JP2004354148A

JP2004354148A - Method and device for estimating charging state of battery, and method and device for estimating open circuit voltage

Info

Publication number: JP2004354148A
Application number: JP2003150709A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Arai; 洋一荒井; Tomohiro Kawaguchi; 智博川口
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for estimating the charging state of a battery, capable of precise estimation even in a low SOC area, and a method and device for estimating an open circuit voltage. <P>SOLUTION: This device comprises an approximate expression calculation means 23a-1 for determining the relation between OCV and SOC of the battery 13 as an approximate expression by use of SOC and OCV data of an area having a SOC exceeding a predetermined value; a storage means 23c for storing the approximate expression; a current integrated value calculation means 23a-2; an OCV measurement means 32a-3; and a charging state estimation means 23a-4 for estimating, when the measured OCV (OCV<SB>m</SB>) after charging and discharging is an OCV (OCV<SB>th</SB>) corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression or less, the SOC after charging and discharging, which is calculated by adding and subtracting the current integrated value calculated by the current integrated value calculation means 23a-2 to and from the SOC before charging and discharging as the charging state (SOC) of the battery after charging and discharging. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリの充電状態推定方法およびその装置並びに開回路電圧推定方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるバッテリは、特にモータを唯一の推進駆動源とする電気自動車においては、一般のエンジンを推進駆動源とする車両におけるガソリンに相当するものであることから、充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ）等、バッテリがどの程度充電されているのかを認識しておくことは、車両の正常な走行を確保する上で非常に重要である。
【０００３】
また、近年、エンジンを推進動力源とする一般車や、エンジンの発生するパワーの不足分をモータによりアシストするハイブリッド車両においては、環境保護の観点から、交差点の信号待ち等による停車時にエンジンを停止させるアイドルストップ機能の搭載が進められている。
【０００４】
この機能を搭載した車両においては、エンジンの再始動時に、セルモータやセルモータを兼ねたパワーアシスト用のモータに対してバッテリからかなりの大電流放電を行うことから、逆に、エンジン再始動のための大電流放電に耐え得るだけの放電可能容量がバッテリに残っていないと、迂闊にアイドルストップさせるわけには行かなくなる。
【０００５】
そのため、上述した充電状態ＳＯＣや、バッテリにあとどのくらい放電可能な容量が残っているかを示す放電可能容量（ＡｖａｉｌａｂｌｅＤｉｓｃｈａｒｇｅＣａｐａｃｉｔｙ（ＡＤＣ））等、車両に搭載されるバッテリに蓄えられているクーロン量（電気量）に関する状態を正確に把握することは、先に述べた電気自動車では勿論のこと、一般車やハイブリッド車両においても、非常に重要となる。
【０００６】
ところで、充電状態ＳＯＣは、バッテリに蓄えられているクーロン量をバッテリの満容量に対する比率（％）で表わし、ＳＯＣ（％）と表記される。このＳＯＣ（％）は、一般的には、開回路電圧（ＯｐｅｎＣｉｒｃｕｉｔＶｏｌｔａｇｅ（ＯＣＶ））を基に推定される。
【０００７】
特開２００１−３５１６９８号公報（特許文献１）には、ＯＣＶを基に鉛蓄電池の充電状態を検出する方法が開示されている。この方法においては、蓄電池の放電時におけるＯＣＶを測定し、予め設定された蓄電池のＯＣＶとＳＯＣの直線的な関係に基づいてＳＯＣを求めて、求められたＳＯＣに基づいて蓄電池を充電する。ＳＯＣを求める際に、所定時間におけるＯＣＶの変化とＳＯＣの変化とを測定して、予め設定された蓄電池のＯＣＶとＳＯＣの関係を補正する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３５１６９８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７のＯＣＶとＳＯＣの関係の実測例に示すように、ＯＣＶとＳＯＣの関係は、実際には、充電状態ＳＯＣ（％）が２０〜３０％を超えるＳＯＣ領域では直線的関係を保っているが、２０〜３０％以下の低ＳＯＣ領域では実測されるＯＣＶが低下し、直線的な関係が崩れている。上述の従来技術では、このように低ＳＯＣの場合にＯＣＶとＳＯＣの直線的な関係が崩れることが考慮されていない。
【００１０】
また、従来技術では、充放電が行われると、ＯＣＶからＳＯＣを求めた後、求めたＳＯＣに充放電電流の積算が行われて、充放電後のＳＯＣが算出される。しかし、図８に示すように、充電時に、低ＳＯＣの状態から充電電流の積算を実施して充電後のＳＯＣを算出した場合、充電が進行して充電後のＳＯＣが２０〜３０％を超えるＳＯＣ領域になると、充電電流の積算に基づくＯＣＶ対ＳＯＣ特性（図中、矢印で示す直線）上にある算出されたＳＯＣに対応するＯＣＶと、実測によるＯＣＶとＳＯＣの関係におけるＯＣＶとの誤差が大きくなるという問題が発生する。
【００１１】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、低ＳＯＣ領域でもＳＯＣを高精度に推定できるバッテリの充電状態推定方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１２】
また本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、低ＳＯＣ領域でも開回路電圧を有効に推定できるバッテリの開回路電圧推定方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの充電状態を推定するバッテリの充電状態推定方法であって、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記近似式に前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定することを特徴とするバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの充電状態を推定するバッテリの充電状態推定方法であって、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、近似式に測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定するので、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項１記載のバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の充電状態を推定するバッテリ１３の充電状態推定装置であって、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、前記近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、前記ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記近似式に前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに前記電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定する充電状態推定手段２３ａ−４とを備えたことを特徴とするバッテリの充電状態推定装置に存する。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の充電状態を推定するバッテリの充電状態推定装置であって、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、近似式に測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定する充電状態推定手段２３ａ−４とを備えているので、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項３記載のバッテリの充電状態推定装置に存する。