JP2013108937A - 電池状態推定装置 - Google Patents
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
【解決手段】 電池状態推定装置は、電圧検出部と、電流検出部と、温度検出部と、充電率推定部と、直流抵抗変化率設定部と、を備えている。直流抵抗変化率設定部は、推定許可条件が不成立である場合に、直流抵抗変化率の推定値に代えて、二次電池における充電率の利用範囲が想定範囲から逸脱することを防止するためのガード値を用いて、直流抵抗変化率を設定する。あるいは、直流抵抗変化率設定部は、推定許可条件が不成立である場合に、直流抵抗変化率の推定値に代えて、直流抵抗変化率学習値を用いて、直流抵抗変化率を設定する。
【選択図】 図6
Description
本発明の電池状態推定装置は、二次電池の状態(以下、「電池状態」と称する。)を推定するように構成されている。この電池状態推定装置(「二次電池の状態推定装置」とも称され得る。)は、電圧検出部と、電流検出部と、温度検出部と、充電率推定部と、直流抵抗変化率設定部と、を備えている。
「前記推定許可条件が不成立である場合に、前記推定値に代えて、前記二次電池における前記充電率の利用範囲が想定範囲から逸脱することを防止するためのガード値を用いて、前記直流抵抗変化率を設定する、直流抵抗変化率ガード値設定部」
を備えたことにある。
「前記推定値に基づく直流抵抗変化率学習値を、前記電池温度と前記充電率とに対応付けて保存する、直流抵抗変化率学習部と、
前記推定許可条件が不成立である場合に、前記推定値に代えて、前記直流抵抗変化率学習値を用いて、前記直流抵抗変化率を設定する、直流抵抗変化率学習値設定部と、」
を備えたことにある。
かかる構成を有する本発明の電池状態推定装置においては、所定の前記推定許可条件が成立している場合には、前記直流抵抗変化率推定部によって逐次算出された前記推定値を用いて、前記直流抵抗変化率が設定される。一方、前記推定許可条件が不成立である場合には、前記推定値に代えて、前記ガード値あるいは前記直流抵抗変化率学習値を用いて、前記直流抵抗変化率が設定される。これにより、前記推定許可条件が不成立である場合において、不用意に前記二次電池における前記充電率の利用範囲が前記想定範囲(例えば10〜90%:この範囲は、実験等によって劣化速度を見ながら予め決定することができる)から逸脱することが、可及的に抑制され得る。したがって、本発明によれば、前記二次電池の性能劣化が可及的に抑制され得る。
図1は、本発明の一実施形態が適用された電源システムSの概略構成を示すブロック図である。この電源システムSは、二次電池1と、負荷2と、バッテリ制御装置3と、メイン制御ユニット4と、を備えていて、二次電池1によって負荷2へ電源を供給するとともに、必要に応じて、当該負荷2の運転中に生じる電力により当該二次電池1を充電可能に構成されている。
再び図1を参照すると、バッテリ制御装置3は、バッテリ制御用電子制御ユニット30(以下、「バッテリECU30」と称する。)と、電圧センサ31と、電流センサ32と、温度センサ33と、を備えている。
図4は、図3に示されている電池パラメータ値設定部313の概略的な機能構成(但し直流抵抗Raの設定に関する部分のみ)を示すブロック図である。図4を参照すると、本実施形態における電池パラメータ値設定部313は、パラメータ特性マップ3131と、パラメータ変化率推定部3132と、ガード値マップ3133と、パラメータ変化率決定部3134と、を備えている。
上述の推定許可条件としては、典型的には、(1)電流条件、(2)リチウム濃度条件、の2つを挙げることができる。(1)の電流条件は、電池電流の絶対値が予め定めた所定範囲内であるときである。この所定電流範囲における下限値は、二次電池の緩和状態を除外するように設定することができる。また、上限値は、大電流充放電時を排除するように設定することができる。(2)のリチウム濃度条件は、活物質表面のリチウム濃度(図4におけるθ参照)と活物質内の平均リチウム濃度(図4におけるcsave参照)との差の絶対値が所定値以下であるとき、あるいは、かかる差の絶対値が所定値以下になってから所定時間が経過したときである。(1)の電流条件と、(2)のリチウム濃度条件と、のうちのいずれか一方あるいは双方が、上述の推定許可条件として用いられる。これらの条件が設定される理由は、以下の通りである。
図5は、図3に示されている電池状態推定装置300によって実行される、電池状態(具体的にはSOC)の推定動作の一具体例を示すフローチャートである。図中、「S」は「ステップ」の略称である(他のフローチャートにおいても同様である)。図5に示されているSOC推定ルーチン500は、バッテリECU30において所定の演算周期毎に実行される。
図6は、図4に示されている電池パラメータ値設定部313によって実行される、直流抵抗値の設定動作(上述のステップ540における動作)の一具体例を示すフローチャートである。
