device according to one of the Claims 1 to 7 wherein the range determining unit determines whether the energy storage device is in the range of large changes based on an SOC value estimated by the SOC estimating unit. Zustandsschätz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bereichsbestimmungs-Einheit durch Vergleich von einer Spannungsschwankung relativ zu einer Lade-Entlade-Kapazitätsänderung der Energiespeicher-Vorrichtung mit einer Schwelle bestimmt, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist.State estimation device according to one of the Claims 1 to 7 wherein the area determining unit determines whether the energy storage device is in the range of large changes by comparing a voltage swing relative to a charge-discharge capacity change of the energy storage device with a threshold. Zustandsschätz-Verfahren, das einen Zustand einer Energiespeicher-Vorrichtung schätzt, die einen Bereich kleiner Änderungen und einen Bereich großer Änderungen aufweist, wobei ein OCV-Änderungsbetrag relativ zu einem SOC-Änderungsbetrag in dem Bereich kleiner Änderungen relativ klein ist und der in dem Bereich großer Änderungen relativ groß ist, das Zustandsschätz-Verfahren umfassend: einen Bereichsbestimmungs-Schritt, der bestimmt, ob die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist; und einen SOC-Schätz-Schritt, der einen SOC schätzt, der einen von internen Zuständen der Energiespeicher-Vorrichtung darstellt, wobei der SOC-Schätz-Schritt umfasst: ein Schätzen des SOC der Energiespeicher-Vorrichtung durch ein Stromintegrationsverfahren, das einen Strom zu/von der Energiespeicher-Vorrichtung integriert; und ein Einstellen, das den durch das Stromintegrationsverfahren geschätzten SOC basierend auf einem gemessenen Anschlussspannungswert der Energiespeicher-Vorrichtung und einer durch ein Schätzmodell vorhergesagten Anschlussspannung eingestellt, wenn die Energiespeicher-Vorrichtung in dem Bereich großer Änderungen ist, wobei das Schätzmodell den internen Zustand der Energiespeicher-Vorrichtung schätzt.A state estimation method that estimates a state of an energy storage device having a range of small changes and a range of large changes, wherein an OCV change amount relative to an SOC change amount in the range of small changes is relatively small and that in the range large Changes is relatively large, the state estimation method comprising: a range determining step that determines whether the energy storage device is in the range of large changes; and an SOC estimation step that estimates an SOC representing one of internal states of the energy storage device, the SOC estimation step comprising: estimating the SOC of the energy storage device by a current integration method that generates a current to / integrated by the energy storage device; and adjusting setting the SOC estimated by the current integration method based on a measured terminal voltage value of the energy storage device and a terminal voltage predicted by an estimation model when the energy storage device is in the range of large changes, wherein the estimation model determines the internal state of the energy storage device. Device estimates.
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