JP2013171691A - Power storage system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate an electrode potential (a positive electrode potential or a negative electrode potential) of a power storage element.SOLUTION: A power storage system comprises: a power storage element (11) to carry out charging/discharging; a memory (30a); and a controller (30). The memory stores predetermined ratio information which indicates the ratio of a positive electrode potential or a negative electrode potential among voltages of the power storage element. The controller estimates at least one of the positive and negative electrode potentials of the power storage element. Further, the controller obtains a voltage of the power storage element and calculates at least one of the electrode potentials with the use of the voltage thus obtained and the ratio information.

Description

本発明は、蓄電素子の正極電位および負極電位を推定する蓄電システムに関する。   The present invention relates to a power storage system that estimates a positive electrode potential and a negative electrode potential of a power storage element.

二次電池の充放電制御では、二次電池の電圧を検出し、検出電圧が、上限電圧および下限電圧の間で変化するように、二次電池の充放電を制御している。   In charge / discharge control of the secondary battery, the voltage of the secondary battery is detected, and charge / discharge of the secondary battery is controlled so that the detected voltage changes between the upper limit voltage and the lower limit voltage.

特許第０４０１０２８８号Patent No. 0401288 特開２０１１−００３３１８号公報JP 2011-003318 A 特開２００９−３０２０３８号公報JP 2009-302038 A 特開２００６−３４５６３４号公報JP 2006-345634 A 特開２００６−３４０４４７号公報JP 2006-340447 A

二次電池の電圧は、正極電位（正極電位と負極電位の間にある基準電位に対し正極活物質の持つ電気的位置エネルギ）と、負極電位（前記基準電位に対し負極活物質の持つ電気的位置エネルギ）の差で構成される。しかし、正極電位および負極電位以外にも、電圧に影響を与える要因が存在するため、二次電池の電圧と、正極電位および負極電位とが、互いに対応していないことも起こりうる。   The voltage of the secondary battery includes a positive electrode potential (electrical potential energy of the positive electrode active material with respect to a reference potential between the positive electrode potential and the negative electrode potential) and a negative electrode potential (electricity of the negative electrode active material with respect to the reference potential). (Potential energy) difference. However, since there are factors that affect the voltage in addition to the positive electrode potential and the negative electrode potential, the voltage of the secondary battery may not correspond to the positive electrode potential and the negative electrode potential.

具体的には、二次電池の電圧が上限電圧又は下限電圧に到達していても、正極電位又は負極電位が閾値に到達していないことがある。一方、二次電池の電圧が上限電圧又は下限電圧に到達していなくても、正極電位又は負極電位が閾値に到達してしまうおそれもある。閾値は、二次電池（正極や負極）を保護する観点から、予め定められた値である。   Specifically, even if the voltage of the secondary battery reaches the upper limit voltage or the lower limit voltage, the positive electrode potential or the negative electrode potential may not reach the threshold value. On the other hand, even if the voltage of the secondary battery does not reach the upper limit voltage or the lower limit voltage, the positive electrode potential or the negative electrode potential may reach the threshold value. The threshold value is a predetermined value from the viewpoint of protecting the secondary battery (positive electrode or negative electrode).

本発明である蓄電システムは、充放電を行う蓄電素子と、メモリと、コントローラとを有する。メモリは、蓄電素子の電圧のうち、正極電位又は負極電位が占める割合を示す、予め求めた比率情報を記憶する。コントローラは、蓄電素子の正極電位および負極電位のうち、少なくとも一方の電極電位を推定する。ここで、コントローラは、蓄電素子の電圧を取得し、取得した電圧および比率情報を用いて、少なくとも一方の電極電位を算出する。   The power storage system according to the present invention includes a power storage element that charges and discharges, a memory, and a controller. The memory stores previously obtained ratio information indicating a ratio of the positive electrode potential or the negative electrode potential in the voltage of the power storage element. The controller estimates at least one electrode potential of the positive electrode potential and the negative electrode potential of the power storage element. Here, the controller acquires the voltage of the power storage element, and calculates at least one electrode potential using the acquired voltage and ratio information.

一方の電極電位は、取得した電圧および比率情報を用いて算出することができる。具体的には、取得した電圧に対して、一方の電極電位が占める割合を乗算することにより、取得した電圧に対応した電極電位を算出することができる。他方の電極電位は、取得した電圧から、算出した一方の電極電位を減算することによって算出することができる。   One electrode potential can be calculated using the acquired voltage and ratio information. Specifically, the electrode potential corresponding to the acquired voltage can be calculated by multiplying the acquired voltage by the ratio of one electrode potential. The other electrode potential can be calculated by subtracting the calculated one electrode potential from the acquired voltage.

比率情報によって特定される、正極電位および負極電位の比率は、蓄電素子を放電又は充電したときの正極電位の変化量および負極電位の変化量の比率とすることができる。予め正極電位および負極電位の変化量を測定しておけば、比率情報をメモリに記憶しておくことができる。   The ratio between the positive electrode potential and the negative electrode potential specified by the ratio information can be the ratio between the change amount of the positive electrode potential and the change amount of the negative electrode potential when the storage element is discharged or charged. If the amount of change in the positive electrode potential and the negative electrode potential is measured in advance, the ratio information can be stored in the memory.

蓄電素子の温度状態、充電状態および劣化状態のうち、少なくとも１つの素子状態に関して、素子状態の変化に対応する補正係数をメモリに記憶することができる。素子状態が変化するとき、素子状態の値に対応した補正係数を予め設定しておくことができる。温度状態は、温度センサを用いて取得することができる。充電状態は、満充電容量に対する現在の容量の割合を示す。劣化状態は、抵抗変化率や容量変化率で表すことができる。   A correction coefficient corresponding to a change in the element state can be stored in the memory with respect to at least one element state among the temperature state, the charging state, and the deterioration state of the power storage element. When the element state changes, a correction coefficient corresponding to the element state value can be set in advance. The temperature state can be acquired using a temperature sensor. The state of charge indicates the ratio of the current capacity to the full charge capacity. The deterioration state can be expressed by a resistance change rate or a capacity change rate.

コントローラは、算出した電極電位に、現在の素子状態に対応した補正係数を乗算することにより、電極電位を補正することができる。これにより、素子状態に対応した電極電位を推定することができる。   The controller can correct the electrode potential by multiplying the calculated electrode potential by a correction coefficient corresponding to the current element state. Thereby, the electrode potential corresponding to the element state can be estimated.

電極電位を推定すれば、電極電位に基づいて、蓄電素子の充放電を制御することができる。具体的には、電極電位が所定範囲内で変化するように、蓄電素子の充放電を制御することができる。電極電位は、蓄電素子の性能（入出力特性）に関与するため、電極電位を監視しながら、蓄電素子の充放電を制御することにより、蓄電素子の性能を最大限に引き出すことができる。   If the electrode potential is estimated, charge / discharge of the power storage element can be controlled based on the electrode potential. Specifically, charge / discharge of the power storage element can be controlled such that the electrode potential changes within a predetermined range. Since the electrode potential is related to the performance (input / output characteristics) of the power storage element, the performance of the power storage element can be maximized by controlling charging / discharging of the power storage element while monitoring the electrode potential.

具体的には、電極電位が上限値に到達することに応じて、又は、電極電位が上限値に到達することを予測することに応じて、蓄電素子の充電を制限することができる。また、電極電位が下限値に到達することに応じて、又は、電極電位が下限値に到達することを予測することに応じて、蓄電素子の放電を制限することができる。充放電を制限する場合には、充放電を抑制する場合や、充放電を禁止する場合が含まれる。   Specifically, charging of the power storage element can be limited according to the electrode potential reaching the upper limit value or according to the prediction that the electrode potential reaches the upper limit value. Moreover, discharge of an electrical storage element can be restrict | limited according to predicting that electrode potential will reach | attain a lower limit value according to electrode potential reaching | attaining a lower limit value. When limiting charging / discharging, the case where charging / discharging is suppressed or the case where charging / discharging is prohibited are included.

