JP2012104239A - Lithium ion battery electricity storage amount estimation method, lithium ion battery electricity storage amount estimation program, lithium ion battery electricity storage amount correction method, and lithium ion battery electricity storage amount correction program - Google Patents
Lithium ion battery electricity storage amount estimation method, lithium ion battery electricity storage amount estimation program, lithium ion battery electricity storage amount correction method, and lithium ion battery electricity storage amount correction program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012104239A JP2012104239A JP2010249036A JP2010249036A JP2012104239A JP 2012104239 A JP2012104239 A JP 2012104239A JP 2010249036 A JP2010249036 A JP 2010249036A JP 2010249036 A JP2010249036 A JP 2010249036A JP 2012104239 A JP2012104239 A JP 2012104239A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion battery
- lithium ion
- resistance
- storage amount
- calculating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
本発明は、オリビン構造を備えるリチウムイオン電池の蓄電量を推定する蓄電量推定方法等に関する。 The present invention relates to a storage amount estimation method for estimating a storage amount of a lithium ion battery having an olivine structure.
充放電可能な二次電池としてリチウムイオン電池が知られている。リチウムイオン電池の蓄電量(State of charge、以下「SOC」という)は、車両の走行状態(例えば、発進、通常走行、加速、減速など)や車両用負荷(ストップランプ、ヘッドランプ、ワイパ、電動ファンなど)によって変動するため、リチウムイオン電池の使用中にSOCを監視する必要がある。ここで、蓄電量を推定する方法として、特許文献1は、電池の蓄電量が制御中心SOCと一致した時を基準として、充電電流積算値と放電電流積算値とが一致した時に検出される電池の端子間電圧および充放電電流と、予め求めておいた内部抵抗値とに基づいて、電池の開放端電圧を推定しSOCを算出するSOC算出装置を開示する。
A lithium ion battery is known as a chargeable / dischargeable secondary battery. The state of charge (hereinafter referred to as “SOC”) of the lithium-ion battery is determined by the vehicle running state (for example, start, normal running, acceleration, deceleration, etc.) and vehicle load (stop lamp, headlamp, wiper, electric Therefore, it is necessary to monitor the SOC while using the lithium ion battery. Here, as a method for estimating the charged amount,
しかしながら、正極活物質に一般式:LIMPO4(式中、Mは遷移金属である)で表わされるオリビン構造を含むリチウムイオン電池(以下、オリビン系リチウムイオン電池という)の場合、開放端電圧からSOCを算出することが困難である。図8は、3元系リチウムイオン電池及びオリビン系リチウムイオン電池の開放端電圧及びSOCの関係を示したグラフである。なお、同図において、SOCは、一般に使用可能とされた電圧範囲(オリビン系リチウムイオン電池の場合、2.5〜4.1V)で定義した。 However, in the case of a lithium ion battery including an olivine structure represented by the general formula: LIMPO 4 (wherein M is a transition metal) as the positive electrode active material (hereinafter referred to as an olivine-based lithium ion battery), the SOC is determined from the open-circuit voltage. Is difficult to calculate. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the open circuit voltage and the SOC of the ternary lithium ion battery and the olivine lithium ion battery. In the figure, the SOC is defined by a voltage range that is generally usable (2.5 to 4.1 V in the case of an olivine type lithium ion battery).
3元系リチウムイオン電池は、正極がLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2からなる層状構造に構成されており、負極がグラファイトにより構成されている。オリビン系リチウムイオン電池は、正極がオリビン構造であるLiFePO4、負極がグラファイトにより構成されている。 In the ternary lithium ion battery, the positive electrode has a layered structure made of LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 and the negative electrode is made of graphite. In the olivine-based lithium ion battery, the positive electrode is made of LiFePO 4 having an olivine structure, and the negative electrode is made of graphite.
同図を参照して、3元系リチウムイオン電池の場合、開放端電圧が上昇するとSOCが上昇するため、開放端電圧及びSOCの間には相関関係があることがわかる。なお、開放端電圧とは、電池を機器に接続しない状態(電流を流さない状態)での電池両端子間の電圧値を意味する。他方、オリビン系リチウムイオン電池の場合、SOCが約10〜98%の範囲では開放端電圧に殆ど変化がなく、この範囲において開放端電圧及びSOCの間には相関関係がないことがわかる。したがって、オリビン系リチウムイオン電池の場合には、開放端電圧からSOCを推定するのが困難であるため、別の推定方法を用いる必要がある。そこで、本願発明は、オリビン系リチウムイオン電池のSOCを精度よく推定することを目的とする。 Referring to the figure, in the case of a ternary lithium ion battery, it can be seen that there is a correlation between the open-circuit voltage and the SOC because the SOC increases when the open-circuit voltage increases. Note that the open-circuit voltage means a voltage value between the battery terminals in a state where the battery is not connected to the device (a state where no current flows). On the other hand, in the case of an olivine-based lithium ion battery, it is understood that there is almost no change in the open circuit voltage when the SOC is in the range of about 10 to 98%, and there is no correlation between the open circuit voltage and the SOC in this range. Therefore, in the case of an olivine-based lithium ion battery, it is difficult to estimate the SOC from the open-circuit voltage, so another estimation method needs to be used. Then, this invention aims at estimating SOC of an olivine type lithium ion battery accurately.
上記課題を解決するために、本願発明に係るリチウムイオン電池の蓄電量推定方法は、(1)正極活物質に一般式:LIMPO4(式中、Mは遷移金属である)で表わされるオリビン構造を含む正極体と、負極体とを含むリチウムイオン電池の蓄電量を推定する方法であって、
前記リチウムイオン電池を充電したときの充電抵抗を算出する充電抵抗算出ステップと、
前記リチウムイオン電池を放電したときの放電抵抗を算出する放電抵抗算出ステップと、
前記充電抵抗算出ステップで算出された充電抵抗と前記放電抵抗算出ステップで算出された放電抵抗との抵抗比率を算出する抵抗比率算出ステップと、前記充電抵抗を前記放電抵抗で除した抵抗比率が増加するのに応じて前記リチウムイオン電池の蓄電量が高くなる相関情報に基づき、前記抵抗比率算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定する蓄電量推定ステップと、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for estimating the amount of charge of a lithium ion battery according to the present invention includes: (1) an olivine structure represented by a general formula: LIMPO 4 (wherein M is a transition metal) in the positive electrode active material A method for estimating a storage amount of a lithium ion battery including a positive electrode body including a negative electrode body,
A charging resistance calculating step of calculating a charging resistance when charging the lithium ion battery;
A discharge resistance calculating step for calculating a discharge resistance when the lithium ion battery is discharged;
A resistance ratio calculating step for calculating a resistance ratio between the charging resistance calculated in the charging resistance calculating step and the discharging resistance calculated in the discharging resistance calculating step, and a resistance ratio obtained by dividing the charging resistance by the discharging resistance is increased. And a storage amount estimation step of estimating the storage amount from the resistance ratio calculated in the resistance ratio calculation step based on correlation information in which the storage amount of the lithium ion battery increases in response. And
(2)上記(1)の構成において、前記相関情報は前記リチウムイオン電池の複数の温度情報のそれぞれについて個別に存在し、前記リチウムイオン電池の温度に関する情報を取得する温度情報取得ステップと、前記温度情報取得ステップで取得された温度情報に対応した前記相関情報を特定する相関情報特定ステップと、を有し、前記蓄電量推定ステップは、前記相関情報特定ステップにおいて特定された前記相関情報に基づき、前記放電抵抗算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定することができる。上記(2)の構成によれば、温度に応じたより正確な相関情報を用いて、蓄電量を推定することができる。 (2) In the configuration of (1), the correlation information exists individually for each of a plurality of temperature information of the lithium ion battery, and a temperature information acquisition step of acquiring information about the temperature of the lithium ion battery; A correlation information specifying step for specifying the correlation information corresponding to the temperature information acquired in the temperature information acquisition step, and the storage amount estimation step is based on the correlation information specified in the correlation information specifying step. The charged amount can be estimated from the resistance ratio calculated in the discharge resistance calculating step. According to the configuration of (2) above, it is possible to estimate the charged amount using more accurate correlation information corresponding to the temperature.