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法であって、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定することを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法であって、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定するので、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項５記載のバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載の発明は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の開回路電圧を推定するバッテリ１３の開回路電圧推定装置であって、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、前記近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、前記ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記測定された充放電後のＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに前記電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定する開回路電圧推定手段２３ａ−５とを備えたことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定装置に存する。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の開回路電圧を推定するバッテリ１３の開回路電圧推定装置であって、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、測定された充放電後のＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定する開回路電圧推定手段２３ａ−５とを備えているので、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００２７】
上記課題を解決するためになされた請求項８記載の発明は、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項７記載のバッテリの開回路電圧推定装置に存する。
【００２８】
請求項８記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００３０】
図２は、本発明によるバッテリの状態状態推定方法を実施するバッテリ状態推定装置と、開回路推定方法を実施する開回路推定装置とがそれぞれ組み込まれた車載用バッテリ監視装置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図である。図２において、車載用バッテリ監視装置１は、エンジン３に加えてモータジェネレータ５を有するハイブリッド車両に搭載されている。
【００３１】
そして、このハイブリッド車両は、通常時はエンジン３の出力のみをドライブシャフト７からディファレンシャルケース９を介して車輪１１に伝達して走行させ、高負荷時には、たとえば鉛バッテリからなるバッテリ１３からの電力によりモータジェネレータ５をモータとして機能させて、エンジン３の出力に加えてモータジェネレータ５の出力をドライブシャフト７から車輪１１に伝達し、アシスト走行を行わせるように構成されている。
【００３２】
また、このハイブリッド車両は、減速時や制動時にモータジェネレータ５をジェネレータ（発電機）として機能させ、運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ１３を充電させるように構成されている。
【００３３】
なお、モータジェネレータ５はさらに、図示しないスタータスイッチのオンに伴うエンジン３の始動時に、エンジン３のフライホイールを強制的に回転させるセルモータとして用いられるが、その場合にモータジェネレータ５には、短時間に大きな電流が流される。スタータスイッチのオンによりモータジェネレータ５によってエンジン３が始動されると、イグニッションキー（図示しない）の操作解除に伴って、スタータスイッチがオフになってイグニッションスイッチやアクセサリスイッチのオン状態に移行し、これに伴ってバッテリ１３から流れる放電電流は、定常電流に移行する。
【００３４】
本実施形態の車載バッテリ監視装置１は、アシスト走行用のモータやセルモータとして機能するモータジェネレータ５等、電装品に対するバッテリ１３の放電電流Ｉや、ジェネレータとして機能するモータジェネレータ５からのバッテリ１３に対する充放電電流を検出する電流検出手段としての電流センサ１５と、バッテリ１３に並列接続した１Ｍオーム程度の抵抗を有し、バッテリ１３の端子電圧Ｖを検出する端子電圧検出手段としての電圧センサ１７とを備えている。
【００３５】
また、車載用バッテリ監視装置１は、上述した電流センサ１５及び電圧センサ１７の出力がインタフェース回路（以下、「Ｉ／Ｆ」と略記する。）２１におけるＡ／Ｄ変換後に取り込まれるマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記する。）２３をさらに備えている。
【００３６】
そして、前記マイコン２３は、近似式算出手段２３ａ−１、電流積算値算出手段２３ａ−２、ＯＣＶ測定手段２３ａ−３、充電状態推定手段２３ａ−４および開回路電圧推定手段２３ａ−５として働くＣＰＵ２３ａと、記憶手段として働くＲＡＭ２３ｂ及びＲＯＭ２３ｃとを有しており、このうち、ＣＰＵ２３ａには、ＲＡＭ２３ｂ及びＲＯＭ２３ｃの他、Ｉ／Ｆ２１が接続されており、また、上述した図示しないスタータスイッチ、イグニッションスイッチやアクセサリスイッチ、モータジェネレータ５以外の電装品（負荷）のスイッチ等が、さらに接続されている。
【００３７】
前記ＲＡＭ２３ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、前記ＲＯＭ２３ｃには、ＣＰＵ２３ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【００３８】
ＲＯＭ２３ｃには、各種データが書き込み読み出し自在に記録され、記録されたデータを電源なしに保持する図示しない不揮発性メモリを有し、ここには、バッテリに関する各種の基礎的なデータと、更新データとが保持されるようになっている。
【００３９】
なお、上述した電流センサ１５及び電圧センサ１７の出力である電流値及び電圧値は、Ｉ／Ｆ２１を介してマイコン２３のＣＰＵ２３ａに取り込まれる。
【００４０】
次に、上述の構成を有する車載用バッテリ監視装置１におけるバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）を推定する方法について、図３および図４に示すフローチャートを参照して説明する。図３は、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として近似直線を求めるフローチャートであり、図４は、図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの充電状態ＳＯＣを推定する処理を行うフローチャートである。図３および図４の処理は、ＣＰＵ２３ａにおいて行われる。
【００４１】
図３のフローチャートにおいて、まず、バッテリ１３に関して所定値（たとえば、３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータのみを収集し（ステップＳ１）、次いで、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータに基づき最小二乗法を使用して、ＯＣＶに対するＳＯＣの近似直線を算出する（ステップＳ２）。上述の所定値は、実測ＯＣＶとこの実測ＯＣＶに対応するＳＯＣの関係が、図７に示すように非直線になるポイントに設定される。なお、この近似直線を求めるタイミングは、バッテリ１３の充電状態推定装置および開回路電圧推定装置の設計時であり、算出された近似直線は、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を示す近似式としてＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリに書き込まれ、記憶される（ステップＳ３）。図６は、上述のようにして算出された近似直線を示す。
【００４２】
また、ＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリには、上述の所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶの値（ＯＣＶ_ｔｈとする）も記憶される。
【００４３】
次に図４のフローチャートにおいて、ＣＰＵ２３ａはイグニッションスイッチのオンによって動作を開始し、まず、充放電前のＯＣＶ（ＯＣＶｏとする）及びＳＯＣ（ＳＯＣｏとする）を求める（ステップＳ１１）。この求め方については、状況によって各種の方法があるが、ここでは省略する。
【００４４】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、電流センサ１５からの検出出力に基づき、充放電時の電流積算値の算出を行う（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の計算は、電流センサ１５による充放電電流の測定を所定のサンプリング周期によって計測する毎に行われ、次いで充放電が終了したか否かを判定し（ステップＳ１３）、充放電が終了するまで繰り返される。
【００４５】
充放電が終了すると（ステップＳ１３のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、充放電前のＳＯＣに電流積算値を加減算して充放電後のＳＯＣを算出する（ステップＳ１４）。これは、次式（１）及び（２）によって計算することができる。すなわち、放電後のＳＯＣは、
ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ−Σ（放電電流×時間）・・・（１）
により求められ、充電後のＳＯＣは、
ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ＋Σ（充電電流×時間×充電効率（ＲＣＥ））・・・（２）
により求められる。
【００４６】
次いでＣＰＵ２３ａは、充放電終了後のＯＣＶ（ＯＣＶｍとする）を測定する（ステップ１５）。このＯＣＶｍは、放電及び充電の何れの場合にも、充放電によってバッテリ１３内に発生している分極の影響が完全に解消し、分極によるバッテリ端子電圧の低下或いは上昇が無くなっている平衡状態にあるときのバッテリ端子電圧を実測するか、又は、充放電停止直後のバッテリ端子電圧の変化を短時間観測した結果によって累乗近似式により推定されるものが利用される。