複数の蓄電素子を直列に接続して蓄電装置を構成することができる。そして、電圧センサを用いて、蓄電装置の電圧を検出することができる。この場合には、電圧センサで検出された電圧を蓄電素子の数で除算することにより、各蓄電素子の電圧を算出することができる。そして、算出された蓄電素子の電圧に基づいて、電極電位の推定を行うことができる。   A power storage device can be configured by connecting a plurality of power storage elements in series. Then, the voltage of the power storage device can be detected using the voltage sensor. In this case, the voltage of each power storage element can be calculated by dividing the voltage detected by the voltage sensor by the number of power storage elements. The electrode potential can be estimated based on the calculated voltage of the storage element.

蓄電素子を用いることにより、車両を走行させるためのエネルギを得ることができる。ここで、車両の制動時に発生する運動エネルギは、回生電力として、蓄電素子に蓄えることができる。   By using the power storage element, energy for running the vehicle can be obtained. Here, the kinetic energy generated during braking of the vehicle can be stored in the power storage element as regenerative power.

本発明によれば、蓄電素子の電圧から、正極電位や負極電位を推定することができる。これにより、電極（正極や負極）の状態を監視することができ、電極の状態に応じた充放電を行うことができる。   According to the present invention, the positive electrode potential and the negative electrode potential can be estimated from the voltage of the power storage element. Thereby, the state of an electrode (a positive electrode or a negative electrode) can be monitored, and charging / discharging according to the state of the electrode can be performed.

実施例１である電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery system which is Example 1. FIG. 実施例１において、正極電位および負極電位を推定する処理を示すフローチャートである。In Example 1, it is a flowchart which shows the process which estimates a positive electrode potential and a negative electrode potential. 温度および補正係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between temperature and a correction coefficient. ＳＯＣおよび補正係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between SOC and a correction coefficient. 劣化度および補正係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a deterioration degree and a correction coefficient. 実施例１において、電極電位に基づいて、組電池の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。In Example 1, it is a flowchart which shows the process which controls charging / discharging of an assembled battery based on an electrode potential.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）について、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載することができる。   A battery system (corresponding to a power storage system) that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery system. The battery system of the present embodiment can be mounted on a vehicle.

本実施例の電池システムは、組電池（蓄電装置に相当する）１０を有する。組電池１０は、直列に接続された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。   The battery system of this embodiment includes an assembled battery (corresponding to a power storage device) 10. The assembled battery 10 includes a plurality of single cells (corresponding to power storage elements) 11 connected in series. As the cell 11, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor (capacitor) can be used instead of the secondary battery.

単電池１１は、発電要素を電池ケースに収容したものである。発電要素は、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとで構成することができる。セパレータは、電解液を含んでいる。ここで、セパレータの代わりに、固体電解質を用いることもできる。   The unit cell 11 has a power generation element housed in a battery case. The power generation element is an element that performs charging and discharging, and can be composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The separator contains an electrolytic solution. Here, a solid electrolyte may be used instead of the separator.

単電池１１の数は、要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、複数の単電池１１が直列に接続されているが、並列に接続された複数の単電池１１が、組電池１０に含まれていてもよい。   The number of the cells 11 can be set as appropriate based on the required output. In the present embodiment, the plurality of single cells 11 are connected in series, but the plurality of single cells 11 connected in parallel may be included in the assembled battery 10.

電圧センサ２１は、組電池１０の端子間電圧（総電圧）を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。電流センサ２２は、組電池１０に流れる充放電電流を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。電流センサ２２によって検出される値としては、充電電流を正の値とし、放電電流を負の値とすることができる。   The voltage sensor 21 detects the inter-terminal voltage (total voltage) of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 30. The current sensor 22 detects the charge / discharge current flowing through the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 30. As a value detected by the current sensor 22, the charging current can be a positive value and the discharging current can be a negative value.

温度センサ２３は、組電池１０の温度を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。温度センサ２３の数は、適宜設定することができる。複数の温度センサ２３を用いるときには、互いに異なる位置に温度センサ２３を配置することができる。   The temperature sensor 23 detects the temperature of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 30. The number of temperature sensors 23 can be set as appropriate. When a plurality of temperature sensors 23 are used, the temperature sensors 23 can be arranged at different positions.

コントローラ３０は、メモリ３０ａを有しており、メモリ３０ａは、コントローラ３０が所定処理を行うための各種の情報を格納している。本実施例では、メモリ３０ａが、コントローラ３０に内蔵されているが、コントローラ３０の外部にメモリ３０ａを設けることもできる。   The controller 30 has a memory 30a, and the memory 30a stores various information for the controller 30 to perform predetermined processing. In the present embodiment, the memory 30 a is built in the controller 30, but the memory 30 a may be provided outside the controller 30.

組電池１０の正極端子には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池１０の負極端子には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。   A system main relay SMR-B is connected to the positive terminal of the assembled battery 10. System main relay SMR-B is switched between on and off by receiving a control signal from controller 30. A system main relay SMR-G is connected to the negative terminal of the assembled battery 10. System main relay SMR-G is switched between on and off by receiving a control signal from controller 30.

システムメインリレーＳＭＲ−Ｇに対しては、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび制限抵抗２４が並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。制限抵抗２４は、組電池１０をインバータ３１と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。   A system main relay SMR-P and a limiting resistor 24 are connected in parallel to the system main relay SMR-G. System main relay SMR-P is switched between on and off by receiving a control signal from controller 30. The limiting resistor 24 is used to suppress the inrush current from flowing when the assembled battery 10 is connected to the inverter 31.

組電池１０をインバータ３１と接続するときには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、制限抵抗２４に電流が流れることになる。   When connecting the assembled battery 10 to the inverter 31, the system main relay SMR-B is switched from OFF to ON, and the system main relay SMR-P is switched from OFF to ON. As a result, a current flows through the limiting resistor 24.

次に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ３１の接続が完了する。一方、組電池１０およびインバータ３１の接続を遮断するときには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替えればよい。   Next, after the system main relay SMR-G is switched from OFF to ON, the system main relay SMR-P is switched from ON to OFF. Thereby, the connection of the assembled battery 10 and the inverter 31 is completed. On the other hand, when the connection between the assembled battery 10 and the inverter 31 is cut off, the system main relays SMR-B and SMR-G may be switched from on to off.

インバータ３１は、組電池１０からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ３２に出力する。モータ・ジェネレータ３２としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ３２は、インバータ３１からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ３２によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。   The inverter 31 converts the DC power from the assembled battery 10 into AC power, and outputs the AC power to the motor / generator 32. As the motor generator 32, for example, a three-phase AC motor can be used. The motor / generator 32 receives AC power from the inverter 31 and generates kinetic energy for driving the vehicle. The kinetic energy generated by the motor generator 32 is transmitted to the wheels.

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ３１は、モータ・ジェネレータ３２が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。   When the vehicle is decelerated or stopped, the motor / generator 32 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power). The inverter 31 converts the AC power generated by the motor / generator 32 into DC power and outputs the DC power to the assembled battery 10. Thereby, the assembled battery 10 can store regenerative electric power.

本実施例では、組電池１０をインバータ３１に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０を昇圧回路に接続し、昇圧回路をインバータ３１に接続することができる。昇圧回路を用いることにより、組電池１０の出力電圧を昇圧することができる。また、昇圧回路は、インバータ３１から組電池１０への出力電圧を降圧することができる。   In the present embodiment, the assembled battery 10 is connected to the inverter 31, but this is not a limitation. Specifically, the assembled battery 10 can be connected to the booster circuit, and the booster circuit can be connected to the inverter 31. By using the booster circuit, the output voltage of the assembled battery 10 can be boosted. Further, the booster circuit can step down the output voltage from the inverter 31 to the assembled battery 10.