(3)上記課題を解決するために、本願発明に係るリチウムイオン電池の蓄電量推定プログラムは、正極活物質に一般式:LIMPO4(式中、Mは遷移金属である)で表わされるオリビン構造を含む正極体と、負極体とを含むリチウムイオン電池の蓄電量を推定する処理をコンピュータに実行させるリチウムイオン電池の蓄電量推定プログラムであって、
前記リチウムイオン電池を充電したときの充電抵抗を算出する充電抵抗算出ステップと、
前記リチウムイオン電池を放電したときの放電抵抗を算出する放電抵抗算出ステップと、
前記充電抵抗算出ステップで算出された充電抵抗と前記放電抵抗算出ステップで算出された放電抵抗との抵抗比率を算出する抵抗比率算出ステップと、前記充電抵抗を前記放電抵抗で除した抵抗比率が増加するのに応じて前記リチウムイオン電池の蓄電量が高くなる相関情報に基づき、前記抵抗比率算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定する蓄電量推定ステップと、を有することを特徴とする。
(3) In order to solve the above-mentioned problem, a storage capacity estimation program for a lithium ion battery according to the present invention is an olivine structure represented by a general formula: LIMPO 4 (wherein M is a transition metal) in the positive electrode active material. A storage capacity estimation program for a lithium ion battery that causes a computer to execute a process for estimating a storage capacity of a lithium ion battery including a positive electrode body and a negative electrode body,
A charging resistance calculating step of calculating a charging resistance when charging the lithium ion battery;
A discharge resistance calculating step for calculating a discharge resistance when the lithium ion battery is discharged;
A resistance ratio calculating step for calculating a resistance ratio between the charging resistance calculated in the charging resistance calculating step and the discharging resistance calculated in the discharging resistance calculating step, and a resistance ratio obtained by dividing the charging resistance by the discharging resistance is increased. And a storage amount estimation step of estimating the storage amount from the resistance ratio calculated in the resistance ratio calculation step based on correlation information in which the storage amount of the lithium ion battery increases in response. And
(4)上記(3)の構成において、前記相関情報は前記リチウムイオン電池の複数の温度情報のそれぞれについて個別に存在し、前記リチウムイオン電池の温度に関する情報を取得する温度情報取得ステップと、前記温度情報取得ステップで取得された温度情報に対応した前記相関情報を特定する相関情報特定ステップと、を有し、前記蓄電量推定ステップは、前記相関情報特定ステップにおいて特定された前記相関情報に基づき、前記放電抵抗算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定することができる。上記(4)の構成によれば、温度に応じたより正確な相関情報を用いて、蓄電量を推定することができる。 (4) In the configuration of (3) above, the correlation information exists individually for each of a plurality of temperature information of the lithium ion battery, and a temperature information acquisition step of acquiring information about the temperature of the lithium ion battery; A correlation information specifying step for specifying the correlation information corresponding to the temperature information acquired in the temperature information acquisition step, and the storage amount estimation step is based on the correlation information specified in the correlation information specifying step. The charged amount can be estimated from the resistance ratio calculated in the discharge resistance calculating step. According to the configuration of (4) above, it is possible to estimate the charged amount using more accurate correlation information according to the temperature.
(5)上記(1)又は(2)に記載の方法により前記リチウムイオン電池に蓄電される第1の蓄電量を推定する第1のステップと、前記リチウムイオン電池の充放電量を積算することにより前記リチウムイオン電池に蓄電される第2の蓄電量を推定する第2のステップと、前記第1及び第2のステップで推定された第1及び第2の蓄電量の差分を算出する第3のステップと、前記差分が閾値以上である場合には、放電により前記リチウムイオン電池の蓄電量を所定値以下まで減少させる第4のステップと、前記リチウムイオン電池の蓄電量が前記所定値以下まで減少した状態で、前記リチウムイオン電池の開放端電圧を測定する第5のステップと、前記開放端電圧から前記リチウムイオン電池の第3の蓄電量を算出する第6のステップと、前記第2の蓄電量を前記第3の蓄電量に補正する第7のステップと、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の蓄電量補正方法。上記(5)の構成によれば、第1及び第2の蓄電量を比較することにより、第1の蓄電量に誤差があるか否かを正確に判別することができる。また、充放電量を積算することにより蓄電量を推定する推定方法において、基準となる蓄電量の誤差が積み上げにより大きくなった場合でも、より正確な推定情報(第3の蓄電量)を用いて前記基準となる蓄電量を補正することができる。 (5) integrating the first step of estimating the first charged amount stored in the lithium ion battery by the method described in (1) or (2) above and the charge / discharge amount of the lithium ion battery; To calculate the difference between the second step of estimating the second storage amount stored in the lithium ion battery and the first and second storage amounts estimated in the first and second steps. And when the difference is equal to or larger than a threshold value, a fourth step of reducing the charged amount of the lithium ion battery to a predetermined value or less by discharging, and the charged amount of the lithium ion battery to the predetermined value or less. In a reduced state, a fifth step of measuring the open-ended voltage of the lithium-ion battery, a sixth step of calculating a third charged amount of the lithium-ion battery from the open-ended voltage, Storage amount correction method for a lithium-ion battery, characterized in that it comprises a seventh step of correcting the second power storage amount in the third power storage amount. According to the configuration of (5) above, it is possible to accurately determine whether or not there is an error in the first charged amount by comparing the first and second charged amounts. Further, in the estimation method for estimating the storage amount by integrating the charge / discharge amount, even when an error in the reference storage amount increases due to accumulation, more accurate estimation information (third storage amount) is used. The reference charged amount can be corrected.
(6)上記(5)の構成において、上記前記所定値は10%に設定することができる。上記(6)の構成によれば、第3の蓄電量の推定精度をより高めることができる。 (6) In the configuration of (5), the predetermined value can be set to 10%. According to the configuration of (6) above, it is possible to further increase the estimation accuracy of the third power storage amount.