【００４７】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）が、近似直線における所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶ（ＯＣＶ_ｔｈ）を超えているか否か、すなわち、（ＯＣＶｍ＞ＯＣＶ_ｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００４８】
測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶ_ｔｈを超えていれば（ステップＳ１６のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）をＲＯＭ２３ｃから読み出された近似直線に代入し、代入されたＯＣＶｍに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定し（ステップＳ１７）、次いで処理を終了する。
【００４９】
一方、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶ_ｔｈ以下（すなわち、（ＯＣＶｍ≦ＯＣＶ_ｔｈ））であれば（ステップＳ１６のＮ）、次いでＣＰＵ２３ａは、ステップＳ１４で算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定し（ステップＳ１８）、次いで処理を終了する。
【００５０】
次に、車載用バッテリ監視装置１におけるバッテリ１３の開回路電圧を推定する方法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。図５は、図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの開回路電圧を推定する処理を行うフローチャートである。図５の処理は、ＣＰＵ２３ａにおいて行われる。
【００５１】
図５のフローチャートにおいて、ＣＰＵ２３ａはイグニッションスイッチのオンによって動作を開始し、まず、充放電前のＯＣＶ（ＯＣＶｏとする）及びＳＯＣ（ＳＯＣｏとする）を求める（ステップＳ２１）。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、電流センサ１５からの検出出力に基づき、充放電時の電流積算値の算出を行う（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の計算は、電流センサ１５による充放電電流の測定を所定のサンプリング周期によって計測する毎に行われ、次いで充放電が終了したか否かを判定し（ステップＳ２３）、充放電が終了するまで繰り返される。
【００５３】
充放電が終了すると（ステップＳ２３のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、充放電前のＳＯＣに電流積算値を加減算して充放電後のＳＯＣを算出する（ステップＳ２４）。これは、上記の式（１）及び（２）によって計算することができる。
【００５４】
次いでＣＰＵ２３ａは、充放電終了後のＯＣＶ（ＯＣＶｍとする）を測定する（ステップＳ２５）。このＯＣＶｍは、放電及び充電の何れの場合にも、充放電によってバッテリ１３内に発生している分極の影響が完全に解消し、分極によるバッテリ端子電圧の低下或いは上昇が無くなっている平衡状態にあるときのバッテリ端子電圧を実測するか、又は、充放電停止直後のバッテリ端子電圧の変化を短時間観測した結果によって累乗近似式により推定されるものが利用される。
【００５５】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）が、近似直線における所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶ（ＯＣＶ_ｔｈ）を超えているか否か、すなわち、（ＯＣＶｍ＞ＯＣＶ_ｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００５６】
測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶ_ｔｈを超えていれば（ステップＳ２６のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）を充放電後のバッテリ１３の開回路電圧として推定し（ステップＳ２７）、次いで処理を終了する。
【００５７】
一方、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶ_ｔｈ以下（すなわち、（ＯＣＶｍ≦ＯＣＶ_ｔｈ））であれば（ステップＳ２６のＮ）、次いでＣＰＵ２３ａは、ステップＳ２４で算出された充放電後のＳＯＣをＲＯＭ２３ｃから読み出された近似直線に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリ１３の開回路電圧として推定し（ステップＳ１８）、次いで処理を終了する。
【００５８】
このように、充放電が行われた際、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として、所定値（３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により近似直線が求められ、求められた近似直線を表す近似式を利用して、充放電後の充電状態ＳＯＣおよび開回路電圧が推定される。すなわち、ＯＣＶを実測したとき、この実測ＯＣＶがＯＣＶ_ｔｈを超えていれば、近似直線に実測ＯＣＶを代入して、実測ＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定するが、実測ＯＣＶがＯＣＶ_ｔｈ以下の場合、すなわち、図６の点線で示されるように実測ＯＣＶとＳＯＣの関係が非直線になる領域にある場合には、実測ＯＣＶは無視され、ＳＯＣの換算には利用されない。そして、電流積算によって求めた充放電後のＳＯＣが近似直線に代入され、代入されたＳＯＣが充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）としてＲＡＭ２３ｂに記憶され、また代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶが推定ＯＣＶとしてＲＡＭ２３ｂに記憶される。
【００５９】
したがって、上述した充電状態推定方法及びその装置により、ＯＣＶとＳＯＣの関係が非直線になる領域においても、従来のような誤差を生じることなく、ＳＯＣを高精度に推定することができる。
【００６０】
ＳＯＣとＯＣＶの関係に基づいてバッテリ１３の劣化状態等を把握するときには、上述した開回路電圧推定方法及びその装置により求められる推定ＯＣＶを利用することによって、劣化度等の評価に誤りがなくなる。
【００６１】
また、理論クーロン量（非劣化時の満容量）を推定する場合の放電終止ＯＣＶの設定値は、上述の近似直線によって得られたＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを利用することができ、ＡＤＣ推定に利用する理論クーロン量計算は、上述の放電終止ＯＣＶの設定値を利用することにより、ＡＤＣの推定を、ＳＯＣの全領域にわたって高精度に行うことができる。
【００６２】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００６３】
たとえば、上述の実施の形態では、ＳＯＣの所定値を３０％としているが、この所定値は、これに限らず、たとえば２０％等の他の適宜な値に設定することができる。
【００６４】
また、上述の説明では、所定値（たとえば、３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータのみを収集し、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータにより算出された近似直線を表す近似式を用いているが、これに代えて、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータにより算出された近似曲線であって、上述の近似直線に近いがわずかな曲がりを有する近似曲線を表す近似式を用いても良い。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００７１】
請求項７記載の発明によれば、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００７２】
請求項８記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明によるバッテリの充電状態推定装置の基本構成図を示し、（Ｂ）は、本発明によるバッテリの開回路電圧推定装置の基本構成図を示す。
【図２】本発明によるバッテリの状態状態推定方法を実施するバッテリ状態推定装置と、開回路推定方法を実施する開回路推定装置とがそれぞれ組み込まれた車載用バッテリ監視装置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図である。
【図３】予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として近似直線を求めるフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの充電状態ＳＯＣを推定する処理を行うフローチャートである。
【図５】図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの開回路電圧を推定する処理を行うフローチャートである。
【図６】予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として求められた近似直線を示すグラフである。
【図７】ＯＣＶとＳＯＣの関係の実測例を示すグラフである。
【図８】従来の充電状態推定時の誤差の発生を説明するグラフである。
【符号の説明】
１３バッテリ
２３ａＣＰＵ
２３ａ−１近似式算出手段（ＣＰＵ）
２３ａ−２電流積算値算出手段（ＣＰＵ）
２３ａ−３ＯＣＶ測定手段（ＣＰＵ）
２３ａ−４充電状態推定手段（ＣＰＵ）
２３ａ−５開回路電圧推定手段（ＣＰＵ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for estimating a state of charge of a battery, and a method and an apparatus for estimating an open circuit voltage.