本実施例の電池システムは、単電池１１の電極電位（正極電位や負極電位）を推定し、推定された電極電位に基づいて、組電池１０の入出力を制御することができる。まず、単電池１１の電極電位を推定する処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。   The battery system of the present embodiment can estimate the electrode potential (positive electrode potential or negative electrode potential) of the unit cell 11 and control the input / output of the assembled battery 10 based on the estimated electrode potential. First, the process for estimating the electrode potential of the unit cell 11 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 2 is executed by the controller 30.

ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、電圧センサ２１の出力から、組電池１０の電圧を取得する。ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、単電池１１の電圧を算出する。単電池１１の電圧は、下記式（１）に基づいて算出することができる。   In step S <b> 101, the controller 30 acquires the voltage of the assembled battery 10 from the output of the voltage sensor 21. In step S <b> 102, the controller 30 calculates the voltage of the single battery 11. The voltage of the cell 11 can be calculated based on the following formula (1).

Ｖcell＝Ｖbat／Ｎ ・・・（１）
式（１）において、Ｖcellは、単電池１１の電圧である。Ｖbatは、組電池１０の電圧であり、ステップＳ１０１で取得された電圧である。Ｎは、組電池１０を構成する単電池１１の数であり、言い換えれば、直列に接続された単電池１１の数である。 Vcell = Vbat / N (1)
In the formula (1), Vcell is the voltage of the unit cell 11. Vbat is the voltage of the assembled battery 10 and is the voltage acquired in step S101. N is the number of unit cells 11 constituting the assembled battery 10, in other words, the number of unit cells 11 connected in series.

組電池１０では、すべての単電池１１が直列に接続されているため、組電池１０の電圧Ｖbatを単電池１１の数Ｎで割れば、単電池１１の電圧Ｖcellが分かる。並列に接続された単電池１１が組電池１０に含まれていても、直列に接続された単電池１１の数に基づいて、単電池１１の電圧Ｖcellを算出することができる。本実施例では、組電池１０の電圧Ｖbatから、単電池１１の電圧Ｖcellを算出しているが、これに限るものではない。   In the assembled battery 10, since all the unit cells 11 are connected in series, the voltage Vcell of the unit cell 11 can be obtained by dividing the voltage Vbat of the assembled battery 10 by the number N of the unit cells 11. Even if the battery cells 11 connected in parallel are included in the assembled battery 10, the voltage Vcell of the battery cells 11 can be calculated based on the number of the battery cells 11 connected in series. In the present embodiment, the voltage Vcell of the unit cell 11 is calculated from the voltage Vbat of the assembled battery 10, but the present invention is not limited to this.

具体的には、各単電池１１に対して電圧センサを設ければ、各単電池１１の電圧を検出することができる。また、組電池１０を構成する、すべての単電池１１を複数のブロックに分け、各ブロックの電圧（ブロック電圧という）を検出することもできる。各ブロックは、２つ以上の単電池１１を含んでいる。ブロック電圧を検出したときには、ブロック電圧を、各ブロックを構成する単電池１１の数で割れば、各単電池１１の電圧Ｖcellを算出することができる。なお、本実施例のように、組電池１０に対して１つの電圧センサ２１を設けることにより、電圧センサ２１の数を減らすことができる。   Specifically, if a voltage sensor is provided for each unit cell 11, the voltage of each unit cell 11 can be detected. Moreover, all the single cells 11 constituting the assembled battery 10 can be divided into a plurality of blocks, and the voltage of each block (referred to as a block voltage) can be detected. Each block includes two or more single cells 11. When the block voltage is detected, the voltage Vcell of each unit cell 11 can be calculated by dividing the block voltage by the number of unit cells 11 constituting each block. Note that the number of voltage sensors 21 can be reduced by providing one voltage sensor 21 for the battery pack 10 as in the present embodiment.

また、いくつかの単電池１１の電圧のみを検出し、他の単電池１１の電圧を推定してもよい。例えば、直列に接続した単電池１１のうちの１つの電圧を検出し、その他の単電池１１の電圧は、検出した単電池１１の電圧と同じ値であると推定してもよい。   Alternatively, only the voltages of some unit cells 11 may be detected, and the voltages of other unit cells 11 may be estimated. For example, the voltage of one of the cells 11 connected in series may be detected, and the voltage of the other cells 11 may be estimated to be the same value as the detected voltage of the cells 11.

コントローラ３０は、ステップＳ１０３において、単電池１１の負極電位を算出し、ステップＳ１０４において、単電池１１の正極電位を算出する。負極電位および正極電位を算出する方法について説明する。   The controller 30 calculates the negative electrode potential of the single battery 11 in step S103, and calculates the positive electrode potential of the single battery 11 in step S104. A method for calculating the negative electrode potential and the positive electrode potential will be described.

単電池１１の電圧は、負極電位および正極電位によって構成される。負極電位および正極電位の比率を予め特定しておけば、単電池１１の電圧から、負極電位や正極電位を算出することができる。ここでいう比率とは、単電池１１の電圧のうち、負極電位および正極電位のそれぞれが占める割合である。   The voltage of the unit cell 11 is constituted by a negative electrode potential and a positive electrode potential. If the ratio between the negative electrode potential and the positive electrode potential is specified in advance, the negative electrode potential and the positive electrode potential can be calculated from the voltage of the unit cell 11. The ratio here is the ratio of the negative electrode potential and the positive electrode potential in the voltage of the unit cell 11.

負極電位および正極電位の比率は、以下に説明する方法によって求めることができる。   The ratio between the negative electrode potential and the positive electrode potential can be determined by the method described below.

単電池１１を、開始電圧から終了電圧まで放電する。開始電圧および終了電圧の具体的な値は、適宜設定することができる。単電池１１を放電している間、単電池１１の負極電位および正極電位を測定する。単電池１１の内部に、基準となる参照電極を配置しておけば、負極電位および正極電位を測定することができる。   The cell 11 is discharged from the start voltage to the end voltage. Specific values of the start voltage and the end voltage can be set as appropriate. While the unit cell 11 is being discharged, the negative electrode potential and the positive electrode potential of the unit cell 11 are measured. If a reference electrode serving as a reference is arranged inside the unit cell 11, the negative electrode potential and the positive electrode potential can be measured.

そして、単電池１１の放電を完了したときに、負極電位の変化量ΔＶ(-)と正極電位の変化量ΔＶ(+)を算出する。本実施例では、負極電位および正極電位の比率を、電極電位の変化量ΔＶ(-)，ΔＶ(+)の比率としている。負極電位および正極電位の比率に関する情報は、予めメモリ３０ａに格納することができる。上述した説明では、単電池１１を放電したときの負極電位の変化量ΔＶ(-)および正極電位の変化量Ｖ(+)を算出しているが、単電池１１を充電したときの負極電位の変化量ΔＶ(-)および正極電位の変化量Ｖ(+)を算出することもできる。   Then, when the discharge of the unit cell 11 is completed, a negative electrode potential change amount ΔV (−) and a positive electrode potential change amount ΔV (+) are calculated. In this embodiment, the ratio between the negative electrode potential and the positive electrode potential is the ratio between the changes in electrode potential ΔV (−) and ΔV (+). Information regarding the ratio between the negative electrode potential and the positive electrode potential can be stored in the memory 30a in advance. In the above description, the negative electrode potential change ΔV (−) and the positive electrode potential change V (+) when the unit cell 11 is discharged are calculated. However, the negative electrode potential when the unit cell 11 is charged is calculated. It is also possible to calculate the change amount ΔV (−) and the change amount V (+) of the positive electrode potential.

本実施例では、単電池１１の電圧が、負極電位および正極電位によって構成されているとしたが、これに限るものではない。具体的には、単電池１１の電圧には、負極電位および正極電位だけでなく、電池部品の抵抗分や電解液の抵抗分を考慮することができる。   In the present embodiment, the voltage of the unit cell 11 is constituted by the negative electrode potential and the positive electrode potential, but is not limited thereto. Specifically, the voltage of the unit cell 11 can take into account not only the negative electrode potential and the positive electrode potential but also the resistance of the battery component and the resistance of the electrolyte.