(7)上記(3)又は(4)に記載のプログラムをコンピュータに実行させることにより前記リチウムイオン電池に蓄電される第1の蓄電量を推定する第1のステップと、
前記リチウムイオン電池の充放電量を積算することにより前記リチウムイオン電池に蓄電される第2の蓄電量を推定する第2のステップと、前記第1及び第2のステップで推定された第1及び第2の蓄電量の差分を算出する第3のステップと、前記差分が閾値以上である場合には、放電により前記リチウムイオン電池の蓄電量を所定値以下まで減少させる第4のステップと、前記リチウムイオン電池の蓄電量が前記所定値以下まで減少した状態で、前記リチウムイオン電池の開放端電圧を測定する第5のステップと、前記開放端電圧から前記リチウムイオン電池の第3の蓄電量を算出する第6のステップと、前記第2の蓄電量を前記第3の蓄電量に補正する第7のステップと、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の蓄電量補正プログラム。上記(7)の構成によれば、第1及び第2の蓄電量を比較することにより、第1の蓄電量に誤差があるか否かを正確に判別することができる。また、充放電量を積算することにより蓄電量を推定する推定方法において、基準となる蓄電量の誤差が積み上げにより大きくなった場合でも、より正確な推定情報(第3の蓄電量)に基づいて前記基準となる蓄電量を補正することができる。
(7) a first step of estimating a first power storage amount stored in the lithium ion battery by causing a computer to execute the program according to (3) or (4);
A second step of estimating a second amount of electricity stored in the lithium ion battery by integrating the amount of charge and discharge of the lithium ion battery; and the first and second steps estimated in the first and second steps A third step of calculating a difference between the second power storage amounts, a fourth step of reducing the power storage amount of the lithium ion battery to a predetermined value or less by discharging when the difference is equal to or greater than a threshold value; A fifth step of measuring an open-ended voltage of the lithium-ion battery in a state where the charged amount of the lithium-ion battery is reduced to the predetermined value or less; and a third charged amount of the lithium-ion battery from the open-ended voltage A sixth step of calculating, and a seventh step of correcting the second charged amount to the third charged amount; Lamb. According to the configuration of (7) above, it is possible to accurately determine whether or not there is an error in the first charged amount by comparing the first and second charged amounts. Further, in the estimation method for estimating the storage amount by integrating the charge / discharge amount, based on more accurate estimation information (third storage amount) even when an error in the reference storage amount increases due to accumulation. The reference charged amount can be corrected.
(8)上記(7)の構成において、前記所定値は10%に設定することができる。上記(8)の構成によれば、第3の蓄電量の推定精度をより高めることができる。 (8) In the configuration of (7) above, the predetermined value can be set to 10%. According to the configuration of (8) above, it is possible to further increase the estimation accuracy of the third power storage amount.
上記(1)の構成によれば、オリビン系リチウムイオン電池の蓄電量の推定精度を高めることができる。上記(3)の構成によれば、オリビン系リチウムイオン電池の蓄電量の推定精度を高めることができる。 According to the configuration of (1) above, it is possible to improve the estimation accuracy of the charged amount of the olivine type lithium ion battery. According to the configuration of (3) above, it is possible to improve the estimation accuracy of the charged amount of the olivine type lithium ion battery.
図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1はバッテリ及びバッテリの充放電制御に関わる要素のブロック図である。本実施形態のバッテリ2は、ハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)、電気自動車(Electric Vehicle)に搭載することができる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of elements related to a battery and charge / discharge control of the battery. The
バッテリ2は、システムメインリレー101A、101Bを介して、昇圧回路102に接続されている。昇圧回路102は、バッテリ2の出力電圧を昇圧してからインバータ103に出力する。インバータ103は、昇圧回路102からの直流電力を交流電力に変換してモータ・ジェネレータ(三相交流モータ)104に出力する。モータ・ジェネレータ104で生成された運動エネルギは、車両1を走行させるエネルギとして用いられる。
The
また、車両の制動時には、モータ・ジェネレータ104によって電気エネルギが生成され、インバータ103に出力される。インバータ103は、モータ・ジェネレータ104からの交流電力を直流電力に変換して、昇圧回路102に出力する。昇圧回路102は、インバータ103の出力電圧を降圧してからバッテリ2に出力し、バッテリ2の充電を行う。
When the vehicle is braked, electric energy is generated by the motor /
バッテリ2は複数の電池ブロック20A〜20Zを備える。これらの電池ブロック20A〜20Zは電気的に直列に接続されている。電池ブロック20Aは複数の単電池201A〜201Eを備える。これらの単電池201A〜201Eは電気的に直列に接続されている。他の電池ブロック20B〜20Zは、電池ブロック20Aと同じ構成であるため、説明を繰り返さない。各電池ブロック20A〜20Zにはそれぞれ電圧検出センサ105が接続されており、各電圧検出センサ105は各電池ブロック20A〜20Zのブロック電圧をバッテリコントローラ106に出力する。
The
バッテリ2には、電流検出センサ107が接続されており、電流検出センサ107は、バッテリ2に流れる電流値に関する情報をバッテリコントローラ106に出力する。メモリ108には、後述するSOCを算出するための種々の算出プログラム等が記憶されている。バッテリコントローラ106は、メモリ108に記憶された算出プログラムを実行する。
A
各単電池201A〜201Zには温度センサ109が設けられている。温度センサ109はサーミスタ素子であってもよい。温度センサ109から出力される各単電池201A〜201Zの温度情報は、バッテリコントローラ106に出力される。
A
単電池201Aは、正極活物質に一般式:LIMPO4(式中、Mは遷移金属である)で表わされるオリビン構造を含む正極体と、負極体とを含むオリビン系リチウムイオン電池である。ここで、オリビン構造における遷移金属MはFe,Mn,Co,Niであってもよい。
The
正極活物質は、他の酸化物を含んでもよい。当該他の酸化物は、LIMO2(式中、Mは遷移金属である)で表わされる層状岩塩構造、或いはLIM2O4(式中、Mは遷移金属である)で表わされるスピネル構造であってもよい。層状岩塩構造における遷移金属MはNi,Mn,Coであってもよい。スピネル構造における遷移金属MはNi,Mnであってもよい。負極活物質は、カーボン、或いはLi4Ti5O12で表わされるスピネル構造を含んでも良い。カーボンはグラファイト、ソフトカーボン、ハードカーボンであってもよい。 The positive electrode active material may include other oxides. The other oxide is a layered rock salt structure represented by LIMO 2 (wherein M is a transition metal) or a spinel structure represented by LIM 2 O 4 (wherein M is a transition metal). May be. The transition metal M in the layered rock salt structure may be Ni, Mn, or Co. The transition metal M in the spinel structure may be Ni or Mn. The negative electrode active material may include a spinel structure represented by carbon or Li 4 Ti 5 O 12 . The carbon may be graphite, soft carbon, or hard carbon.
ここで、本発明者は、オリビン系リチウムイオン電池には三元系リチウムイオン電池とは異なる特性があり、具体的には、オリビン系リチウムイオン電池を充電させたときの充電抵抗と放電させたときの放電抵抗との比率(以下、抵抗比率ともいう)と、SOCとの間には比例関係があることを発見した。このオリビン系リチウムイオン電池の特性について、図2乃至図4を参照しながら詳細に説明する。 Here, the inventor of the present invention has characteristics that the olivine-based lithium ion battery is different from the ternary lithium-ion battery. Specifically, the olivine-based lithium ion battery is discharged with a charging resistance when the olivine-based lithium ion battery is charged. It was discovered that there is a proportional relationship between the ratio of the current discharge resistance (hereinafter also referred to as the resistance ratio) and the SOC. The characteristics of the olivine-based lithium ion battery will be described in detail with reference to FIGS.
図2乃至図4は、オリビン系リチウムイオン電池及び三元系リチウムイオン電池の各抵抗比率及びSOCの測定結果を示したグラフである。ここで充電抵抗は、充電前の電圧と所定時間充電後の電圧との電圧差を電流で除したものであり、所定時間は適宜定めればよい。本実施形態では、当該所定時間を10秒に設定した。放電抵抗は、放電前の電圧と所定時間放電後の電圧との電圧差を電流で除したものであり、所定時間は適宜定めればよい。本実施形態では、当該所定時間を10秒に設定した。SOCは、オリビン系リチウムイオン電池及び三元系リチウムイオン電池をそれぞれ充放電させたときの電流積算量から算出した。以下の説明において、電流積算量からSOCを推定する方法を電流積算法と称するものとする。なお、電流積算法は、従来知られた方法であるため詳細な説明を省略する。電流積算法の一例は、特開2000−166105号公報に開示されている。 2 to 4 are graphs showing measurement results of each resistance ratio and SOC of the olivine lithium ion battery and the ternary lithium ion battery. Here, the charging resistance is obtained by dividing the voltage difference between the voltage before charging and the voltage after charging for a predetermined time by the current, and the predetermined time may be appropriately determined. In the present embodiment, the predetermined time is set to 10 seconds. The discharge resistance is obtained by dividing the voltage difference between the voltage before discharge and the voltage after discharge for a predetermined time by the current, and the predetermined time may be appropriately determined. In the present embodiment, the predetermined time is set to 10 seconds. The SOC was calculated from the accumulated current when the olivine lithium ion battery and the ternary lithium ion battery were charged and discharged, respectively. In the following description, a method for estimating the SOC from the current integration amount is referred to as a current integration method. Since the current integration method is a conventionally known method, detailed description thereof is omitted. An example of the current integration method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-166105.