図7は、図4に示されている電池パラメータ値設定部313によって実行される、直流抵抗値の設定動作の他の具体例を示すフローチャートである。本具体例は、上述の推定許可条件が成立していない場合に、直流抵抗変化率grをガード値grgにいきなり設定するのではなく、直流抵抗変化率grをガード値grgに漸近させるものである。これにより、制御の安定性が向上する。
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
図10は、図1に示されているバッテリECU30内にて実現される、本発明の他の一実施形態(第二実施形態)に係る電池パラメータ値設定部313の概略的な機能構成を示すブロック図である。図10を参照すると、本実施形態における電池パラメータ値設定部313は、パラメータ特性マップ3131と、パラメータ変化率推定部3132と、パラメータ変化率決定部3134と、パラメータ変化率学習部3135と、を備えている。
2…負荷 21…MG1 22…MG2
23…インバータ 24…電力ライン 25…電力ライン
26…エンジン 27…動力伝達機構
3…バッテリ制御装置 30…バッテリ制御用電子制御ユニット
31…電圧センサ 32…電流センサ 33…温度センサ
300…電池状態推定装置 311…拡散推定部 312…開放電圧推定部
313…電池パラメータ値設定部 314…電流推定部 315…境界条件設定部
321…平均濃度算出部 322…SOC推定部
3131…パラメータ特性マップ 3132…パラメータ変化率推定部
3133…ガード値マップ 3134…パラメータ変化率決定部
3135…パラメータ変化率学習部
4…メイン制御ユニット 5…電源ライン
Claims (7)
- 二次電池の端子間に発生する電池電圧を検出するように設けられた、電圧検出部と、
前記二次電池の充放電中の電流を検出するように設けられた、電流検出部と、
前記二次電池の温度である電池温度を検出するように設けられた、温度検出部と、
検出された前記電池温度及び前記電池電圧と、前記二次電池の内部の電気化学反応に基づいて構築された計算モデルである電池モデルと、に基づいて、前記二次電池の充電率を推定するように設けられた、充電率推定部と、
前記電池モデルに用いられるパラメータであって前記二次電池の内部の直流抵抗を表す抵抗値パラメータを前記二次電池の稼働状況に応じて補正するための値であって、当該抵抗値パラメータの初期値からの変化率である直流抵抗変化率を、設定するように設けられた、直流抵抗変化率設定部と、
を備え、
前記直流抵抗変化率設定部は、
前記電池温度と前記充電率の推定の際に算出される特性値とに基づいて特定される前記初期値と、検出された前記電流と、に基づいて、前記直流抵抗変化率の推定値を逐次算出する、直流抵抗変化率推定部と、
所定の推定許可条件が成立している場合に、前記推定値を用いて前記直流抵抗変化率を設定する、直流抵抗変化率推定値設定部と、
前記推定許可条件が不成立である場合に、前記推定値に代えて、前記二次電池における前記充電率の利用範囲が想定範囲から逸脱することを防止するためのガード値を用いて、前記直流抵抗変化率を設定する、直流抵抗変化率ガード値設定部と、
を備えたことを特徴とする、電池状態推定装置。 - 請求項1に記載の、電池状態推定装置であって、
前記直流抵抗変化率ガード値設定部は、前記電池温度と前記充電率とに基づいて前記ガード値を設定することを特徴とする、電池状態推定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の、電池状態推定装置であって、
前記直流抵抗変化率ガード値設定部は、前記直流抵抗変化率を前記ガード値に漸近させることを特徴とする、電池状態推定装置。 - 請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項に記載の、電池状態推定装置であって、
前記直流抵抗変化率ガード値設定部は、前記推定許可条件が不成立である場合であって、且つ、前記充電率が所定範囲よりも高い又は低いときに、前記ガード値を用いて前記直流抵抗変化率を設定することを特徴とする、電池状態推定装置。 - 請求項4に記載の、電池状態推定装置であって、
前記直流抵抗変化率設定部は、
前記推定許可条件が不成立である場合であって、且つ、前記充電率が前記所定範囲内であるときに、前記直流抵抗変化率を、前記推定許可条件が前回成立した時点の値に保持する、抵抗変化率保持部
をさらに備えたことを特徴とする、電池状態推定装置。 - 二次電池の端子間に発生する電池電圧を検出するように設けられた、電圧検出部と、
前記二次電池の充放電中の電流を検出するように設けられた、電流検出部と、
前記二次電池の温度である電池温度を検出するように設けられた、温度検出部と、