電池部品は、単電池１１を構成する部品であり、具体的には、上述した発電要素を構成する部品などがある。電池部品の抵抗分は、予め測定しておくことができるため、単電池１１の電圧のうち、電池部品の抵抗分が占める割合を特定することができる。   The battery component is a component that constitutes the unit cell 11, and specifically includes a component that constitutes the power generation element described above. Since the resistance component of the battery component can be measured in advance, the ratio of the resistance component of the battery component in the voltage of the unit cell 11 can be specified.

また、単電池１１を放電している間、電解液の抵抗による電位変化量ΔＶeを測定すれば、この電位変化量ΔＶeを、単電池１１の電圧のうち、電解液抵抗分が占める割合とすることができる。   Further, if the potential change amount ΔVe due to the resistance of the electrolytic solution is measured while the unit cell 11 is being discharged, the potential change amount ΔVe is defined as a ratio of the voltage of the unit cell 11 to the electrolytic solution resistance. be able to.

正極電位および負極電位の測定は、単電池１０が所定環境にあるときに開始される。所定環境では、単電池１１の温度、充電状態（ＳＯＣ；State of Charge）および劣化状態のそれぞれが所定状態にある。ＳＯＣとは、満充電容量に対する現在の容量の割合を示す。ここで、単電池１１が満充電状態にあるときには、ＳＯＣが１００％となり、満充電状態の単電池１１を放電するにつれて、ＳＯＣが低下する。   The measurement of the positive electrode potential and the negative electrode potential is started when the unit cell 10 is in a predetermined environment. In the predetermined environment, each of the temperature, the state of charge (SOC), and the deterioration state of the unit cell 11 is in the predetermined state. The SOC indicates the ratio of the current capacity to the full charge capacity. Here, when the unit cell 11 is in the fully charged state, the SOC becomes 100%, and the SOC decreases as the unit cell 11 in the fully charged state is discharged.

劣化状態とは、摩耗などによる単電池１１の劣化を示す。劣化状態を表す指標としては、例えば、抵抗変化率や容量変化率を用いることができる。抵抗変化率は、例えば、下記式（２）に基づいて算出することができる。   The deterioration state indicates deterioration of the unit cell 11 due to wear or the like. For example, a resistance change rate or a capacity change rate can be used as an index representing the deterioration state. The resistance change rate can be calculated based on, for example, the following formula (2).

ΔＲ＝｜Ｒini−Ｒn｜／Ｒini ・・・（２）
式（２）において、ΔＲは、抵抗変化率を示す。Ｒiniは、初期状態（製造直後）における単電池１１の内部抵抗を示し、Ｒnは、現在における単電池１１の内部抵抗を示す。単電池１１の内部抵抗は、単電池１１の電流および電圧を測定することによって、算出することができる。単電池１１の劣化が進行すると、単電池１１の内部抵抗が上昇するため、抵抗変化率ΔＲは、単電池１１の劣化に応じて増加する。 ΔR = | Rini−Rn | / Rini (2)
In Expression (2), ΔR represents a resistance change rate. Rini indicates the internal resistance of the unit cell 11 in the initial state (immediately after manufacture), and Rn indicates the internal resistance of the unit cell 11 at the present time. The internal resistance of the unit cell 11 can be calculated by measuring the current and voltage of the unit cell 11. As the deterioration of the unit cell 11 proceeds, the internal resistance of the unit cell 11 increases, so the resistance change rate ΔR increases according to the deterioration of the unit cell 11.

劣化状態を表す指標として、容量変化率を用いるときには、例えば、下記式（３）に基づいて、劣化状態を特定することができる。   When the capacity change rate is used as an index representing the deterioration state, for example, the deterioration state can be specified based on the following equation (3).

ΔＣ＝｜Ｃini−Ｃn｜／Ｃini ・・・（３）
式（３）において、Ｃiniは、初期状態（製造直後）における単電池１１の容量を示し、Ｃnは、現在における単電池１１の容量を示す。単電池１１が劣化すると、容量が低下し始めるため、容量変化率ΔＣは、単電池１１の劣化に応じて増加する。 ΔC = | Cini−Cn | / Cini (3)
In the formula (3), Cini indicates the capacity of the single battery 11 in the initial state (immediately after manufacture), and Cn indicates the current capacity of the single battery 11. When the unit cell 11 deteriorates, the capacity starts to decrease, so the capacity change rate ΔC increases according to the deterioration of the unit cell 11.

コントローラ３０は、下記式（４）に基づいて、負極電位を算出し、下記式（５）に基づいて、正極電位を算出する。   The controller 30 calculates the negative electrode potential based on the following formula (4), and calculates the positive electrode potential based on the following formula (5).

Ｖ(-)ref＝Ｖcell×ｒ(-)／（ｒ(+)＋ｒ(-)） ・・・（４）
Ｖ(+)ref＝Ｖcell×ｒ(+)／（ｒ(+)＋ｒ(-)） ・・・（５） V (−) ref = Vcell × r (−) / (r (+) + r (−)) (4)
V (+) ref = Vcell × r (+) / (r (+) + r (−)) (5)

式（４）において、Ｖ(-)refは、負極電位を示し、負の値である。式（５）において、Ｖ(+)refは、正極電位を示し、正の値である。また、式（４），（５）において、Ｖcellは、単電池１１の電圧を示し、ステップＳ１０２で算出された値である。また、ｒ(-)，ｒ(+)は、正極電位および負極電位の比における、それぞれの値を示し、メモリ３０ａから取得される。   In the formula (4), V (−) ref indicates a negative electrode potential and is a negative value. In Formula (5), V (+) ref indicates a positive electrode potential and is a positive value. Further, in the expressions (4) and (5), Vcell represents the voltage of the unit cell 11 and is the value calculated in step S102. Further, r (−) and r (+) indicate respective values in the ratio between the positive electrode potential and the negative electrode potential, and are acquired from the memory 30a.

ｒ(-)，ｒ(+)は、下記式（６）で示す関係を有する。   r (−) and r (+) have a relationship represented by the following formula (6).

ｒ(-)：ｒ(+)＝ΔＶ(-)：ΔＶ(+) ・・・（６）
式（６）において、ΔＶ(-)，ΔＶ(+)は、単電池１１を放電（又は充電）したときの負極電位および正極電位の変化量である。 r (−): r (+) = ΔV (−): ΔV (+) (6)
In Expression (6), ΔV (−) and ΔV (+) are the amounts of change in the negative electrode potential and the positive electrode potential when the unit cell 11 is discharged (or charged).

上記式（４），（５）では、電池部品の抵抗分や電解液の抵抗分を考慮していないが、電池部品の抵抗分や電解液の抵抗分が分かる場合には、式（４），（５）の代わりに、下記式（７），（８）を用いればよい。   In the above formulas (4) and (5), the resistance component of the battery component and the resistance component of the electrolytic solution are not taken into consideration, but when the resistance component of the battery component and the resistance component of the electrolytic solution are known, the formula (4) , (5) may be replaced with the following equations (7), (8).

Ｖ(-)ref＝Ｖcell×ｒ(-)／（ｒ(+)＋ｒ(-)＋ｒcell＋ｒe） ・・・（７）
Ｖ(+)ref＝Ｖcell×ｒ(+)／（ｒ(+)＋ｒ(-)＋ｒcell＋ｒe） ・・・（８）
式（７），（８）において、ｒcellは、電池部品の抵抗分の比を示し、ｒeは電解液の抵抗分の比を示す。 V (−) ref = Vcell × r (−) / (r (+) + r (−) + rcell + re) (7)
V (+) ref = Vcell × r (+) / (r (+) + r (−) + rcell + re) (8)
In equations (7) and (8), rcell represents the ratio of the resistance of the battery component, and re represents the ratio of the resistance of the electrolytic solution.

ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、式（４）に基づいて、負極電位を算出する。ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、式（５）に基づいて、正極電位を算出する。   In step S103, the controller 30 calculates the negative electrode potential based on the equation (4). In step S104, the controller 30 calculates the positive electrode potential based on Expression (5).

ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、単電池１１の温度に応じて、負極電位を補正する。単電池１１の温度としては、温度センサ２３の検出結果を用いることができる。コントローラ３０は、下記式（９）に基づいて、負極電位を補正する。   In step S105, the controller 30 corrects the negative electrode potential according to the temperature of the single battery 11. As the temperature of the cell 11, the detection result of the temperature sensor 23 can be used. The controller 30 corrects the negative electrode potential based on the following formula (9).

Ｖ(-)c1＝Ｖ(-)ref×Ｋ（Ｔ） ・・・（９）
式（９）において、Ｋ（Ｔ）は、温度に応じた補正係数を示す。Ｖ(-)c1は、補正後における負極電位を示し、Ｖ(-)refは、ステップＳ１０３で算出された正極電位を示す。 V (−) c1 = V (−) ref × K (T) (9)
In Expression (9), K (T) represents a correction coefficient corresponding to the temperature. V (−) c1 represents the negative electrode potential after correction, and V (−) ref represents the positive electrode potential calculated in step S103.

メモリ３０ａには、図３に示すマップが格納されている。図３に示すマップは、温度および補正係数Ｋ（Ｔ）の対応関係を示す。図３に示すマップは、予め実験を行うことにより、作成しておくことができる。ＳＯＣおよび劣化状態を一定とし、温度だけを変化させて、負極電位の変化を測定すれば、補正係数Ｋ（Ｔ）を求めることができる。   A map shown in FIG. 3 is stored in the memory 30a. The map shown in FIG. 3 shows the correspondence between temperature and correction coefficient K (T). The map shown in FIG. 3 can be created by conducting an experiment in advance. The correction coefficient K (T) can be obtained by measuring the change in the negative electrode potential while keeping the SOC and the deterioration state constant, changing only the temperature.

単電池１１の温度が基準温度Ｔrefであるとき、補正係数Ｋ（Ｔ）は１となる。基準温度Ｔrefとは、負極電位を測定したときの温度であり、上述した所定環境での温度である。コントローラ３０は、温度センサ２３の出力に基づいて、単電池１１の温度を特定することができる。単電池１１の温度を特定できれば、図３に示すマップに基づいて、補正係数Ｋ（Ｔ）を特定することができる。   When the temperature of the unit cell 11 is the reference temperature Tref, the correction coefficient K (T) is 1. The reference temperature Tref is a temperature when the negative electrode potential is measured, and is a temperature in the predetermined environment described above. The controller 30 can specify the temperature of the unit cell 11 based on the output of the temperature sensor 23. If the temperature of the unit cell 11 can be specified, the correction coefficient K (T) can be specified based on the map shown in FIG.

本実施例では、図３に示すマップを用いて、負極電位Ｖ(-)refを補正しているが、これに限るものではない。例えば、負極電位を、単電池１１の温度を変数とした関数で表すことができれば、この関数を用いて、負極電位を算出（補正）することができる。   In this embodiment, the negative electrode potential V (−) ref is corrected using the map shown in FIG. 3, but the present invention is not limited to this. For example, if the negative electrode potential can be expressed by a function using the temperature of the unit cell 11 as a variable, the negative electrode potential can be calculated (corrected) using this function.

ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、単電池１１の温度に応じて、正極電位を補正する。具体的には、コントローラ３０は、下記式（１０）に基づいて、正極電位を算出する。   In step S <b> 106, the controller 30 corrects the positive electrode potential according to the temperature of the unit cell 11. Specifically, the controller 30 calculates the positive electrode potential based on the following formula (10).

Ｖ(+)c1＝Ｖcell−｜Ｖ(-)c1｜ ・・・（１０）
式（１０）において、Ｖcellは、単電池１１の電圧であり、ステップＳ１０２で算出された値である。Ｖ(-)c1は、ステップＳ１０５で算出された負極電位の値である。Ｖ(+)c1は、単電池１１の温度に基づいて補正された正極電位の値である。 V (+) c1 = Vcell- | V (-) c1 | (10)
In Expression (10), Vcell is the voltage of the single battery 11 and is the value calculated in step S102. V (−) c1 is the value of the negative electrode potential calculated in step S105. V (+) c1 is the value of the positive electrode potential corrected based on the temperature of the unit cell 11.

ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、単電池１１のＳＯＣに応じて、負極電位を補正する。具体的には、コントローラ３０は、下記式（１１）に基づいて、負極電位を算出（補正）する。   In step S107, the controller 30 corrects the negative electrode potential according to the SOC of the single battery 11. Specifically, the controller 30 calculates (corrects) the negative electrode potential based on the following formula (11).

Ｖ(-)c2＝Ｖ(-)c1×Ｋ（ＳＯＣ） ・・・（１１）
式（１１）において、Ｋ（ＳＯＣ）は、ＳＯＣに応じた補正係数を示す。Ｖ(-)c1は、ステップＳ１０５で算出された負極電位の値である。Ｖ(-)c2は、単電池１１のＳＯＣも考慮に入れて、補正された負極電位の値である。 V (−) c2 = V (−) c1 × K (SOC) (11)
In Equation (11), K (SOC) represents a correction coefficient corresponding to the SOC. V (−) c1 is the value of the negative electrode potential calculated in step S105. V (−) c2 is a value of the negative electrode potential corrected in consideration of the SOC of the unit cell 11.

メモリ３０ａには、図４に示すマップが格納されている。図４に示すマップは、ＳＯＣおよび補正係数Ｋ（ＳＯＣ）の対応関係を示す。図４に示すマップは、予め実験を行うことにより、作成しておくことができる。温度および劣化状態を一定にして、ＳＯＣだけを変化させて、負極電位を測定すれば、補正係数Ｋ（ＳＯＣ）を求めることができる。   A map shown in FIG. 4 is stored in the memory 30a. The map shown in FIG. 4 shows the correspondence between the SOC and the correction coefficient K (SOC). The map shown in FIG. 4 can be created by conducting an experiment in advance. If the negative electrode potential is measured by changing only the SOC while keeping the temperature and the deterioration state constant, the correction coefficient K (SOC) can be obtained.

単電池１１のＳＯＣが基準値ＳＯＣrefであるとき、補正係数Ｋ（ＳＯＣ）は１となる。基準値ＳＯＣrefとは、負極電位を測定したときのＳＯＣであり、上述した所定環境でのＳＯＣである。   When the SOC of the cell 11 is the reference value SOCref, the correction coefficient K (SOC) is 1. The reference value SOCref is the SOC when the negative electrode potential is measured, and is the SOC in the predetermined environment described above.

コントローラ３０は、電圧センサ２１の出力に基づいて、単電池１１のＳＯＣを推定することができる。具体的には、コントローラ３０は、電圧センサ２１を用いて、単電池１１のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を測定しておき、単電池１１のＯＣＶに基づいて、単電池１１のＳＯＣを特定することができる。   The controller 30 can estimate the SOC of the unit cell 11 based on the output of the voltage sensor 21. Specifically, the controller 30 measures the OCV (Open Circuit Voltage) of the single cell 11 using the voltage sensor 21 and specifies the SOC of the single cell 11 based on the OCV of the single cell 11. Can do.

単電池１１のＯＣＶおよびＳＯＣは、対応関係にあるため、この対応関係を予め特定しておけば、単電池１１のＯＣＶから、単電池１１のＳＯＣを特定することができる。一方、電流センサ２２の出力に基づいて、単電池１１の充放電電流を積算しておけば、この積算値に基づいて、単電池１１のＳＯＣを推定することもできる。   Since the OCV and SOC of the unit cell 11 are in a correspondence relationship, the SOC of the unit cell 11 can be identified from the OCV of the unit cell 11 if this correspondence relationship is specified in advance. On the other hand, if the charging / discharging current of the single battery 11 is integrated based on the output of the current sensor 22, the SOC of the single battery 11 can be estimated based on this integrated value.