この電流積算法には、電流積算の回数が少ないほどSOCの推定精度が高くなり、電流積算の回数が多くなるほど誤差の積み上げによりSOCの推定精度が悪くなるという特性がある。したがって、未使用のオリビン系リチウムイオン電池及び三元系リチウムイオン電池を充放電させることによりSOCを測定した。図2はオリビン系リチウムイオン電池及び三元系リチウムイオン電池の電池温度が25℃である場合に対応する。図3はオリビン系リチウムイオン電池及び三元系リチウムイオン電池の電池温度が10℃である場合に対応する。図4はオリビン系リチウムイオン電池及び三元系リチウムイオン電池の電池温度が−10℃である場合に対応する。 This current integration method has a characteristic that the SOC estimation accuracy increases as the number of current integrations decreases, and the SOC estimation accuracy deteriorates due to accumulation of errors as the number of current integrations increases. Therefore, the SOC was measured by charging and discharging unused olivine lithium ion batteries and ternary lithium ion batteries. FIG. 2 corresponds to the case where the battery temperature of the olivine lithium ion battery and the ternary lithium ion battery is 25 ° C. FIG. 3 corresponds to the case where the battery temperature of the olivine lithium ion battery and the ternary lithium ion battery is 10 ° C. FIG. 4 corresponds to the case where the battery temperature of the olivine lithium ion battery and the ternary lithium ion battery is −10 ° C.
オリビン系リチウムイオン電池の正極には、正極活物質としてオリビン構造であるLiFePO4を使用し、導電材としてAB(アセチレンブラック)を使用し、結着材としてPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)を使用した。LiFePO4,AB(アセチレンブラック)及びPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)の比率は、質量%で87:10:3とした。 For the positive electrode of the olivine-based lithium ion battery, LiFePO 4 having an olivine structure was used as the positive electrode active material, AB (acetylene black) was used as the conductive material, and PVDF (PolyVinylidene DiFluoride) was used as the binder. The ratio of LiFePO 4 , AB (acetylene black) and PVDF (PolyVinylidene DiFluoride) was 87: 10: 3 in mass%.
オリビン系リチウムイオン電池の負極には、負極活物質としてグラファイトを使用し、結着材としてPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)を使用した。グラファイト及びPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)の比率は、質量%で95:5に設定した。電解液には、EC(エチレンカーボネート)及びEMC(エチルメチルカーボネート)からなる混合液にLiPF6を1mol/lの濃度で溶解させたものを使用した。EC(エチレンカーボネート)及びEMC(エチルメチルカーボネート)の比率は質量%で3:7とした。セパレータには、PE(ポリエチレン)膜、PP(ポリプロピレン)膜、PE(ポリエチレン)膜からなる三層構造のセパレータを使用した。 For the negative electrode of the olivine-based lithium ion battery, graphite was used as the negative electrode active material, and PVDF (PolyVinylidene DiFluoride) was used as the binder. The ratio of graphite and PVDF (PolyVinylidene DiFluoride) was set to 95: 5 by mass%. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / l in a mixed solution composed of EC (ethylene carbonate) and EMC (ethyl methyl carbonate) was used. The ratio of EC (ethylene carbonate) and EMC (ethyl methyl carbonate) was 3: 7 in mass%. As the separator, a three-layer separator composed of a PE (polyethylene) film, a PP (polypropylene) film, and a PE (polyethylene) film was used.
三元系リチウムイオン電池の正極には、正極活物質としてLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2を使用し、導電材としてAB(アセチレンブラック)を使用し、結着材としてPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)を使用した。LiFePO4,AB(アセチレンブラック)及びPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)の比率は、質量%で87:10:3とした。 For the positive electrode of the ternary lithium ion battery, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 is used as the positive electrode active material, AB (acetylene black) is used as the conductive material, and PVDF is used as the binder. (PolyVinylidene DiFluoride) was used. The ratio of LiFePO 4 , AB (acetylene black) and PVDF (PolyVinylidene DiFluoride) was 87: 10: 3 in mass%.
三元系リチウムイオン電池の負極には、負極活物質としてグラファイトを使用し、結着材としてPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)を使用した。グラファイト及びPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)の比率は、質量%で95:5に設定した。電解液には、EC(エチレンカーボネート)及びEMC(エチルメチルカーボネート)からなる混合液にLiPF6を1mol/lの濃度で溶解させたものを使用した。EC(エチレンカーボネート)及びEMC(エチルメチルカーボネート)の比率は質量%で3:7とした。セパレータには、PE(ポリエチレン)膜、PP(ポリプロピレン)膜、PE(ポリエチレン)膜からなる三層構造のセパレータを使用した。 For the negative electrode of the ternary lithium ion battery, graphite was used as the negative electrode active material, and PVDF (PolyVinylidene DiFluoride) was used as the binder. The ratio of graphite and PVDF (PolyVinylidene DiFluoride) was set to 95: 5 by mass%. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / l in a mixed solution composed of EC (ethylene carbonate) and EMC (ethyl methyl carbonate) was used. The ratio of EC (ethylene carbonate) and EMC (ethyl methyl carbonate) was 3: 7 in mass%. As the separator, a three-layer separator composed of a PE (polyethylene) film, a PP (polypropylene) film, and a PE (polyethylene) film was used.
図2乃至図4の実験に用いられたオリビン系リチウムイオン電池では、遷移金属としてFeを用いたが、抵抗比率が増加するのに応じてオリビン系リチウムイオン電池の蓄電量が増加する相関関係は、オリビン構造が有する二層協働反応により得られるため、他の遷移金属を用いた場合でも当然に得られる。 In the olivine-based lithium ion battery used in the experiments of FIGS. 2 to 4, Fe was used as the transition metal. However, as the resistance ratio increases, the correlation in which the storage amount of the olivine-based lithium ion battery increases is Since it is obtained by the two-layer cooperative reaction of the olivine structure, it is naturally obtained even when other transition metals are used.
図2を参照して、電池温度が25℃であるときのオリビン系リチウムイオン電池の場合、充電抵抗/放電抵抗が増加するのに従って、SOCが増加することがわかった。SOCを示す軸をX軸、充電抵抗/放電抵抗を示す軸をY軸としたときに、これらの関係は、
y=0.0046x+0.8254なる一次式により表わされる。
Referring to FIG. 2, in the case of an olivine-based lithium ion battery at a battery temperature of 25 ° C., it was found that the SOC increases as the charge resistance / discharge resistance increases. When the axis indicating the SOC is the X axis and the axis indicating the charge resistance / discharge resistance is the Y axis, these relationships are:
y = 0.0046x + 0.8254.