検出された前記電池温度及び前記電池電圧と、前記二次電池の内部の電気化学反応に基づいて構築された計算モデルである電池モデルと、に基づいて、前記二次電池の充電率を推定するように設けられた、充電率推定部と、
前記電池モデルに用いられるパラメータであって前記二次電池の内部の直流抵抗を表す抵抗値パラメータを前記二次電池の稼働状況に応じて補正するための値であって、当該抵抗値パラメータの初期値からの変化率である直流抵抗変化率を、設定するように設けられた、直流抵抗変化率設定部と、
を備え、
前記直流抵抗変化率設定部は、
前記電池温度と前記充電率の推定の際に算出される特性値とに基づいて特定される前記初期値と、検出された前記電流と、に基づいて、前記直流抵抗変化率の推定値を逐次算出する、直流抵抗変化率推定部と、
前記推定値に基づく直流抵抗変化率学習値を、前記電池温度と前記充電率とに対応付けて保存する、直流抵抗変化率学習部と、
所定の推定許可条件が成立している場合に、前記推定値を用いて前記直流抵抗変化率を設定する、直流抵抗変化率推定値設定部と、
前記推定許可条件が不成立である場合に、前記推定値に代えて、前記直流抵抗変化率学習値を用いて、前記直流抵抗変化率を設定する、直流抵抗変化率学習値設定部と、
を備えたことを特徴とする、電池状態推定装置。 - 請求項6に記載の、電池状態推定装置であって、
前記直流抵抗変化率学習値設定部は、前記直流抵抗変化率を前記直流抵抗変化率学習値に漸近させることを特徴とする、電池状態推定装置。
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JP2011256151A JP2013108937A (ja) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | 電池状態推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2011256151A JP2013108937A (ja) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | 電池状態推定装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115648949A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-01-31 | 河北长征汽车制造有限公司 | 电池包dcir在线检测的方法及电动汽车 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030214303A1 (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-20 | Ying Ramona Y. | State of charge algorithm for lead-acid battery in a hybrid electric vehicle |
JP2008241246A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 二次電池の状態推定装置 |
JP2010060406A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の監視装置 |
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2011
- 2011-11-24 JP JP2011256151A patent/JP2013108937A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030214303A1 (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-20 | Ying Ramona Y. | State of charge algorithm for lead-acid battery in a hybrid electric vehicle |
JP2008241246A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 二次電池の状態推定装置 |
JP2010060406A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の監視装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115648949A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-01-31 | 河北长征汽车制造有限公司 | 电池包dcir在线检测的方法及电动汽车 |
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