[0002]
[Prior art]
Since a battery mounted on a vehicle is equivalent to gasoline in a vehicle using a general engine as a propulsion drive source, particularly in an electric vehicle using a motor as a sole propulsion drive source, the state of charge SOC (State of State) It is very important to recognize how much the battery is charged, such as charge, in order to ensure normal running of the vehicle.
[0003]
In addition, in recent years, in general vehicles using an engine as a propulsion power source, and hybrid vehicles in which the power generated by the engine is assisted by a motor, the engine is stopped when the vehicle is stopped due to a signal waiting at an intersection or the like, from the viewpoint of environmental protection. Equipped with an idle stop function to make it work.
[0004]
In vehicles equipped with this function, when the engine is restarted, a considerable large current is discharged from the battery to the starter motor and the power assist motor also serving as the starter motor. If the dischargeable capacity that can withstand the large current discharge does not remain in the battery, it is impossible to idle-stop vigorously.
[0005]
For this reason, the amount of coulomb stored in the battery mounted on the vehicle (such as the above-described state of charge SOC and the dischargeable capacity (Available Discharge Capacity (ADC)) indicating how much remaining dischargeable capacity remains in the battery). Accurately grasping the state related to the amount of electricity is very important not only for the electric vehicle described above, but also for ordinary vehicles and hybrid vehicles.
[0006]
The state of charge SOC represents the amount of coulomb stored in the battery as a ratio (%) to the full capacity of the battery, and is expressed as SOC (%). This SOC (%) is generally estimated based on an open circuit voltage (OCV).
[0007]
Japanese Patent Laying-Open No. 2001-351698 (Patent Document 1) discloses a method of detecting the state of charge of a lead storage battery based on OCV. In this method, the OCV at the time of discharging the storage battery is measured, the SOC is obtained based on a preset linear relationship between the OCV of the storage battery and the SOC, and the storage battery is charged based on the obtained SOC. When obtaining the SOC, the change in the OCV and the change in the SOC in a predetermined time are measured, and the preset relationship between the OCV and the SOC of the storage battery is corrected.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-351698 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in the actual measurement example of the relationship between the OCV and the SOC in FIG. 7, the relationship between the OCV and the SOC actually keeps a linear relationship in the SOC region where the state of charge (%) exceeds 20 to 30%. However, in a low SOC region of 20 to 30% or less, the actually measured OCV decreases, and the linear relationship is broken. In the above-described related art, it is not considered that the linear relationship between the OCV and the SOC is broken when the SOC is low.
[0010]
In the related art, when charging / discharging is performed, the SOC is calculated from the OCV, and then the charging / discharging current is integrated with the calculated SOC to calculate the SOC after charging / discharging. However, as shown in FIG. 8, when the SOC after charging is calculated by integrating the charging current from the state of low SOC at the time of charging, charging proceeds and the SOC after charging exceeds 20 to 30%. In the SOC region, the error between the OCV corresponding to the calculated SOC on the OCV vs. SOC characteristic (the straight line indicated by the arrow in the drawing) based on the integration of the charging current and the OCV in the relationship between the actually measured OCV and the SOC is calculated. The problem that it becomes large arises.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for estimating a state of charge of a battery that can accurately estimate an SOC even in a low SOC area in view of the above-described conventional problems.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for estimating an open circuit voltage of a battery that can effectively estimate an open circuit voltage even in a low SOC region in view of the above-described conventional problems.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a battery charger for estimating a state of charge of a battery based on a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery. A state estimating method, wherein the relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is determined by comparing SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region. The OCV after charging / discharging is measured as an approximate expression by using, and if the measured OCV after charging / discharging exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the approximation is performed. The measured OCV after charging / discharging is substituted into the equation, an SOC corresponding to the substituted OCV is estimated as a state of charge (SOC) of the battery after charging / discharging, and the measured charging / discharging is performed. If the subsequent OCV is equal to or less than the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximation formula, the SOC calculated by adding / subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before charging / discharging is used as the battery after charging / discharging. The state of charge (SOC) of the battery.
[0014]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a state of charge of a battery based on a preset relationship between an open circuit voltage (OCV) of the battery and a state of charge (SOC), A relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery is obtained as an approximate expression using SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region, The OCV after charge / discharge is measured, and when the measured OCV after charge / discharge exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the OCV after charge / discharge measured in the approximate expression is used. The SOC corresponding to the substituted OCV is estimated as the state of charge (SOC) of the battery after charging and discharging, and the measured OCV after charging and discharging corresponds to the SOC of a predetermined value in the approximate expression. If the SOC is less than or equal to OCV, the SOC calculated by adding or subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before charging / discharging is estimated as the state of charge (SOC) of the battery after charging / discharging. Can be estimated with high accuracy. Further, by setting the estimated OCV for the state of charge SOC (%) obtained by the approximate expression as the discharge end open circuit voltage, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC. it can.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, the predetermined relationship between the open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is such that the SOC exceeds the predetermined value SOC. 2. The method according to claim 1, wherein the data is represented by an approximate expression that represents an approximate straight line obtained by a least-squares method using the data and the OCV data corresponding to the SOC of the area.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, the relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery corresponds to the SOC data of the region exceeding the predetermined value SOC and the SOC of the region. Since it is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by the least-squares method using the OCV data, a highly accurate relationship between OCV and SOC can be obtained without using OCV and SOC data in a non-linear region. .
[0017]
According to a third aspect of the present invention, which has been made to solve the above problem, as shown in the basic configuration diagram of FIG. 1A, the open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 are set in advance. A state-of-charge estimation device for estimating the state-of-charge of the battery 13 based on the relationship between the open-circuit voltage (OCV) and the state-of-charge (SOC) of the battery 13. Approximate expression calculating means 23a-1 for obtaining as an approximate expression using SOC data of an area exceeding the SOC and OCV data corresponding to the SOC of the area, and the approximate expression obtained by the approximate expression calculating means 23a-1 are stored. Storage means 23c, current integrated value calculation means 23a-2 for calculating a current integrated value by time integration of charge / discharge current during charging / discharging, and OCV measuring means 23 for measuring OCV after charging / discharging. -3 and the OCV after charging and discharging measured by the OCV measuring means 23a-3 exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the measured value is determined by the approximate expression. And the SOC corresponding to the substituted OCV is estimated as the state of charge (SOC) of the battery after charging and discharging, and the measured OCV after charging and discharging is calculated by the approximation formula. If the SOC is equal to or less than the OCV corresponding to the predetermined value SOC, the SOC after charging / discharging calculated by adding / subtracting the current integrated value calculated by the current integrated value calculating means 23a-2 to / from the SOC before charging / discharging is charged. The battery state-of-charge estimating device further comprises a state-of-charge estimating means 23a-4 for estimating the state of charge (SOC) of the battery after discharging.