電池温度が25℃であるときの三元系リチウムイオン電池の場合、充電抵抗/放電抵抗が増加すると、急激にSOCが増大することがわかった。これらの関係は、
y=0.0006x+0.9719なる一次式により表わされる。
In the case of the ternary lithium ion battery when the battery temperature is 25 ° C., it has been found that the SOC rapidly increases as the charge resistance / discharge resistance increases. These relationships are
It is expressed by a linear expression of y = 0.006x + 0.9719.
図3を参照して、電池温度が10℃であるときのオリビン系リチウムイオン電池の場合、充電抵抗/放電抵抗が増加するのに従って、SOCが増加することがわかった。SOCを示す軸をX軸、充電抵抗/放電抵抗を示す軸をY軸としたときに、これらの関係は、
y=0.0089x+0.6316なる一次式により表わされる。
Referring to FIG. 3, it was found that in the case of an olivine-based lithium ion battery at a battery temperature of 10 ° C., the SOC increases as the charge resistance / discharge resistance increases. When the axis indicating the SOC is the X axis and the axis indicating the charge resistance / discharge resistance is the Y axis, these relationships are:
y = 0.0089x + 0.6316.
電池温度が10℃であるときの三元系リチウムイオン電池の場合、充電抵抗/放電抵抗が増加すると、急激にSOCが低下することがわかった。これらの関係は、
y=−0.0014x+1.0767なる一次式により表わされる。
In the case of the ternary lithium ion battery when the battery temperature is 10 ° C., it has been found that the SOC rapidly decreases as the charge resistance / discharge resistance increases. These relationships are
y = −0.0014x + 1.0767.
図4を参照して、電池温度が−10℃であるときのオリビン系リチウムイオン電池の場合、充電抵抗/放電抵抗が増加するのに従って、SOCが増加することがわかった。SOCを示す軸をX軸、充電抵抗/放電抵抗を示す軸をY軸としたときに、これらの関係は、
y=0.0051x+0.9048なる一次式により表わされる。
Referring to FIG. 4, it was found that in the case of an olivine-based lithium ion battery when the battery temperature is −10 ° C., the SOC increases as the charge resistance / discharge resistance increases. When the axis indicating the SOC is the X axis and the axis indicating the charge resistance / discharge resistance is the Y axis, these relationships are:
It is expressed by a linear expression of y = 0.0005x + 0.9048.
電池温度を−10℃に制御した三元系リチウムイオン電池の場合、充電抵抗/放電抵抗が増加すると、SOCが増加することがわかった。これらの関係は、
y=0.0034x+0.8348なる一次式により表わされる。
In the case of a ternary lithium ion battery in which the battery temperature was controlled at −10 ° C., it was found that the SOC increased as the charge resistance / discharge resistance increased. These relationships are
y = 0.0034x + 0.8348 is represented by a linear expression.
これらの測定結果から、オリビン系リチウムイオン電池の場合、電池温度に拘わらず充電抵抗/放電抵抗が増加するのに応じて、SOCが増加する傾向があることがわかった。三元系リチウムイオン電池の場合、充電抵抗/放電抵抗とSOCとの関係が、電池温度によって異なり、傾向が一定でないことがわかった。 From these measurement results, it was found that in the case of an olivine-based lithium ion battery, the SOC tends to increase as the charge resistance / discharge resistance increases regardless of the battery temperature. In the case of a ternary lithium ion battery, it was found that the relationship between the charge resistance / discharge resistance and the SOC differs depending on the battery temperature, and the tendency is not constant.
したがって、オリビン系リチウムイオン電池のSOCについては、充電抵抗/放電抵抗とSOCとの関係を示す一次式を電池温度に対応付けることにより、精度よく推定することができる。すなわち、前記一次式の演算を実行するプログラムを温度毎にメモリ108に記憶させておくことにより、オリビン系リチウムイオン電池のSOCを精度よく推定することができる。
Therefore, the SOC of the olivine-based lithium ion battery can be accurately estimated by associating the primary expression indicating the relationship between the charge resistance / discharge resistance and the SOC with the battery temperature. That is, the SOC of the olivine-based lithium ion battery can be accurately estimated by storing a program for executing the calculation of the linear equation in the
また、別の方法として、充電抵抗/放電抵抗とSOCとの関係を電池温度に対応付けたデータテーブルをメモリ108に記憶させておくことにより、オリビン系リチウムイオン電池のSOCを精度よく推定することができる。図5はデータテーブルの一例であり、充電抵抗/放電抵抗と、これに対応するSOCとを同じNoでグループ化している。このようなデータテーブルをバッテリ2の温度毎に有することにより、SOCを推定することができる。
As another method, the SOC of the olivine-based lithium ion battery is accurately estimated by storing in the memory 108 a data table in which the relationship between the charge resistance / discharge resistance and the SOC is associated with the battery temperature. Can do. FIG. 5 is an example of a data table, in which charge resistance / discharge resistance and corresponding SOC are grouped by the same No. By having such a data table for each temperature of the
次に、本実施形態に係るSOCの算出方法について、図6のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。図6のフローチャートはバッテリコントローラ106が実行する。ステップS101において、バッテリコントローラ106はバッテリ2の充電が開始されるとステップS102に進む。
Next, the SOC calculation method according to the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The
ステップS102において、バッテリコントローラ106は、各電圧検出センサ105により検出される各電池ブロック20A〜20Zの各ブロック電圧、電流検出センサ107により検出される電流値及び温度センサ109により検出される各単電池201A〜201Zの温度を順次メモリ108に記憶する。また、バッテリコントローラ106は、図示しない内部タイマーを作動させる。
In step S <b> 102, the
ステップS103において、バッテリコントローラ106はタイマーによるカウント時間が10秒に達したか否かを判別し、カウント時間が10秒に達した場合には、ステップS104に進む。ステップS104において、バッテリコントローラ106は、ブロック電圧、電流値及び温度をメモリ108に記憶するのを停止するとともに、前記内部タイマーを停止する。
In step S103, the
ステップS105において、バッテリコントローラ106はバッテリ2の放電が開始されたか否かを判別する。バッテリ2の放電が開始された場合には、ステップS106に進む。ステップS106において、バッテリコントローラ106は、各電圧検出センサ105により検出される各電池ブロック20A〜20Zの各ブロック電圧、電流検出センサ107により検出される電流値及び温度センサ109により検出される各単電池201A〜201Zの温度を順次メモリ108に記憶する。また、バッテリコントローラ106は、図示しない内部タイマーを作動させる。
In step S105, the
ステップS107において、バッテリコントローラ106はタイマーによるカウント時間が10秒に達したか否かを判別し、カウント時間が10秒に達した場合には、ステップS108に進む。ステップS108において、バッテリコントローラ106は、ブロック電圧、電流値及び温度をメモリ108に記憶するのを停止するとともに、前記内部タイマーを停止する。
In step S107, the
ステップS109において、バッテリコントローラ106は、メモリ108に蓄積された情報に基づき、各電池ブロック20A〜20Zの平均温度を算出する。具体的には、電池ブロック20Aに含まれる単電池201A〜201Eの平均温度を算出して、これを電池ブロック20Aの平均温度としてメモリ108に記憶する。他の電池ブロック20B〜20Zについても同様の方法により平均温度を算出して、メモリ108に記憶する。また、バッテリコントローラ106は、メモリ108に蓄積された情報に基づき、充電抵抗及び放電抵抗を算出し、さらに充電抵抗を放電抵抗で除した抵抗比率を算出する。
In step S109, the
ステップS110において、バッテリコントローラ106は、ステップS109おいて算出した平均温度に基づきメモリ108に記憶された当該平均温度に対応する相関情報を特定する。
In step S110, the
ステップS111において、バッテリコントローラ106は、ステップS109において算出した抵抗比率と特定した相関情報とに基づき、SOCを算出し、これをメモリ108に記憶する。上述の実施形態によれば、オリビン系リチウムイオン電池のSOCを精度よく推定することができる。
In step S111, the
(実施形態2)