単電池１１のＳＯＣを特定できれば、図４に示すマップに基づいて、補正係数Ｋ（ＳＯＣ）を特定することができる。   If the SOC of the unit cell 11 can be specified, the correction coefficient K (SOC) can be specified based on the map shown in FIG.

本実施例では、図４に示すマップを用いて、負極電位を補正しているが、これに限るものではない。例えば、負極電位を、単電池１１のＳＯＣを変数とした関数で表すことができれば、この関数を用いて、負極電位を算出することができる。   In the present embodiment, the negative electrode potential is corrected using the map shown in FIG. 4, but the present invention is not limited to this. For example, if the negative electrode potential can be expressed by a function using the SOC of the unit cell 11 as a variable, the negative electrode potential can be calculated using this function.

ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、単電池１１のＳＯＣに応じて、正極電位を補正する。具体的には、コントローラ３０は、下記式（１２）に基づいて、正極電位を算出する。   In step S108, the controller 30 corrects the positive electrode potential according to the SOC of the single battery 11. Specifically, the controller 30 calculates the positive electrode potential based on the following formula (12).

Ｖ(+)c2＝Ｖcell−｜Ｖ(-)c2｜ ・・・（１２）
式（１２）において、Ｖcellは、単電池１１の電圧であり、ステップＳ１０２で算出された値である。Ｖ(-)c2は、ステップＳ１０７で算出された負極電位の値である。Ｖ(+)c2は、単電池１１のＳＯＣに基づいて補正された正極電位の値である。 V (+) c2 = Vcell- | V (-) c2 | (12)
In Expression (12), Vcell is the voltage of the single battery 11 and is the value calculated in step S102. V (−) c2 is the value of the negative electrode potential calculated in step S107. V (+) c2 is the value of the positive electrode potential corrected based on the SOC of the unit cell 11.

ステップＳ１０９において、コントローラ３０は、単電池１１の劣化状態に応じて、負極電位を補正する。具体的には、コントローラ３０は、下記式（１３）に基づいて、負極電位を算出（補正）する。   In step S <b> 109, the controller 30 corrects the negative electrode potential according to the deterioration state of the unit cell 11. Specifically, the controller 30 calculates (corrects) the negative electrode potential based on the following formula (13).

Ｖ(-)c3＝Ｖ(-)c2×Ｋ（Ｒ） ・・・（１３）
式（１３）において、Ｋ（Ｒ）は、劣化状態に応じた補正係数を示す。Ｖ(-)c2は、ステップＳ１０7で算出された負極電位の値である。Ｖ(-)c3は、単電池１１の劣化状態も考慮に入れて、補正された負極電位の値である。 V (−) c3 = V (−) c2 × K (R) (13)
In Equation (13), K (R) represents a correction coefficient corresponding to the deterioration state. V (-) c2 is the value of the negative electrode potential calculated in step S107. V (−) c3 is a value of the negative electrode potential corrected in consideration of the deterioration state of the unit cell 11.

メモリ３０ａには、図５に示すマップが格納されている。図５に示すマップは、劣化度および補正係数Ｋ（Ｒ）の対応関係を示す。劣化度とは、劣化状態を表す指標であり、上述したように、抵抗変化率や容量変化率を用いることができる。図５に示すマップは、予め実験を行うことにより、作成しておくことができる。温度およびＳＯＣを一定にして、劣化状態だけを変化させて、負極電位を測定すれば、補正係数Ｋ（Ｒ）を求めることができる。   A map shown in FIG. 5 is stored in the memory 30a. The map shown in FIG. 5 shows the correspondence between the degree of deterioration and the correction coefficient K (R). The degree of deterioration is an index representing a deterioration state, and as described above, the resistance change rate and the capacity change rate can be used. The map shown in FIG. 5 can be created by conducting an experiment in advance. The correction coefficient K (R) can be obtained by measuring the negative electrode potential while keeping the temperature and SOC constant and changing only the deterioration state.

単電池１１の劣化度が基準値Ｒrefであるとき、補正係数Ｋ（Ｒ）は１となる。基準値Ｒrefとは、負極電位を測定したときの劣化度であり、上述した所定環境での劣化度である。   When the degree of deterioration of the cell 11 is the reference value Rref, the correction coefficient K (R) is 1. The reference value Rref is the degree of deterioration when the negative electrode potential is measured, and is the degree of deterioration in the predetermined environment described above.

単電池１１の劣化度は、上述したように抵抗変化率又は容量変化率を算出することによって取得することができる。抵抗変化率を算出するときには、単電池１１の内部抵抗を求めておけばよい。容量変化率を算出するときには、単電池１１の容量を求めておけばよい。単電池１１の劣化度を特定できれば、図５に示すマップに基づいて、補正係数Ｋ（Ｒ）を特定することができる。   The degree of deterioration of the unit cell 11 can be obtained by calculating the resistance change rate or the capacity change rate as described above. What is necessary is just to obtain | require the internal resistance of the cell 11 when calculating a resistance change rate. What is necessary is just to obtain | require the capacity | capacitance of the cell 11 when calculating a capacity | capacitance change rate. If the degree of deterioration of the cell 11 can be specified, the correction coefficient K (R) can be specified based on the map shown in FIG.

本実施例では、図５に示すマップを用いて、負極電位を補正しているが、これに限るものではない。例えば、負極電位を、単電池１１の劣化度を変数とした関数で表すことができれば、この関数を用いて、負極電位を算出することができる。   In this embodiment, the negative electrode potential is corrected using the map shown in FIG. 5, but the present invention is not limited to this. For example, if the negative electrode potential can be expressed by a function with the degree of deterioration of the unit cell 11 as a variable, the negative electrode potential can be calculated using this function.

ステップＳ１１０において、コントローラ３０は、単電池１１の劣化状態に応じて、正極電位を補正する。具体的には、コントローラ３０は、下記式（１４）に基づいて、正極電位を算出する。   In step S110, the controller 30 corrects the positive electrode potential according to the deterioration state of the unit cell 11. Specifically, the controller 30 calculates the positive electrode potential based on the following formula (14).

Ｖ(+)c3＝Ｖcell−｜Ｖ(-)c3｜ ・・・（１４）
式（１４）において、Ｖcellは、単電池１１の電圧であり、ステップＳ１０２で算出された値である。Ｖ(-)c3は、ステップＳ１０９で算出された負極電位の値である。Ｖ(+)c3は、単電池１１の劣化状態に基づいて補正された正極電位の値である。 V (+) c3 = Vcell− | V (−) c3 | (14)
In the equation (14), Vcell is the voltage of the single battery 11 and is the value calculated in step S102. V (−) c3 is the value of the negative electrode potential calculated in step S109. V (+) c3 is the value of the positive electrode potential corrected based on the deterioration state of the unit cell 11.

図２に示す処理では、負極電位の値に補正係数を掛けて、負極電位を補正しているが、これに限るものではない。具体的には、正極電位の値に補正係数を掛けることにより、正極電位を補正することができる。この場合には、正極電位に対応する補正係数を、温度、ＳＯＣおよび劣化状態のそれぞれにおいて、用意しておく必要がある。正極電位を補正した後は、単電池１１の電圧Ｖcellから補正後の正極電位を減算することにより、負極電位を求めることができる。   In the process shown in FIG. 2, the negative electrode potential is corrected by multiplying the value of the negative electrode potential by a correction coefficient. However, the present invention is not limited to this. Specifically, the positive electrode potential can be corrected by multiplying the value of the positive electrode potential by a correction coefficient. In this case, it is necessary to prepare a correction coefficient corresponding to the positive electrode potential in each of the temperature, the SOC, and the deterioration state. After correcting the positive electrode potential, the negative electrode potential can be obtained by subtracting the corrected positive electrode potential from the voltage Vcell of the cell 11.

また、温度による電極電位の補正、ＳＯＣによる電極電位の補正、劣化状態による電極電位の補正を行う順序は、適宜設定することができる。すなわち、図２で説明した順序で、電極電位を補正する必要はない。   In addition, the order in which the electrode potential is corrected by temperature, the electrode potential is corrected by SOC, and the electrode potential is corrected by the deterioration state can be set as appropriate. That is, it is not necessary to correct the electrode potential in the order described in FIG.

本実施例では、単電池１１の温度、ＳＯＣおよび劣化状態に応じて、正極電位や負極電位を補正しているが、これに限るものではない。具体的には、単電池１１の温度、ＳＯＣおよび劣化状態のうち、少なくとも１つに応じて、正極電位や負極電位を補正することもできる。   In the present embodiment, the positive electrode potential and the negative electrode potential are corrected according to the temperature, SOC, and deterioration state of the unit cell 11, but the present invention is not limited to this. Specifically, the positive electrode potential and the negative electrode potential can be corrected according to at least one of the temperature, SOC, and deterioration state of the unit cell 11.

例えば、負極電位を補正するときには、ステップＳ１０５，Ｓ１０７，Ｓ１０９の処理のうち、少なくとも１つの処理を行うことができる。正極電位を補正するときには、ステップＳ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１０の処理のうち、少なくとも１つの処理を行うことができる。また、本実施例では、正極電位および負極電位を、それぞれ補正することで算出しているが、正極電位および負極電位のいずれか一方のみを補正して算出した後、算出した一方の電位の値を単電池１１の電圧から減算することで、他方の電位を算出してもよい。   For example, when correcting the negative electrode potential, at least one of the processes of steps S105, S107, and S109 can be performed. When correcting the positive electrode potential, at least one of the processes of steps S106, S108, and S110 can be performed. In this embodiment, the positive electrode potential and the negative electrode potential are calculated by correcting each, but after calculating only one of the positive electrode potential and the negative electrode potential, the calculated value of one potential is calculated. May be subtracted from the voltage of the unit cell 11 to calculate the other potential.

図２に示す処理を行うことにより、現在の単電池１１における正極電位および負極電位を推定することができる。図２に示す処理は、所定のタイミングにおいて、繰り返して行うことができる。そして、推定された電極電位に基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。   By performing the processing shown in FIG. 2, it is possible to estimate the positive electrode potential and the negative electrode potential of the current single battery 11. The process shown in FIG. 2 can be repeatedly performed at a predetermined timing. And charging / discharging of the assembled battery 10 can be controlled based on the estimated electrode potential.

図６は、組電池１０の充放電を制御するときのフローチャートを示す。図６に示す処理は、コントローラ３０によって実行することができる。   FIG. 6 shows a flowchart when charging / discharging of the assembled battery 10 is controlled. The process shown in FIG. 6 can be executed by the controller 30.

ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、図２の処理で推定された正極電位が上限値よりも高いか否かを判別する。上限値は、予め設定された値であり、メモリ３０ａに格納しておくことができる。ここで、単電池１１の電圧が上限電圧および下限電圧の範囲内で変化するように、単電池１１の充放電が制御されることがある。ステップＳ２０１で用いられる上限値としては、上述した上限電圧に対応した値とすることができる。   In step S201, the controller 30 determines whether or not the positive electrode potential estimated in the process of FIG. 2 is higher than the upper limit value. The upper limit value is a preset value and can be stored in the memory 30a. Here, the charging / discharging of the unit cell 11 may be controlled so that the voltage of the unit cell 11 changes within the range of the upper limit voltage and the lower limit voltage. The upper limit value used in step S201 can be a value corresponding to the above-described upper limit voltage.

ステップＳ２０１において、正極電位が上限値よりも高いときには、ステップＳ２０２の処理に進む。また、正極電位が上限値よりも低いときには、ステップＳ２０３の処理に進む。   In step S201, when the positive electrode potential is higher than the upper limit value, the process proceeds to step S202. When the positive electrode potential is lower than the upper limit value, the process proceeds to step S203.

ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、組電池１０の入力（充電）を制限する。組電池１０の入力を制限する場合には、予め設定された制限値Ｗinを低下させる場合や、組電池１０の入力を禁止する場合が含まれる。制限値Ｗinは、予め設定された値であり、組電池１０の入力を許容する上限値（単位：Ｗ）である。   In step S <b> 202, the controller 30 restricts input (charging) of the assembled battery 10. Limiting the input of the assembled battery 10 includes a case where the preset limit value Win is lowered or a case where the input of the assembled battery 10 is prohibited. The limit value Win is a preset value and is an upper limit value (unit: W) that allows input of the assembled battery 10.

ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、図２の処理で推定された正極電位が下限値よりも低いか否かを判別する。下限値は、予め設定された値であり、メモリ３０ａに格納しておくことができる。下限値としては、単電池１１の電圧に基づいて単電池１１の充放電を制御するときの下限電圧に対応した値とすることができる。   In step S203, the controller 30 determines whether or not the positive electrode potential estimated in the process of FIG. 2 is lower than the lower limit value. The lower limit value is a preset value and can be stored in the memory 30a. As a lower limit, it can be set as the value corresponding to the lower limit voltage at the time of controlling charging / discharging of the single battery 11 based on the voltage of the single battery 11.

ステップＳ２０３において、正極電位が下限値よりも低いときには、ステップＳ２０４の処理に進む。また、正極電位が下限値よりも高いときには、本処理を終了する。ステップＳ２０４において、コントローラ３０は、組電池１０の出力（放電）を制限する。組電池１０の出力を制限する場合には、予め設定された制限値Ｗoutを低下させる場合や、組電池１０の出力を禁止する場合が含まれる。制限値Ｗoutは、予め設定された値であり、組電池１０の出力を許容する上限値（単位：Ｗ）である。   In step S203, when the positive electrode potential is lower than the lower limit value, the process proceeds to step S204. Further, when the positive electrode potential is higher than the lower limit value, this process is terminated. In step S204, the controller 30 limits the output (discharge) of the assembled battery 10. Limiting the output of the assembled battery 10 includes a case where the preset limit value Wout is lowered or a case where the output of the assembled battery 10 is prohibited. The limit value Wout is a preset value and is an upper limit value (unit: W) that allows the output of the assembled battery 10.

図６に示す処理では、正極電位に基づいて、組電池１０の充放電を制御しているが、これに限るものではない。具体的には、図２の処理で推定された負極電位に基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。すなわち、負極電位が、予め定められた上限値および下限値の間で変化するように、組電池１０の充放電を制御することができる。ここでの上限値および下限値は、単電池１１の電圧に基づいて単電池１１の充放電を制御するときの、上限電圧および下限電圧に対応した値である。一方、正極電位および負極電位の両者に基づいて、組電池１０の充放電を制御することもできる。   In the process illustrated in FIG. 6, charging / discharging of the assembled battery 10 is controlled based on the positive electrode potential, but is not limited thereto. Specifically, charging / discharging of the assembled battery 10 can be controlled based on the negative electrode potential estimated in the process of FIG. That is, charging / discharging of the assembled battery 10 can be controlled such that the negative electrode potential changes between a predetermined upper limit value and lower limit value. Here, the upper limit value and the lower limit value are values corresponding to the upper limit voltage and the lower limit voltage when charging / discharging of the cell 11 is controlled based on the voltage of the cell 11. On the other hand, charging / discharging of the assembled battery 10 can also be controlled based on both the positive electrode potential and the negative electrode potential.