[0018]
According to the third aspect of the present invention, there is provided a battery state-of-charge estimating apparatus for estimating the state of charge of the battery 13 based on a preset relationship between the open circuit voltage (OCV) of the battery 13 and the state of charge (SOC). The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 is approximated using SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region. Approximation formula calculating means 23a-1 to be obtained as follows, storage means 23c for storing the approximation formula calculated by the approximation formula calculating means 23a-1, and current integration for calculating a current integrated value by time integration of charging / discharging current during charging / discharging. The value calculating means 23a-2, the OCV measuring means 23a-3 for measuring the OCV after charging and discharging, and the OCV after charging and discharging measured by the OCV measuring means 23a-3 are expressed by an approximate expression. If the SOCV exceeds the OCV corresponding to the predetermined value of SOC, the OCV after charging and discharging measured by the approximate expression is substituted, and the SOC of the battery after charging and discharging the SOC corresponding to the substituted OCV ( If the measured OCV after charging and discharging is less than or equal to the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the SOC before charging and discharging is calculated by the current integrated value calculating means 23a-2. Charge state estimating means 23a-4 for estimating the SOC after charge / discharge calculated by adding or subtracting the integrated current value as the state of charge (SOC) of the battery after charge / discharge. Can be estimated with high accuracy. Further, by setting the estimated OCV for the state of charge SOC (%) obtained by the approximate expression as the discharge end open circuit voltage, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC. it can.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention for solving the above problem, as shown in a basic configuration diagram of FIG. 1A, an open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery 13 are set in advance. ) Is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by the least squares method using SOC data of an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC of the area. According to a third aspect of the present invention, there is provided a battery state-of-charge estimating apparatus.
[0020]
According to the fourth aspect of the present invention, the preset relationship between the open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 corresponds to the SOC data in the region exceeding the predetermined value SOC and the SOC in the region. Is expressed by an approximation formula representing an approximation straight line obtained by the least square method using the OCV data to be obtained. Therefore, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and SOC data in the non-linear region. it can.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a battery for estimating an open circuit voltage of a battery based on a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery. An open circuit voltage estimating method, wherein a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of a battery corresponds to SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and SOC in the region. When the OCV after charging and discharging is measured as an approximate expression using the OCV data, and the measured OCV after charging and discharging exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, The measured OCV after charge / discharge is substituted, the substituted OCV is estimated as an open circuit voltage of the battery after charge / discharge, and the measured OCV after charge / discharge is calculated by the approximation formula. If the SOC is less than or equal to the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value, the SOC calculated by adding or subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before charging / discharging is substituted into the approximate expression, and the SOC corresponding to the substituted SOC is substituted. The present invention resides in a method for estimating an open circuit voltage of a battery, wherein the OCV is estimated as an open circuit voltage of the battery after charging and discharging.
[0022]
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a battery open circuit voltage estimation method for estimating a battery open circuit voltage based on a preset relationship between a battery open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC). The relationship between the battery open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) set in advance is approximated using SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region. The OCV after charging and discharging is measured, and when the measured OCV after charging and discharging exceeds the OCV corresponding to the SOC of a predetermined value in the approximate expression, the OCV after charging and discharging is substituted. Then, the substituted OCV is estimated as the open circuit voltage of the battery after charging / discharging, and if the measured OCV after charging / discharging is equal to or less than the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the charging is performed. The SOC calculated by adding or subtracting the integrated value of the charging / discharging current to / from the SOC before charging is substituted into an approximate expression, and the OCV corresponding to the substituted SOC is estimated as the open circuit voltage of the battery after charging / discharging. And the coefficient such as the degree of deterioration obtained based on the relationship between the SOC and the SOC can be accurately evaluated.
[0023]
The invention according to claim 6, which has been made to solve the above problem, is characterized in that the relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is such that the SOC exceeds the predetermined value SOC. 6. The method according to claim 5, wherein the data is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by a least-squares method using the data and the OCV data corresponding to the SOC of the area.
[0024]
According to the sixth aspect of the present invention, the preset relationship between the open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery corresponds to the SOC data of the region exceeding the predetermined value SOC and the SOC of the region. Since it is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by the least-squares method using the OCV data, a highly accurate relationship between OCV and SOC can be obtained without using OCV and SOC data in a non-linear region. .
[0025]
According to a seventh aspect of the present invention, which is provided to solve the above problem, as shown in the basic configuration diagram of FIG. 1B, the open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 are set in advance. An open circuit voltage estimating device for the battery 13 for estimating the open circuit voltage of the battery 13 based on the following relationship, wherein the relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 is Approximate expression calculating means 23a-1 for obtaining an approximate expression using SOC data of an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC of the area; and an approximate expression obtained by the approximate expression calculating means 23a-1 23c-2, a current integrated value calculating means 23a-2 for calculating a current integrated value by time integration of a charging / discharging current at the time of charging / discharging, and an OCV measuring means for measuring an OCV after charging / discharging. 3a-3, and when the OCV after charging and discharging measured by the OCV measuring means 23a-3 exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, The subsequent OCV is estimated as the open circuit voltage of the battery after charging and discharging. The SOC after charge / discharge calculated by adding / subtracting the current integrated value calculated by the current integrated value calculation means 23a-2 to the SOC is substituted into the approximate expression, and the OCV corresponding to the substituted SOC is charged / discharged. And an open circuit voltage estimating means 23a-5 for estimating the open circuit voltage of the subsequent battery.
[0026]
According to the seventh aspect of the present invention, the open circuit voltage of the battery 13 is estimated based on a preset relationship between the open circuit voltage (OCV) of the battery 13 and the state of charge (SOC). The device is configured to determine a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery 13 using SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region. Expression calculating means 23a-1 for obtaining an approximate expression by using an approximate expression, storage means 23c for storing the approximate expression obtained by the approximate expression calculating means 23a-1, and calculating a current integrated value by time integration of charging / discharging current during charging / discharging. Integrated current value calculating means 23a-2, OCV measuring means 23a-3 for measuring the OCV after charging and discharging, and OCV after charging and discharging measured by the OCV measuring means 23a-3. When the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value is exceeded in the similar expression, the measured OCV after charge / discharge is estimated as the open circuit voltage of the battery after charge / discharge, and the measured OCV after charge / discharge is obtained. If the approximate value is equal to or less than the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value, the SOC after charge / discharge calculated by adding / subtracting the current integrated value calculated by the current integrated value calculation means 23a-2 to / from the SOC before charge / discharge. An open circuit voltage estimating unit 23a-5 for substituting the SOC into the approximate expression and estimating the OCV corresponding to the substituted SOC as the open circuit voltage of the battery after charging and discharging is provided. It is possible to accurately evaluate a coefficient such as a degree of deterioration obtained based on the accuracy.