上記実施形態1の推定方法に基づき算出されたオリビン系リチウムイオン電池のSOCは、電流積算法により算出されるSOCを補正するための補正情報として活用することができる。上記したように、電流積算法は、電流積算の回数が少ない場合にはSOCの推定精度が非常に高いというメリットがある一方で、電流積算の回数が多くなると誤差の積み上げにより推定精度が低くなるというデメリットがある。したがって、バッテリコントローラ106は、誤差を解消するために電流積算を一度リセットする必要がある。
(Embodiment 2)
The SOC of the olivine lithium ion battery calculated based on the estimation method of the first embodiment can be used as correction information for correcting the SOC calculated by the current integration method. As described above, the current integration method has a merit that the SOC estimation accuracy is very high when the number of current integrations is small. On the other hand, when the number of current integrations increases, the estimation accuracy decreases due to accumulation of errors. There is a demerit. Therefore, the
図7は、電流積算法により算出されるSOCを補正する補正方法を示したフローチャートである。このフローチャートを実行するプログラムは、メモリ108に記憶されている。バッテリコントローラ106は、このプログラムを電流積算法によるSOCの算出回数が所定回数に達したときに実行し、或いは所定周期で実行してもよい。
FIG. 7 is a flowchart showing a correction method for correcting the SOC calculated by the current integration method. A program for executing this flowchart is stored in the
ステップS201において、実施形態1の方法に基づき充電抵抗/放電抵抗からSOCを推定する。実施形態1の方法に基づき推定したSOCを第1のSOCと称する。ステップS202において、バッテリコントローラ106は電流積算法に基づきSOCを推定する。電流積算法に基づき推定したSOCを第2のSOCと称する。
In step S201, the SOC is estimated from the charge resistance / discharge resistance based on the method of the first embodiment. The SOC estimated based on the method of
ステップS203において、バッテリコントローラ106は、ステップS201で算出した第1のSOCとステップS202で算出した第2のSOCとの差分、つまりΔSOCを算出する。ステップS204において、バッテリコントローラ106は、ΔSOCと閾値とを比較して、ΔSOCが閾値以下であるか否かを判別する。当該閾値は、SOCの推定精度を維持する観点から実績データなどに基づき適宜設定すればよい。
In step S203, the
ステップS204においてΔSOCが閾値以上である場合には、ステップS205に進む。ここで、ΔSOCが閾値以上である場合には、電流積算法により算出されたSOCの誤差が大きいため、この誤差を解消するために電流積算法の基準値となるSOCを一度リセットする必要がある。ステップS205において、バッテリコントローラ106はバッテリ2が充電中であるか否かを判別する。ステップS205においてバッテリ2が充電中である場合には、ステップS206に進む。
If ΔSOC is greater than or equal to the threshold value in step S204, the process proceeds to step S205. Here, when ΔSOC is equal to or larger than the threshold value, an error in the SOC calculated by the current integration method is large. Therefore, in order to eliminate this error, it is necessary to reset the SOC that is the reference value of the current integration method once. . In step S205, the
ステップS206において、バッテリコントローラ106は充電を放電に切り替えてステップS207に進む。ステップS205において充電中でない場合、つまり放電中である場合には、ステップS207に進む。ここで、ステップS205、ステップS206においてバッテリ2を放電に設定する理由は、下記の通りである。
In step S206, the
図8を参照して、オリビン系リチウムイオン電池は、三元系リチウムイオン電池とは異なり開放端電圧とSOCとの相関関係を掴みにくいが、SOCの低い領域(具体的には、境界値として10%が考えられる)においては三元系リチウムイオン電池と同様にSOCが高くなる程開放端電圧が高くなるという相関関係がある。このため、オリビン系リチウムイオン電池を放電してSOCを一旦低くした状態で、開放端電圧を測定することにより、SOCを正確に推定することができる。この開放端電圧を測定することにより得られるSOCを、第3のSOCと称するものとする。そして、この第3のSOCを第1のSOCと置き換えて、電流積算法における基準値(初期値)として用いることにより、誤差を少なくすることができる。 Referring to FIG. 8, unlike the ternary lithium ion battery, the olivine-based lithium ion battery is difficult to grasp the correlation between the open-circuit voltage and the SOC, but the SOC is low (specifically, as the boundary value). 10%), the open circuit voltage increases as the SOC increases, as in the ternary lithium ion battery. For this reason, the SOC can be accurately estimated by measuring the open circuit voltage in a state where the olivine lithium ion battery is discharged and the SOC is once lowered. The SOC obtained by measuring the open-circuit voltage is referred to as a third SOC. By replacing the third SOC with the first SOC and using it as a reference value (initial value) in the current integration method, errors can be reduced.
ステップS207において、バッテリコントローラ106は、第1のSOCが10%以下に低下したか否かを判別する。第1のSOCが10%よりも高い場合には、ステップS206に戻り放電を継続する。第1のSOCが10%以下に低下した場合には、ステップS208に進む。ステップS208において、バッテリコントローラ106は、バッテリ2の開放端電圧を測定し、図8における開放端電圧とSOCとの相関関係から第3のSOCを算出する。ここで、SOCが10%以下であるときの開放端電圧とSOCとの相関関係を導出するプログラムはメモリ108に記憶されている。当該プログラムは、これらの相関関係を数式化した関数式からSOCを算出する算出プログラムであってもよい。当該プラグラムは、これらの相関関係を示すデータテーブルからSOCを算出する算出プログラムであってもよい。
In step S207, the
ステップS209において、バッテリコントローラ106は、メモリ108に記憶された第1のSOC、つまり、電流積算法の基準となるSOCを第3のSOCに書き換える。これにより、電流積算法による正確なSOCの推定を行うことができる。
In step S209, the
(変形例1)
上述の実施形態では、抵抗比率及びSOCの相関情報を個々の温度情報に対応付けて複数準備したが、本発明はこれに限られるものではなく、特定の温度に対応した一つの相関情報のみにしてもよい。この場合、特定の温度に対応した一つの相関情報をメモリ108に記憶させ、バッテリ2の温度が当該特定の温度に達したときにのみ実施形態1のSOC算出プログラム、或いは実施形態2のSOC補正プログラムを実行してもよい。例えば、図2に図示するバッテリ2の温度が25℃である場合の前記相関情報をメモリ108に記憶させ、温度センサ109により検出された温度が25℃に達した時に、実施形態1のSOC算出プログラム、或いは実施形態2のSOC補正プログラムを実行してもよい。この場合、メモリ108には、複数の前記相関情報を記憶させておく必要がなくなる。前記特定の温度とは、下記変形例2に記載するように特定の温度範囲であってもよい。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, a plurality of correlation information of resistance ratio and SOC are prepared in association with individual temperature information. However, the present invention is not limited to this, and only one correlation information corresponding to a specific temperature is used. May be. In this case, one correlation information corresponding to a specific temperature is stored in the
(変形例2)
上述の実施形態では、測定された温度に対応する抵抗比率及びSOCの相関情報をメモリ108に記憶させたが、本発明はこれに限られるものではなく、所定の温度範囲毎に前記相関情報をメモリ108に記憶させてもよい。例えば、15℃〜20℃については、前記相関情報を共有させてもよい。この場合、メモリ108に記憶される前記相関情報が少なくなり、低容量のメモリを用いることによるコスト削減を図ることができる。前記所定の温度は、5℃、或いは10℃であってもよい。
(Modification 2)
In the embodiment described above, the correlation information of the resistance ratio and the SOC corresponding to the measured temperature is stored in the
(変形例3)
上述の実施形態では、充電抵抗を算出するためのデータ収集を先に行った後、放電抵抗を算出するためのデータ収集を行ったが、本発明はこれに限られるものではなく、これらの算出順序を反対にしてもよい。算出順序を反対にした場合であっても、上記実施形態1及び2の効果を得ることができる。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, data collection for calculating the charge resistance is performed first, and then data collection for calculating the discharge resistance is performed. However, the present invention is not limited to this, and these calculations are performed. The order may be reversed. Even when the calculation order is reversed, the effects of the first and second embodiments can be obtained.
