JP2016130658A - 二次電池の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池3の制御装置6は、電動機2を駆動源とする車両1に搭載されている。制御装置6は、二次電池3の充放電電流Itを検出する電流検出部4と、二次電池3の端子間電圧Vtを検出する電圧検出部5と、二次電池3の等価回路モデルの特性パラメータを同定する演算部60とを備える。演算部60は、車両の停車の際に電流検出部4及び電圧検出部5によりそれぞれ検出される充放電電流It及び端子間電圧Vtに基づいて等価回路モデルの特性パラメータを同定する。
【選択図】図1
Description
電流検出部4は、二次電池3及び電動機2に対して直列に接続されている。電流検出部4は、二次電池3の充放電の際に二次電池3に流れる充放電電流Itを予め設定された検出周期(サンプリング周期)Tsで検出する。電圧検出部5は、二次電池3及び電動機2に対して並列に接続されている。電圧検出部5は、二次電池3の端子間電圧Vtを検出周期Tsで検出する。各検出部4,5の出力信号は制御装置6に取り込まれる。
本実施形態では、二次電池3が図2に示されるような等価回路でモデル化されている。図2に示されるように、二次電池3の等価回路モデルM1は、時定数の異なる複数の化学反応に対応したインピーダンス回路11〜14と、開回路電圧OCVを発生させる開回路電圧源VSとを有している。各インピーダンス回路11〜14及び開回路電圧源VSは直列に接続されている。
例えば電流Iが図5に示されるように変化した際に、時刻taにおける電流初期値I0を求めるとする。この場合、まずは電流Iの波形を電流検出部4の検出周期Tsでパルス電流信号に分解する。このとき、時刻taにおけるパルス電流信号を1番目と番号付けするとともに、当該パルス電流信号に近いものから順に2番目、3番目、・・・という形で番号付けする。jを1以上の整数とすると、図6(a)に示されるように、j番目の電流Ijのパルス電流信号がRC並列回路に入力されると、コンデンサを流れる電流IC、及び抵抗を流れる電流IRは図6(b),(c)に示されるように変化する。すなわち、電流Ijの供給時刻t10から時間Ts経過後の時刻t11の時点でコンデンサ電流ICは「IRj」となる。この電流IRjは以下の式f11で表すことができる。なお、「ω」はRC並列回路の角速度を示す。
・各インピーダンス回路12〜14の時定数のオーダは、二次電池3の特性に応じて、適宜変更可能である。
1:車両
2:電動機
3:二次電池
4:電流検出部
5:電圧検出部
6:制御装置
15:拡散回路
Claims (7)
- 少なくとも電動機(2)を駆動源とする車両(1)に搭載される二次電池(3)の制御装置(6)であって、
前記二次電池の充放電電流を検出する電流検出部(4)と、
前記二次電池の端子間電圧を検出する電圧検出部(5)と、
前記車両の停車の際に前記電流検出部及び前記電圧検出部によりそれぞれ検出される前記充放電電流及び前記端子間電圧に基づいて前記二次電池の等価回路モデル(M1,M2)の特性パラメータを同定する演算部(60)と、を備えることを特徴とする二次電池の制御装置。 - 前記等価回路モデルは、最大の時定数を有するインピーダンス回路が含まれる拡散回路(15)を有し、
前記演算部は、前記車両の停車の際に前記電流検出部及び前記電圧検出部によりそれぞれ検出される前記充放電電流及び前記端子間電圧に基づいて前記拡散回路の特性パラメータを同定することを特徴とする請求項1に記載の二次電池の制御装置。 - 前記演算部は、前記車両の停車前に前記電流検出部により検出される前記充放電電流と、前記車両の停車後に前記電圧検出部により検出される前記端子間電圧とに基づいて前記等価回路モデルの特性パラメータを同定することを特徴とする請求項1又は2に記載の二次電池の制御装置。
- 前記充放電電流が零になる直前の充放電電流に等価な定電流を電流初期値とするとき、
前記演算部は、前記車両の停車前に前記電流検出部により検出された前記充放電電流に等価な定電流を演算し、当該定電流を前記電流初期値として用いることにより前記等価回路モデルの特性パラメータを同定することを特徴とする請求項3に記載の二次電池の制御装置。 - 前記演算部は、
前記充放電電流の検出時期から前記車両の停車時までの経過時間に応じた重み付け係数に基づいて、前記電流検出部により検出される前記充放電電流の重み付けを行い、
前記重み付けされた前記充放電電流に基づいて前記電流初期値を演算することを特徴とする請求項4に記載の二次電池の制御装置。 - 前記等価回路モデルは、RC並列回路により構成されるインピーダンス回路からなり、
前記演算部は、
前記車両の停車後に前記電圧検出部により検出される前記端子間電圧に基づいて前記RC並列回路の角速度を同定するとともに、
前記角速度と、前記充放電電流の検出時期から前記車両の停車時までの経過時間とに基づいて前記重み付け係数を設定することを特徴とする請求項5に記載の二次電池の制御装置。 - 前記等価回路モデルは、RC並列回路により構成されるインピーダンス回路からなり、
前記演算部は、
前記車両の停車後に前記電圧検出部により検出される前記端子間電圧に基づいて前記RC並列回路の電圧初期値及び角速度を同定し、
前記電圧初期値と前記電流初期値とに基づいて前記RC並列回路の抵抗値を同定するとともに、
前記角速度と前記抵抗値とに基づいて前記RC並列回路の静電容量を同定することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の二次電池の制御装置。
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