[0027]
The invention according to claim 8, which has been made to solve the above-mentioned problem, is characterized in that the relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 is in a region exceeding the predetermined value SOC. 8. The battery open circuit voltage estimating apparatus according to claim 7, wherein the SOC data and the OCV data corresponding to the SOC of the area are represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by a least squares method. .
[0028]
According to the eighth aspect of the invention, the preset relationship between the open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 corresponds to the SOC data in the region exceeding the predetermined value SOC and the SOC in the region. Is expressed by an approximation formula representing an approximation straight line obtained by the least square method using the OCV data to be obtained. Therefore, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and SOC data in the non-linear region. it can.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 2 is a diagram partially showing a schematic configuration of an on-vehicle battery monitoring device in which a battery state estimating device for performing the battery state estimating method according to the present invention and an open circuit estimating device for performing the open circuit estimating method are respectively incorporated. It is explanatory drawing shown by a block. In FIG. 2, the vehicle-mounted battery monitoring device 1 is mounted on a hybrid vehicle having a motor generator 5 in addition to the engine 3.
[0031]
Normally, the hybrid vehicle travels by transmitting only the output of the engine 3 from the drive shaft 7 to the wheels 11 via the differential case 9 at a normal time, and is driven by power from a battery 13 such as a lead battery at a high load. The motor generator 5 is made to function as a motor, and the output of the motor generator 5 in addition to the output of the engine 3 is transmitted from the drive shaft 7 to the wheels 11 to perform the assist traveling.
[0032]
Further, the hybrid vehicle is configured so that the motor generator 5 functions as a generator (generator) during deceleration or braking, and converts the kinetic energy into electric energy to charge the battery 13.
[0033]
The motor generator 5 is further used as a cell motor for forcibly rotating a flywheel of the engine 3 when the engine 3 is started when a starter switch (not shown) is turned on. Large current is passed through. When the engine 3 is started by the motor generator 5 by turning on the starter switch, the starter switch is turned off and the ignition switch and the accessory switch are turned on with the release of the operation of the ignition key (not shown). Accordingly, the discharge current flowing from the battery 13 shifts to a steady current.
[0034]
The vehicle-mounted battery monitoring device 1 according to the present embodiment includes a discharge current I of the battery 13 for electric components such as a motor generator 5 functioning as a motor for assisted traveling and a cell motor, and a charge for the battery 13 from the motor generator 5 functioning as a generator. A current sensor 15 as current detection means for detecting a discharge current, and a voltage sensor 17 as a terminal voltage detection means having a resistance of about 1 M ohm connected in parallel with the battery 13 and detecting a terminal voltage V of the battery 13 are provided. Have.
[0035]
The vehicle-mounted battery monitoring device 1 includes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) in which outputs of the above-described current sensor 15 and voltage sensor 17 are captured after A / D conversion in an interface circuit (hereinafter, abbreviated as “I / F”) 21. , “Microcomputer”.) 23.
[0036]
The microcomputer 23 includes a CPU 23a serving as an approximate expression calculating unit 23a-1, an integrated current value calculating unit 23a-2, an OCV measuring unit 23a-3, a charged state estimating unit 23a-4, and an open circuit voltage estimating unit 23a-5. And a RAM 23b and a ROM 23c functioning as storage means. The CPU 23a is connected to the I / F 21 in addition to the RAM 23b and the ROM 23c. Accessories switches, switches for electrical components (loads) other than the motor generator 5, and the like are further connected.
[0037]
The RAM 23b has a data area for storing various data and a work area used for various processing operations, and the ROM 23c stores a control program for causing the CPU 23a to perform various processing operations.
[0038]
The ROM 23c has a non-volatile memory (not shown) in which various data are recorded in a readable and writable manner and holds the recorded data without a power source. In the ROM 23c, various basic data relating to the battery and update data are stored. Is held.
[0039]
The current value and the voltage value, which are the outputs of the current sensor 15 and the voltage sensor 17, are taken into the CPU 23a of the microcomputer 23 via the I / F 21.
[0040]
Next, a method of estimating the state of charge (SOC) of the battery 13 in the vehicle-mounted battery monitoring device 1 having the above configuration will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. FIG. 3 is a flowchart for obtaining an approximate straight line as a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) of the battery 13 and the state of charge (SOC). FIG. 4 uses the approximate straight line obtained in the flowchart of FIG. 4 is a flowchart illustrating a process for estimating the state of charge SOC of the battery. 3 and 4 are performed by the CPU 23a.
[0041]
In the flowchart of FIG. 3, first, only the SOC data of an area exceeding the SOC of a predetermined value (for example, 30%) and the OCV data corresponding to the SOC of the area are collected for the battery 13 (step S1). An approximate straight line of the SOC with respect to the OCV is calculated using the least squares method based on the SOC and the OCV data (step S2). The above-described predetermined value is set at a point where the relationship between the measured OCV and the SOC corresponding to the measured OCV becomes non-linear as shown in FIG. The approximate straight line is obtained at the time of designing the state-of-charge estimating device and the open-circuit voltage estimating device for the battery 13. The calculated approximate straight line corresponds to the preset open-circuit voltage (OCV) of the battery 13. The data is written and stored in the nonvolatile memory in the ROM 23c as an approximate expression indicating the relationship of the state of charge (SOC) (step S3). FIG. 6 shows the approximate straight line calculated as described above.
[0042]
The non-volatile memory in the ROM 23c stores an OCV value (OCV value) corresponding to the above-mentioned SOC (30%) of the predetermined value. _th ) Is also stored.
[0043]
Next, in the flowchart of FIG. 4, the CPU 23a starts an operation by turning on an ignition switch, and first obtains OCV (OCVo) and SOC (SOCo) before charging / discharging (step S11). Although there are various methods for obtaining this depending on the situation, it is omitted here.
[0044]
Next, the CPU 23a calculates the integrated current value during charging and discharging based on the detection output from the current sensor 15 (step S12). The calculation in step S12 is performed every time the measurement of the charging / discharging current by the current sensor 15 is performed at a predetermined sampling cycle. Then, it is determined whether the charging / discharging is completed (step S13), and the charging / discharging ends. Is repeated until
[0045]
When charging / discharging ends (Y in step S13), the CPU 23a calculates the SOC after charging / discharging by adding / subtracting the current integrated value to / from the SOC before charging / discharging (step S14). This can be calculated by the following equations (1) and (2). That is, the SOC after discharge is
SOC = SOCo−Σ (discharge current × time) (1)
And the SOC after charging is
SOC = SOCo + Σ (charging current × time × charging efficiency (RCE)) (2)
Required by
[0046]
Next, the CPU 23a measures the OCV (referred to as OCVm) after the end of charging / discharging (step 15). The OCVm is in an equilibrium state in which the effect of the polarization generated in the battery 13 due to charging and discharging is completely eliminated in both of the discharging and charging, and the battery terminal voltage is not reduced or increased due to the polarization. A battery terminal voltage at a certain time is actually measured, or a value estimated by a power approximation formula based on a result of a short-term observation of a change in the battery terminal voltage immediately after charging / discharging is stopped is used.