(変形例4)
上述の実施形態2において、ステップS201、ステップS202に順序を反対にしてもよい。すなわち、電流積算法により第2のSOCを算出した後に、抵抗比率及び相関情報から第1のSOCを算出してもよい。算出順序を反対にした場合であっても、上記実施形態1及び2の効果を得ることができる。
(Modification 4)
In the second embodiment described above, the order may be reversed to step S201 and step S202. That is, after calculating the second SOC by the current integration method, the first SOC may be calculated from the resistance ratio and the correlation information. Even when the calculation order is reversed, the effects of the first and second embodiments can be obtained.
(変形例5)
上述の実施形態では、充電抵抗を放電抵抗で除することにより抵抗比率を算出したが、本発明はこれに限られるものではなく、放電抵抗を充電抵抗で除することにより抵抗比率としてもよい。この場合、抵抗比率が増加するのに応じてオリビン系リチウムイオン電池のSOCは低下する。抵抗比率を実施形態の逆数にしても、上記実施形態1及び2の効果を得ることができる。
(Modification 5)
In the above-described embodiment, the resistance ratio is calculated by dividing the charging resistance by the discharge resistance. However, the present invention is not limited to this, and the resistance ratio may be obtained by dividing the discharging resistance by the charging resistance. In this case, the SOC of the olivine-based lithium ion battery decreases as the resistance ratio increases. Even if the resistance ratio is the reciprocal of the embodiment, the effects of the first and second embodiments can be obtained.
(変形例6)
上述の実施形態では、ブロック電圧から抵抗比率を算出したが、本発明はこれに限られるものではなく、個々の単電池201A〜201Zに電圧センサを設けて、各単電池201A〜201Zそれぞれについて抵抗比率を算出してもよい。
(Modification 6)
In the above-described embodiment, the resistance ratio is calculated from the block voltage. However, the present invention is not limited to this, and a voltage sensor is provided in each of the
2 バッテリ 20A〜20Z 電池ブロック 201A〜201Z 単電池
105 電圧センサ 106 バッテリコントローラ 107 電流センサ
108 メモリ 109 温度センサ
2
Claims (8)
前記リチウムイオン電池を充電したときの充電抵抗を算出する充電抵抗算出ステップと、
前記リチウムイオン電池を放電したときの放電抵抗を算出する放電抵抗算出ステップと、
前記充電抵抗算出ステップで算出された充電抵抗と前記放電抵抗算出ステップで算出された放電抵抗との抵抗比率を算出する抵抗比率算出ステップと、
前記充電抵抗を前記放電抵抗で除した抵抗比率が増加するのに応じて前記リチウムイオン電池の蓄電量が高くなる相関情報に基づき、前記抵抗比率算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定する蓄電量推定ステップと、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の蓄電量推定方法。 A method for estimating a storage amount of a lithium ion battery including a positive electrode body including an olivine structure represented by a general formula: LIMPO 4 (wherein M is a transition metal) as a positive electrode active material, and a negative electrode body,
A charging resistance calculating step of calculating a charging resistance when charging the lithium ion battery;
A discharge resistance calculating step for calculating a discharge resistance when the lithium ion battery is discharged;
A resistance ratio calculating step for calculating a resistance ratio between the charging resistance calculated in the charging resistance calculating step and the discharging resistance calculated in the discharging resistance calculating step;
Based on the correlation information in which the storage amount of the lithium-ion battery increases as the resistance ratio obtained by dividing the charging resistance by the discharge resistance increases, the storage amount from the resistance ratio calculated in the resistance ratio calculation step A method for estimating a storage amount of a lithium ion battery, comprising the step of estimating a storage amount.
前記リチウムイオン電池の温度に関する情報を取得する温度情報取得ステップと、
前記温度情報取得ステップで取得された温度情報に対応した前記相関情報を特定する相関情報特定ステップと、を有し、
前記蓄電量推定ステップは、前記相関情報特定ステップにおいて特定された前記相関情報に基づき、前記放電抵抗算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定することを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池の蓄電量推定方法。 The correlation information exists individually for each of the plurality of temperature information of the lithium ion battery,
A temperature information acquisition step of acquiring information about the temperature of the lithium ion battery;
A correlation information specifying step for specifying the correlation information corresponding to the temperature information acquired in the temperature information acquisition step,
The power storage amount estimation step estimates the power storage amount from the resistance ratio calculated in the discharge resistance calculation step based on the correlation information specified in the correlation information specification step. The method for estimating the amount of charge of the lithium ion battery described
前記リチウムイオン電池を充電したときの充電抵抗を算出する充電抵抗算出ステップと、
前記リチウムイオン電池を放電したときの放電抵抗を算出する放電抵抗算出ステップと、
前記充電抵抗算出ステップで算出された充電抵抗と前記放電抵抗算出ステップで算出された放電抵抗との抵抗比率を算出する抵抗比率算出ステップと、
前記充電抵抗を前記放電抵抗で除した抵抗比率が増加するのに応じて前記リチウムイオン電池の蓄電量が高くなる相関情報に基づき、前記抵抗比率算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定する蓄電量推定ステップと、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の蓄電量推定プログラム。 The computer executes a process for estimating the amount of charge of a lithium ion battery including a positive electrode body including an olivine structure represented by the general formula: LIMPO 4 (wherein M is a transition metal) and a negative electrode body in the positive electrode active material A storage amount estimation program for a lithium ion battery
A charging resistance calculating step of calculating a charging resistance when charging the lithium ion battery;
A discharge resistance calculating step for calculating a discharge resistance when the lithium ion battery is discharged;
A resistance ratio calculating step for calculating a resistance ratio between the charging resistance calculated in the charging resistance calculating step and the discharging resistance calculated in the discharging resistance calculating step;
Based on the correlation information in which the storage amount of the lithium-ion battery increases as the resistance ratio obtained by dividing the charging resistance by the discharge resistance increases, the storage amount from the resistance ratio calculated in the resistance ratio calculation step And a storage amount estimation step for estimating a storage amount of a lithium ion battery.
前記リチウムイオン電池の温度に関する情報を取得する温度情報取得ステップと、
前記温度情報取得ステップで取得された温度情報に対応した前記相関情報を特定する相関情報特定ステップと、を有し、
前記蓄電量推定ステップは、前記相関情報特定ステップにおいて特定された前記相関情報に基づき、前記放電抵抗算出ステップで算出された前記抵抗比率から前記蓄電量を推定することを特徴とする請求項3に記載のリチウムイオン電池の蓄電量推定プログラム。 The correlation information exists individually for each of the plurality of temperature information of the lithium ion battery,
A temperature information acquisition step of acquiring information about the temperature of the lithium ion battery;
A correlation information specifying step for specifying the correlation information corresponding to the temperature information acquired in the temperature information acquisition step,
The storage amount estimation step estimates the storage amount from the resistance ratio calculated in the discharge resistance calculation step based on the correlation information specified in the correlation information specification step. The storage amount estimation program of the lithium ion battery described.