本実施例によれば、単電池１１の電圧ではなく、単電池１１の電極電位（正極電位や負極電位）を推定するため、単電池１１の内部状態を推定しやすくなる。単電池１１の電圧は、正極電位および負極電位によって決定されるため、単電池１１の内部状態を推定するときには、正極電位および負極電位を監視することが好ましい。   According to the present embodiment, since the electrode potential (positive electrode potential or negative electrode potential) of the single cell 11 is estimated instead of the voltage of the single cell 11, the internal state of the single cell 11 can be easily estimated. Since the voltage of the cell 11 is determined by the positive electrode potential and the negative electrode potential, it is preferable to monitor the positive electrode potential and the negative electrode potential when estimating the internal state of the cell 11.

また、推定した電極電位に基づいて、単電池１１（組電池１０）の充放電を制御することにより、正極および負極の状態に応じた充放電を行うことができる。これにより、例えば、単電池１１の入出力の範囲を広げることができ、単電池１１を効率良く使用することができる。言い換えれば、単電池１１の入出力特性の性能を、最大限まで引き出すことができる。   Moreover, charging / discharging according to the state of a positive electrode and a negative electrode can be performed by controlling charging / discharging of the cell 11 (assembled battery 10) based on the estimated electrode potential. Thereby, for example, the input / output range of the cell 11 can be expanded, and the cell 11 can be used efficiently. In other words, the performance of the input / output characteristics of the unit cell 11 can be maximized.

ここで、単電池１１の電圧だけを監視する構成では、例えば、単電池１１の電圧が、上限電圧に到達したときに、単電池１１の入力が制限されることになる。しかし、単電池１１の電圧が上限電圧（又は下限電圧）に到達していても、正極電位は、上限値（又は下限値）に到達していないことがある。この場合には、正極電位が上限値（又は下限値）に到達するまで、単電池１１を充電（又は放電）することができる。   Here, in the configuration in which only the voltage of the unit cell 11 is monitored, for example, when the voltage of the unit cell 11 reaches the upper limit voltage, the input of the unit cell 11 is limited. However, even if the voltage of the unit cell 11 reaches the upper limit voltage (or lower limit voltage), the positive electrode potential may not reach the upper limit value (or lower limit value). In this case, the cell 11 can be charged (or discharged) until the positive electrode potential reaches the upper limit (or lower limit).

また、単電池１１の電圧が上限電圧（又は下限電圧）に到達していなくても、正極電位は、上限値（又は下限値）に到達している可能性もある。この場合には、単電池１１の電圧が上限電圧（又は下限電圧）に到達する前に、単電池１１（組電池１０）の入力（又は出力）を制限することができ、単電池１１を保護することができる。   Moreover, even if the voltage of the unit cell 11 does not reach the upper limit voltage (or lower limit voltage), the positive electrode potential may have reached the upper limit value (or lower limit value). In this case, before the voltage of the unit cell 11 reaches the upper limit voltage (or lower limit voltage), the input (or output) of the unit cell 11 (the assembled battery 10) can be limited, and the unit cell 11 is protected. can do.

１０：組電池（蓄電装置）
１１：単電池（蓄電素子）
２１：電圧センサ
２２：電流センサ
２３：温度センサ
２４：制限抵抗
３０：コントローラ
３０ａ：メモリ
３１：インバータ
３２：モータ・ジェネレータ
10: assembled battery (power storage device)
11: Single cell (electric storage element)
21: Voltage sensor 22: Current sensor 23: Temperature sensor 24: Limiting resistor 30: Controller 30a: Memory 31: Inverter 32: Motor generator

Claims (9)

充放電を行う蓄電素子と、
前記蓄電素子の電圧のうち、正極電位又は負極電位が占める割合を示す、予め求めた比率情報を記憶するメモリと、
前記蓄電素子の正極電位および負極電位のうち、少なくとも一方の電極電位を推定するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記蓄電素子の電圧を取得し、取得した電圧および前記比率情報を用いて、前記少なくとも一方の電極電位を算出することを特徴とする蓄電システム。 A power storage element for charging and discharging; and
A memory for storing ratio information obtained in advance, which indicates a ratio of a positive electrode potential or a negative electrode potential in the voltage of the power storage element;
A controller for estimating at least one of the positive electrode potential and the negative electrode potential of the electricity storage device,
The controller acquires a voltage of the power storage element, and calculates the at least one electrode potential using the acquired voltage and the ratio information. 前記コントローラは、取得した電圧および前記比率情報を用いて、正極電位および負極電位のうち一方の電極電位を算出するとともに、取得した電圧から、算出した前記一方の電極電位を減算することにより、他方の電極電位を算出することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。   The controller uses the acquired voltage and the ratio information to calculate one of the positive electrode potential and the negative electrode potential, and subtracts the calculated one electrode potential from the acquired voltage to The power storage system according to claim 1, wherein the electrode potential is calculated. 前記比率情報によって特定される、正極電位および負極電位の比率は、前記蓄電素子を放電又は充電したときの正極電位の変化量および負極電位の変化量の比率であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。   The ratio between the positive electrode potential and the negative electrode potential specified by the ratio information is a ratio between a change amount of the positive electrode potential and a change amount of the negative electrode potential when the power storage element is discharged or charged. Or the electrical storage system of 2. 前記メモリは、前記蓄電素子の温度状態、充電状態および劣化状態のうち、少なくとも１つの素子状態に関して、前記素子状態の変化に対応する補正係数を記憶しており、
前記コントローラは、算出した電極電位に、現在の前記素子状態に対応した補正係数を乗算することにより、電極電位を補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。 The memory stores a correction coefficient corresponding to a change in the element state with respect to at least one element state among a temperature state, a charged state, and a deteriorated state of the power storage element,
The power storage according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller corrects the electrode potential by multiplying the calculated electrode potential by a correction coefficient corresponding to the current element state. system. 前記コントローラは、算出した電極電位が所定範囲内で変化するように、前記蓄電素子の充放電を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。   The power storage system according to any one of claims 1 to 4, wherein the controller controls charging / discharging of the power storage element such that the calculated electrode potential changes within a predetermined range. 前記コントローラは、算出した電極電位が上限値に到達すること、又は到達することを予測することに応じて、前記蓄電素子の充電を制限し、算出した電極電位が下限値に到達すること、又は到達することを予測することに応じて、前記蓄電素子の放電を制限することを特徴とする請求項５に記載の蓄電システム。   The controller limits the charging of the electric storage element in response to the calculated electrode potential reaching or reaching the upper limit value, and the calculated electrode potential reaches the lower limit value, or The power storage system according to claim 5, wherein discharge of the power storage element is limited in accordance with prediction of reaching. 複数の前記蓄電素子が直列に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置の電圧を検出する電圧センサと、を有し、
前記コントローラは、前記電圧センサで検出された電圧を前記蓄電素子の数で除算することにより、前記各蓄電素子の電圧を算出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電システム。 A power storage device in which a plurality of the power storage elements are connected in series;
A voltage sensor for detecting a voltage of the power storage device,
The said controller calculates the voltage of each said electrical storage element by dividing the voltage detected by the said voltage sensor by the number of the said electrical storage elements, The one of Claim 1 to 6 characterized by the above-mentioned. Power storage system. 前記蓄電素子は、車両の走行に用いられるエネルギを出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電システム。   The power storage system according to any one of claims 1 to 7, wherein the power storage element outputs energy used for running the vehicle. 充放電を行う蓄電素子の正極電位および負極電位のうち、少なくとも一方の電極電位を推定する方法であって、
前記蓄電素子の電圧を取得し、
取得した電圧と、前記蓄電素子の電圧のうち、正極電位又は負極電位が占める割合を示す、予め求めた比率情報とを用いて、前記少なくとも一方の電極電位を算出する、
ことを特徴とする推定方法。
A method for estimating an electrode potential of at least one of a positive electrode potential and a negative electrode potential of a storage element that performs charge and discharge,
Obtaining the voltage of the storage element,
Calculate the at least one electrode potential using the acquired voltage and the ratio information obtained in advance indicating the ratio of the positive electrode potential or the negative electrode potential in the voltage of the storage element.
An estimation method characterized by that.
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