[0047]
Next, the CPU 23a determines that the measured OCV (OCVm) corresponds to the SOC of the predetermined value (30%) on the approximate straight line. _th ), That is, (OCVm> OCV) _th ) Is determined (step S16).
[0048]
The measured OCV (OCVm) is the OCV _th (Y in step S16), the CPU 23a then substitutes the measured OCV (OCVm) into the approximate straight line read from the ROM 23c, and stores the SOC corresponding to the substituted OCVm in the battery after charging and discharging. It is estimated as the state of charge (SOC) of No. 13 (step S17), and then the process ends.
[0049]
On the other hand, the measured OCV (OCVm) is the OCV _th The following (that is, (OCVm ≦ OCV _th )) (N in step S16), then, the CPU 23a estimates the SOC after charge / discharge calculated in step S14 as the state of charge (SOC) of the battery 13 after charge / discharge (step S18), and then performs the process. To end.
[0050]
Next, a method of estimating the open circuit voltage of the battery 13 in the vehicle-mounted battery monitoring device 1 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. FIG. 5 is a flowchart of a process for estimating the open circuit voltage of the battery using the approximate straight line obtained in the flowchart of FIG. The processing in FIG. 5 is performed by the CPU 23a.
[0051]
In the flowchart of FIG. 5, the CPU 23a starts operation by turning on an ignition switch, and first obtains OCV (OCVo) and SOC (SOCo) before charging / discharging (step S21).
[0052]
Next, the CPU 23a calculates an integrated current value during charging and discharging based on the detection output from the current sensor 15 (step S22). The calculation in step S22 is performed every time the measurement of the charging / discharging current by the current sensor 15 is performed at a predetermined sampling cycle. Then, it is determined whether the charging / discharging is completed (step S23), and the charging / discharging ends. Is repeated until
[0053]
When the charging / discharging is completed (Y in step S23), the CPU 23a calculates the SOC after charging / discharging by adding / subtracting the current integrated value to / from the SOC before charging / discharging (step S24). This can be calculated by equations (1) and (2) above.
[0054]
Next, the CPU 23a measures the OCV (referred to as OCVm) after the end of the charge / discharge (Step S25). The OCVm is in an equilibrium state in which the effect of the polarization generated in the battery 13 due to charging and discharging is completely eliminated in both of the discharging and charging, and the battery terminal voltage is not reduced or increased due to the polarization. A battery terminal voltage at a certain time is actually measured, or a value estimated by a power approximation formula based on a result of a short-term observation of a change in the battery terminal voltage immediately after charging / discharging is stopped is used.
[0055]
Next, the CPU 23a determines that the measured OCV (OCVm) corresponds to the SOC of the predetermined value (30%) on the approximate straight line. _th ), That is, (OCVm> OCV) _th ) Is determined (step S26).
[0056]
The measured OCV (OCVm) is the OCV _th Is exceeded (Y in step S26), then the CPU 23a estimates the measured OCV (OCVm) as the open circuit voltage of the battery 13 after charging and discharging (step S27), and then ends the process.
[0057]
On the other hand, the measured OCV (OCVm) is the OCV _th The following (that is, (OCVm ≦ OCV _th )) (N in step S26), the CPU 23a then substitutes the SOC after charging and discharging calculated in step S24 into the approximate straight line read from the ROM 23c, and fills the OCV corresponding to the substituted SOC. It is estimated as the open circuit voltage of the battery 13 after discharging (step S18), and then the process is terminated.
[0058]
As described above, when charging / discharging is performed, the relationship between the preset open circuit voltage (OCV) of the battery 13 and the state of charge (SOC) is expressed by the SOC data of the region exceeding the SOC of the predetermined value (30%). An approximate straight line is obtained by the least squares method using the OCV data corresponding to the SOC in the area, and the state of charge SOC and open circuit voltage after charging and discharging are estimated using an approximate expression representing the obtained approximate straight line. You. That is, when the OCV is actually measured, the measured OCV is the OCV. _th Is exceeded, the measured OCV is substituted into the approximation line, and the SOC corresponding to the measured OCV is estimated as the state of charge (SOC) of the battery 13 after charging and discharging. _th In the following case, that is, when the relationship between the measured OCV and the SOC is in a non-linear region as indicated by the dotted line in FIG. 6, the measured OCV is ignored and is not used for SOC conversion. Then, the SOC after charging / discharging obtained by current integration is substituted into the approximate straight line, the substituted SOC is stored in the RAM 23b as the state of charge (SOC) of the battery 13 after charging / discharging, and corresponds to the substituted SOC. The OCV is stored in the RAM 23b as the estimated OCV.
[0059]
Therefore, the above-described state-of-charge estimation method and apparatus can accurately estimate the SOC even in a region where the relationship between the OCV and the SOC is non-linear, without causing an error as in the related art.
[0060]
When grasping the state of deterioration of the battery 13 based on the relationship between the SOC and the OCV, by using the above-described open circuit voltage estimation method and the estimated OCV obtained by the device, errors in the evaluation of the degree of deterioration and the like are eliminated.
[0061]
The set value of the discharge termination OCV when estimating the theoretical coulomb amount (full capacity at the time of non-deterioration) can use the estimated OCV with respect to the SOC (%) obtained by the above-described approximate straight line. In the calculation of the theoretical coulomb amount used in the above, the ADC can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC by using the above-described set value of the discharge termination OCV.
[0062]
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications and applications are possible.
[0063]
For example, in the above-described embodiment, the predetermined value of the SOC is set to 30%, but this predetermined value is not limited to this, and may be set to another appropriate value such as, for example, 20%.
[0064]
In the above description, only the SOC data of the region exceeding the SOC of the predetermined value (for example, 30%) and the OCV data corresponding to the SOC of the region are collected, and the collected SOC and the approximation calculated by the OCV data are collected. Instead of using an approximation formula representing a straight line, an approximation curve calculated from collected SOC and OCV data and representing an approximation curve that is close to the above-mentioned approximation line but has a slight curve is used. Expressions may be used.
[0065]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the SOC can be estimated with high accuracy even at a low SOC. Further, by setting the estimated OCV for the state of charge SOC (%) obtained by the approximate expression as the discharge end open circuit voltage, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC. it can.
[0066]
According to the second aspect of the invention, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and the SOC data in the non-linear region.
[0067]
According to the third aspect of the present invention, the SOC can be estimated with high accuracy even at a low SOC. Further, by setting the estimated OCV for the state of charge SOC (%) obtained by the approximate expression as the discharge end open circuit voltage, the dischargeable capacity (ADC) can be estimated with high accuracy over the entire area of the SOC. it can.
[0068]
According to the fourth aspect of the invention, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and the SOC data in the non-linear region.
[0069]
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to accurately evaluate the coefficient such as the degree of deterioration obtained based on the relationship between the OCV and the SOC.
[0070]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and the SOC data in the non-linear region.
[0071]
According to the invention of claim 7, it is possible to accurately evaluate a coefficient such as a degree of deterioration obtained based on the relationship between the OCV and the SOC.
[0072]
According to the invention of claim 8, it is possible to obtain a highly accurate relationship between the OCV and the SOC without using the OCV and the SOC data in the non-linear region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A shows a basic configuration diagram of a battery state-of-charge estimating device according to the present invention, and FIG. 1B shows a basic configuration diagram of a battery open-circuit voltage estimating device according to the present invention.
FIG. 2 shows part of the schematic configuration of an in-vehicle battery monitoring device in which a battery state estimating device for implementing the battery state estimating method according to the present invention and an open circuit estimating device for implementing the open circuit estimating method are respectively incorporated. It is explanatory drawing shown by a block.
FIG. 3 is a flowchart for obtaining an approximate straight line as a relationship between a preset battery open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC).
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process for estimating a state of charge (SOC) of a battery using an approximate straight line obtained in the flowchart of FIG. 3;
5 is a flowchart illustrating a process of estimating an open circuit voltage of a battery using an approximate straight line obtained in the flowchart of FIG. 3;
FIG. 6 is a graph showing an approximate straight line obtained as a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery.
FIG. 7 is a graph showing an actual measurement example of the relationship between OCV and SOC.
FIG. 8 is a graph illustrating the occurrence of an error when estimating a state of charge in the related art.
[Explanation of symbols]
13 Battery
23a CPU
23a-1 Approximate expression calculating means (CPU)
23a-2 Current integrated value calculation means (CPU)
23a-3 OCV measurement means (CPU)
23a-4 Charge state estimation means (CPU)
23a-5 Open circuit voltage estimation means (CPU)

Claims

A method for estimating a state of charge of a battery, which estimates a state of charge of a battery based on a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery,
The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is obtained as an approximate expression using SOC data in an area exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. ,
Measure the OCV after charging and discharging,
If the measured OCV after charge / discharge exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the measured OCV after charge / discharge is substituted into the approximate expression and substituted. The SOC corresponding to the obtained OCV is estimated as the state of charge (SOC) of the battery after charging and discharging,
When the measured OCV after charge / discharge is equal to or less than the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the SOC calculated by adding / subtracting the integrated value of the charge / discharge current to the SOC before charge / discharge. Is estimated as a state of charge (SOC) of the battery after charging and discharging.

The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is determined by a least squares method using SOC data in an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. 2. The method for estimating a state of charge of a battery according to claim 1, wherein the state of charge is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by:

A battery state-of-charge estimating device for estimating a state of charge of a battery based on a relationship between a preset open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC) of the battery,
The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is determined as an approximate expression using SOC data in an area exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. Approximation formula calculating means;
Storage means for storing the approximate expression obtained by the approximate expression calculating means,
Current integrated value calculation means for calculating a current integrated value by time integration of charge / discharge current during charge / discharge,
OCV measuring means for measuring the OCV after charging and discharging;
When the OCV after charge / discharge measured by the OCV measurement means exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the OCV after charge / discharge measured in the approximate expression is used. The SOC corresponding to the substituted OCV is estimated as the state of charge (SOC) of the battery after charging and discharging, and the measured OCV after charging and discharging corresponds to the SOC of the predetermined value in the approximate expression. If the SOC is equal to or lower than the OCV, the SOC after charging / discharging calculated by adding / subtracting the current integrated value calculated by the current integrated value calculating means to / from the SOC before charging / discharging is the state of charge (SOC) of the battery 13 after charging / discharging. And a state of charge estimating means for estimating the state of charge of the battery.

The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is determined by a least squares method using SOC data in an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. The battery state-of-charge estimating apparatus according to claim 3, wherein the apparatus is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by:

A battery open circuit voltage estimation method for estimating a battery open circuit voltage based on a preset relationship between a battery open circuit voltage (OCV) and a state of charge (SOC),
The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is obtained as an approximate expression using SOC data in an area exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. ,
Measure the OCV after charging and discharging,
When the measured OCV after charging / discharging exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the above-described approximate expression, the open circuit voltage of the battery after charging / discharging the measured OCV after charging / discharging. Estimated as
When the measured OCV after charge / discharge is equal to or less than the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the SOC calculated by adding / subtracting the integrated value of the charge / discharge current to the SOC before charge / discharge. Is substituted in the approximate expression, and the OCV corresponding to the substituted SOC is estimated as the open circuit voltage of the battery after charging / discharging.

The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery is determined by a least squares method using SOC data in an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. 6. The method for estimating an open circuit voltage of a battery according to claim 5, wherein the method is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by:

An open circuit voltage estimating device for the battery 13 for estimating the open circuit voltage of the battery based on a preset relationship between the open circuit voltage (OCV) of the battery and the state of charge (SOC),
The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC) of the battery 13 is expressed as an approximate expression using SOC data in a region exceeding a predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the region. Means for calculating an approximate expression to be obtained;
Storage means for storing the approximate expression obtained by the approximate expression calculating means,
Current integrated value calculation means for calculating a current integrated value by time integration of charge / discharge current during charge / discharge,
OCV measuring means for measuring the OCV after charging and discharging;
If the OCV after charging and discharging measured by the OCV measuring means exceeds the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximation formula, the OCV after charging and discharging after the charging and discharging is measured. Estimated as the open circuit voltage of the battery 13, if the measured OCV after charging / discharging is equal to or less than the OCV corresponding to the SOC of the predetermined value in the approximate expression, the SOC before charging / discharging the current integrated value The SOC after charging / discharging calculated by adding / subtracting the current integrated value calculated by the calculating means is substituted into the approximate expression, and the OCV corresponding to the substituted SOC is estimated as the open circuit voltage of the battery after charging / discharging. An open circuit voltage estimating device for a battery, comprising: an open circuit voltage estimating unit.

The relationship between the preset open circuit voltage (OCV) of the battery 13 and the state of charge (SOC) is determined by using SOC data in an area exceeding the predetermined value SOC and OCV data corresponding to the SOC in the area. 8. The battery open circuit voltage estimating device according to claim 7, wherein the device is represented by an approximate expression representing an approximate straight line obtained by a multiplication method.