前記リチウムイオン電池の充放電量を積算することにより前記リチウムイオン電池に蓄電される第2の蓄電量を推定する第2のステップと、
前記第1及び第2のステップで推定された第1及び第2の蓄電量の差分を算出する第3のステップと、
前記差分が閾値以上である場合には、放電により前記リチウムイオン電池の蓄電量を所定値以下まで減少させる第4のステップと、
前記リチウムイオン電池の蓄電量が前記所定値以下まで減少した状態で、前記リチウムイオン電池の開放端電圧を測定する第5のステップと、
前記開放端電圧から前記リチウムイオン電池の第3の蓄電量を算出する第6のステップと、
前記第2の蓄電量を前記第3の蓄電量に補正する第7のステップと、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の蓄電量補正方法。 A first step of estimating a first power storage amount stored in the lithium ion battery by the method according to claim 1;
A second step of estimating a second amount of electricity stored in the lithium ion battery by integrating the amount of charge and discharge of the lithium ion battery;
A third step of calculating a difference between the first and second power storage amounts estimated in the first and second steps;
If the difference is greater than or equal to a threshold, a fourth step of reducing the stored amount of the lithium ion battery to a predetermined value or less by discharging; and
A fifth step of measuring an open end voltage of the lithium ion battery in a state where the charged amount of the lithium ion battery is reduced to the predetermined value or less;
A sixth step of calculating a third charged amount of the lithium ion battery from the open-circuit voltage;
And a seventh step of correcting the second charged amount to the third charged amount. A method for correcting the charged amount of a lithium ion battery, comprising:
前記リチウムイオン電池の充放電量を積算することにより前記リチウムイオン電池に蓄電される第2の蓄電量を推定する第2のステップと、
前記第1及び第2のステップで推定された第1及び第2の蓄電量の差分を算出する第3のステップと、
前記差分が閾値以上である場合には、放電により前記リチウムイオン電池の蓄電量を所定値以下まで減少させる第4のステップと、
前記リチウムイオン電池の蓄電量が前記所定値以下まで減少した状態で、前記リチウムイオン電池の開放端電圧を測定する第5のステップと、
前記開放端電圧から前記リチウムイオン電池の第3の蓄電量を算出する第6のステップと、
前記第2の蓄電量を前記第3の蓄電量に補正する第7のステップと、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の蓄電量補正プログラム。 A first step of estimating a first power storage amount stored in the lithium ion battery by causing a computer to execute the program according to claim 3 or 4;
A second step of estimating a second amount of electricity stored in the lithium ion battery by integrating the amount of charge and discharge of the lithium ion battery;
A third step of calculating a difference between the first and second power storage amounts estimated in the first and second steps;
If the difference is greater than or equal to a threshold, a fourth step of reducing the stored amount of the lithium ion battery to a predetermined value or less by discharging; and
A fifth step of measuring an open end voltage of the lithium ion battery in a state where the charged amount of the lithium ion battery is reduced to the predetermined value or less;
A sixth step of calculating a third charged amount of the lithium ion battery from the open-circuit voltage;
And a seventh step of correcting the second storage amount to the third storage amount. A storage amount correction program for a lithium ion battery, comprising:
The storage capacity correction program for a lithium ion battery according to claim 7, wherein the predetermined value is 10%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010249036A JP5565276B2 (en) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | Method for correcting the amount of charge in a lithium ion battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010249036A JP5565276B2 (en) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | Method for correcting the amount of charge in a lithium ion battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012104239A true JP2012104239A (en) | 2012-05-31 |
JP5565276B2 JP5565276B2 (en) | 2014-08-06 |
Family
ID=46394427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010249036A Active JP5565276B2 (en) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | Method for correcting the amount of charge in a lithium ion battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5565276B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013142649A (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | Device for measuring state of charge |
JP2013230271A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Universal Entertainment Corp | Gaming machine |
JP2013230272A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Universal Entertainment Corp | Gaming machine |
JP2013230274A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Universal Entertainment Corp | Gaming machine and control method thereof |
JP2013251221A (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Nec Corp | Method for measurement of remaining capacity of lithium ion battery |
CN106646240A (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-10 | 宝山钢铁股份有限公司 | Method for estimating maximum discharge power of lithium battery |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10101401B2 (en) | 2015-03-05 | 2018-10-16 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device management apparatus, energy storage device management method, energy storage device module, energy storage device management program, and movable body |
KR20180037733A (en) | 2016-10-05 | 2018-04-13 | 삼성전자주식회사 | Method for controlling temperature of battery, and battery management apparatus and system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0843505A (en) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Nissan Motor Co Ltd | Device for measuring residual capacity of secondary battery |
JP2008087516A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle and drive control method of the same |
JP2009104983A (en) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | Lithium-ion secondary battery and power source for electric automobile using it |
JP2012026771A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Toshiba Corp | Secondary battery apparatus and vehicle |
-
2010
- 2010-11-05 JP JP2010249036A patent/JP5565276B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0843505A (en) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Nissan Motor Co Ltd | Device for measuring residual capacity of secondary battery |
JP2008087516A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle and drive control method of the same |
JP2009104983A (en) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | Lithium-ion secondary battery and power source for electric automobile using it |
JP2012026771A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Toshiba Corp | Secondary battery apparatus and vehicle |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013142649A (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | Device for measuring state of charge |
JP2013230271A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Universal Entertainment Corp | Gaming machine |
JP2013230272A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Universal Entertainment Corp | Gaming machine |
JP2013230274A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Universal Entertainment Corp | Gaming machine and control method thereof |
JP2013251221A (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Nec Corp | Method for measurement of remaining capacity of lithium ion battery |
CN106646240A (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-10 | 宝山钢铁股份有限公司 | Method for estimating maximum discharge power of lithium battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5565276B2 (en) | 2014-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107112605B (en) | Method for detecting lithium plating, method and apparatus for charging secondary battery, and secondary battery system using the same | |
JP5565276B2 (en) | Method for correcting the amount of charge in a lithium ion battery | |
KR101608611B1 (en) | Control device for secondary battery, and soc detection method | |
US9041405B2 (en) | Condition estimation device and method of generating open circuit voltage characteristic | |
KR101611116B1 (en) | Control device for secondary battery, charging control method, and soc detection method | |
CN108819731B (en) | Charge rate estimation method and vehicle-mounted battery system | |
US8965722B2 (en) | Apparatus for calculating residual capacity of secondary battery | |
JP5594371B2 (en) | Lithium-ion battery degradation rate estimation method and degradation rate estimation apparatus | |
US9506988B2 (en) | Condition estimation device and method of estimating condition | |
JP5738784B2 (en) | Power storage system | |
JP6176505B2 (en) | Battery system | |
JP6500789B2 (en) | Control system of secondary battery | |
US20170261560A1 (en) | State of charge estimation method and state of charge estimation apparatus | |
WO2012137456A1 (en) | Method for determining remaining lifetime | |
CN110320477B (en) | SOC (State of Charge) calculation method and device of power battery pack and electric automobile | |
JP2003243042A (en) | Detecting method and device for degree of deterioration of lithium battery as component of package battery | |
JP2020079764A (en) | Secondary-battery state determination method | |
US11469456B2 (en) | Diagnostic apparatus for secondary battery and SOC unevenness detection method | |
JP2018085278A (en) | Control system | |
JP5929711B2 (en) | Charging system and voltage drop calculation method | |
JP2011149726A (en) | Device for measuring state of charge | |
CN115911601A (en) | Battery cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130605 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140311 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140428 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140520 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140602 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5565276 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |