JP2014199238A - 蓄電素子管理装置、蓄電素子パック、蓄電素子管理プログラム、及び、soc推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本蓄電素子管理装置が対象とする蓄電素子は、OCVとSOCとの相関関係において、SOCに対するOCVの変化率が基準値以下である微少変化領域、および、変化率が基準値よりも高い、急峻変化領域が存在する。これに対し、この構成によれば、OCVの測定値が急峻変化領域内であると判断された場合、急峻変化領域内のOCVとSOCとの相関関係に関する情報に基づき、OCVの測定値に対応するSOCが推定SOCに決定される。一方、OCVの測定値が急峻変化領域内でないと判断された場合、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定SOCに決定することが禁止される。これにより、OCVによるSOC推定方法で求めたSOCが、実際のSOCと乖離しているにもかかわらず、推定SOCとして決定されることを抑制することが可能である。
本実施形態の電池パック1は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給する。以下、ハイブリッド自動車を例に挙げて説明する。
図1に示すように、電池パック1は、組電池2、及び、電池管理装置(Battery Management System 以下、BMSという 蓄電素子管理装置の一例)3を備える。組電池2は、蓄電素子、二次電池の一例であり、複数の電池セルCが直列接続された構成であり、各電池セルCは、繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には、グラファイト系材料で形成された負極を有するリン酸鉄系リチウムイオン電池である。
OCVによるSOC推定方法は、電池のOCVを測定し、予め定められたOCVとSOCとの相関関係を参照して、測定されたOCVに対応するSOCを、推定SOCとする方法である。電流積算によるSOC推定方法は、最初にOCVを測定して初期SOCを算出し、その後、電池の充放電電流を積算して積算SOCを求めつつ、初期SOCに積算SOCを加算したSOCを、推定SOCとする方法である。
図2には、リン酸鉄系リチウムイオン電池のOCV−SOCカーブが示され、図3には、そのOCV−SOCカーブの一部が拡大して示されている。OCV−SOCカーブは、組電池2について、OCVとSOCとの相関関係を示す情報であり、これは組電池2の仕様や所定の実験等により予め定めることができる。
例えば、ハイブリッド自動車のエンジンが起動されているかどうかに関係無く、制御ユニット31は、組電池2から電力が供給されることにより動作可能であり、図4に示す電池管理処理を繰り返し実行する。
制御ユニット31は、組電池2から電力が供給されることにより動作可能であり、図5に示す充電制御処理を繰り返し実行する。
組電池2のOCVとSOCとの相関関係では、SOCに対するOCVの変化率が基準値以下である微少変化領域と、変化率が基準値よりも高い急峻変化領域が存在する。そこで、本実施形態の構成によれば、OCVの測定値が急峻変化領域内であると判断されたことを条件に、SOC積算処理で求められた推定SOCが、OCVとSOCとの相関関係においてOCVの測定値に対応するSOCにシフトされる。これにより、OCVの測定値が微少変化領域内であっても、推定SOCが、OCVとSOCとの相関関係においてOCVの測定値に対応するSOCにシフトされる構成に比べて、推定SOCと実際のSOCとの誤差がシフト前よりも増大してしまうことを抑制することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (11)
- OCVとSOCとの相関関係において、前記SOCに対する前記OCVの変化率が基準値以下である微少変化領域、および、前記変化率が前記基準値よりも高い急峻変化領域が存在する蓄電素子の電圧を検出する電圧センサと、
少なくとも、前記急峻変化領域内のOCVとSOCとの相関関係に関する情報が記憶されるメモリと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記電圧センサの検出結果に基づき、前記蓄電素子のOCVを測定する電圧測定処理と、
前記電圧測定処理で測定したOCVの測定値が、前記急峻変化領域内であるかどうかを判断するOCV判断処理と、
前記OCV判断処理で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内であると判断した場合、前記メモリに記憶された前記情報に基づき、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定SOCに決定し、前記OCV判断処理で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内でないと判断した場合、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定SOCに決定することを禁止するSOC推定処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子管理装置。 - 請求項1に記載の蓄電素子管理装置であって、
前記OCVとSOCとの相関関係では、前記急峻変化領域を挟む2つの前記微少変化領域において、前記微少変化領域が存在する、蓄電素子管理装置。 - 請求項1または2に記載の蓄電素子管理装置であって、
前記急峻変化領域のOCVは、前記蓄電素子の定格電圧範囲内である、蓄電素子管理装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の蓄電素子管理装置であって、
前記制御部は、
前記SOCと相関関係を有し、前記OCVとは異なる前記蓄電素子の変動要素の値を取得する取得処理を実行する構成を有し、
前記SOC推定処理では、前記OCV判断処理で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内でないと判断した場合、前記取得処理で取得した前記変動要素の値に基づくSOCを推定SOCに決定する、蓄電素子管理装置。 - 請求項4に記載の蓄電素子管理装置であって、
前記蓄電素子に流れる電流を検出する電流センサを備え、
前記制御部は、
前記取得処理として、前記電流センサの検出結果に基づき、前記蓄電素子に流れる電流を時間で積算する電流積算により推定SOCを求めるSOC積算処理を実行し、
前記SOC推定処理では、前記OCV判断処理で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内であると判断されたことを条件に、前記SOC積算処理で求められた推定SOCを、前記OCVとSOCとの相関関係において前記OCVの測定値に対応するSOCにシフトさせる構成である、蓄電素子管理装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の蓄電素子管理装置であって、
前記制御部は、
充電装置が前記蓄電素子を充電可能状態であるか、充電不可状態であるかを判断する充電可否判断処理と、
前記充電装置が前記充電可能状態であると判断した場合に、前記SOC推定処理で推定するSOCを、前記急峻変化領域におけるSOCの最低値以上に維持する充電動作を前記充電装置に実行させるSOC維持処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子管理装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の蓄電素子管理装置であって、
前記制御部は、
充電装置が前記蓄電素子を充電可能状態であるか、充電不可状態であるかを判断する充電可否判断処理と、
前記充電装置が前記充電可能状態であると判断した場合に、前記SOC推定処理で推定するSOCを、前記急峻変化領域におけるSOCの最高値以下に維持する充電動作を前記充電装置に実行させるSOC維持処理と、を実行する構成を有する、蓄電素子管理装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の蓄電素子管理装置であって、
前記蓄電素子は二次電池であり、
前記メモリに記憶される前記情報は、前記二次電池の充電時の前記相関関係における急峻変化領域と、前記二次電池の放電時の前記相関関係における急峻変化領域との両方が存在する領域内の一のOCVとSOCとの相関関係に関する情報であり、
前記制御部は、SOC推定処理において、前記一のOCVとSOCとの相関関係に関する情報に基づき、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定する構成である、蓄電素子管理装置。 - 蓄電素子と、
請求項1から8のいずれか一項に記載の蓄電素子管理装置と、を備える蓄電素子パック。 - OCVとSOCとの相関関係において、前記SOCに対する前記OCVの変化率が基準値以下である微少変化領域、および、前記変化率が前記基準値よりも高い急峻変化領域が存在する蓄電素子の電圧を検出する電圧センサと、少なくとも、前記急峻変化領域内のOCVとSOCとの相関関係に関する情報が記憶されるメモリと、を備える蓄電素子管理装置が有するコンピュータに、
前記電圧センサの検出結果に基づき、前記蓄電素子のOCVを測定する電圧測定処理と、
前記電圧測定処理で測定したOCVの測定値が、前記急峻変化領域内であるかどうかを判断するOCV判断処理と、
前記OCV判断処理で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内であると判断した場合、前記メモリに記憶された前記情報に基づき、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定SOCに決定し、前記OCV判断処理で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内でないと判断した場合、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定SOCに決定することを禁止するSOC推定処理と、を実行させる蓄電素子管理プログラム。 - OCVとSOCとの相関関係において、前記SOCに対する前記OCVの変化率が基準値以下である微少変化領域、および、前記変化率が前記基準値よりも高い急峻変化領域が存在する蓄電素子のSOC推定方法であって、
前記蓄電素子のOCVを測定する電圧測定工程と、
前記電圧測定工程で測定されたOCVの測定値が、前記急峻変化領域内であるかどうかを判断するOCV判断工程と、
前記OCV判断工程で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内であると判断した場合、前記メモリに記憶された前記情報に基づき、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定SOCに決定し、前記OCV判断工程で前記OCVの測定値が前記急峻変化領域内でないと判断した場合、前記OCVの測定値に対応するSOCを推定SOCに決定することを禁止するSOC推定工程と、を含む、蓄電素子のSOC推定方法。
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