JP2017120198A - Secondary battery state of charge calculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばハイブリッド車等に用いる二次電池の充電率を算出する充電率算出装置に関する。 The present invention relates to a charging rate calculation device that calculates the charging rate of a secondary battery used in, for example, a hybrid vehicle.
従来から、充放電が可能な二次電池が、ハイブリッド車等の車両に採用されている。例えば車両の航続可能距離を把握するために、二次電池の充電率(SOC:State of Charge)を検出する必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, secondary batteries that can be charged and discharged have been adopted in vehicles such as hybrid vehicles. For example, in order to grasp the cruising range of the vehicle, it is necessary to detect the state of charge (SOC) of the secondary battery.
充電率は直接検出できないため、電流積算法(クーロン・カウント法)や開放電圧推定法(逐次パラメータ法)を用いて充電率を推定する手法が知られている(例えば、特許文献1)。電流積算法は、二次電池の充放電電流を時系列で検出し電流を積算することで電流積算法充電率(ASOC:Absolute State of Charge)を推定する。また、開放電圧推定法は、電池の等価回路モデルを用いて電池の開放電圧を推定することで開放電圧法充電率(RSOC:Relative State of Charge)を推定する。 Since the charge rate cannot be directly detected, a method for estimating the charge rate using a current integration method (Coulomb count method) or an open-circuit voltage estimation method (sequential parameter method) is known (for example, Patent Document 1). In the current integration method, the charge / discharge current of the secondary battery is detected in time series and the current is integrated to estimate the current integration method charging rate (ASOC: Absolute State of Charge). The open-circuit voltage estimation method estimates an open-circuit voltage method charging rate (RSOC: Relative State of Charge) by estimating the open-circuit voltage of the battery using an equivalent circuit model of the battery.
しかしながら、電流積算法において、電流センサの誤差が蓄積するため、充電率の推定精度について改善の余地があった。また開放電圧推定法において、時定数が大きい応答部分(遅い応答部分)はSN比が小さく、可観測性の観点から逐次パラメータ推定が困難である。例えば、二次電池の放電が継続する場合、端子電圧が時間推移に従って減少する。放電停止後、まず早い応答部分の影響により、端子電圧は上昇する。その後、遅い応答部分の影響により、端子電圧は更に上昇する。このように、例えば二次電池の放電が継続する等、遅い応答による影響が大きい場合、パラメータの推定精度が低下するため、開放電圧推定法による充電率の推定精度について改善の余地があった。 However, since current sensor errors accumulate in the current integration method, there is room for improvement in the estimation accuracy of the charging rate. In the open-circuit voltage estimation method, a response portion (slow response portion) having a large time constant has a small SN ratio, and it is difficult to estimate parameters sequentially from the viewpoint of observability. For example, when the secondary battery continues to discharge, the terminal voltage decreases with time. After the discharge is stopped, the terminal voltage rises due to the influence of the early response part. Thereafter, the terminal voltage further increases due to the influence of the slow response portion. Thus, for example, when the influence of the slow response is large, for example, when the secondary battery continues to be discharged, the parameter estimation accuracy is lowered, so there is room for improvement in the charging rate estimation accuracy by the open-circuit voltage estimation method.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、二次電池の充電率の推定精度を向上させる充電率算出装置を提供することにある。 The objective of this invention made | formed in view of this situation is providing the charging rate calculation apparatus which improves the estimation precision of the charging rate of a secondary battery.
上記課題を解決するために本発明の第1の観点に係る充電率算出装置は、
二次電池の充放電電流値を検出する充放電電流検出部と、
前記二次電池の端子電圧値を検出する端子電圧検出部と、
前記充放電電流値を積算して第1の充電率を推定する第1の推定部と、
前記二次電池の開放電圧値と充電率との関係に基づき第2の充電率を推定する第2の推定部と、
前記二次電池の放電継続時間に応じてそれぞれ重み付けされた前記第1の充電率及び前記第2の充電率に基づいて、第3の充電率を算出する充電率算出部と、を備える
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a charging rate calculation apparatus according to the first aspect of the present invention provides:
A charge / discharge current detector for detecting a charge / discharge current value of the secondary battery;
A terminal voltage detector for detecting a terminal voltage value of the secondary battery;
A first estimation unit that accumulates the charge / discharge current values and estimates a first charging rate;
A second estimation unit that estimates a second charging rate based on a relationship between an open-circuit voltage value of the secondary battery and a charging rate;
A charge rate calculation unit for calculating a third charge rate based on the first charge rate and the second charge rate each weighted according to the discharge duration of the secondary battery. Features.
また、本発明の第2の観点に係る充電率算出装置は、
前記充電率算出部は、前記二次電池の前記放電継続時間が増加するに従って、前記第1の充電率に対する重み付けを大きくし、前記第2の充電率に対する重み付けを小さくする
ことが好ましい。
Moreover, the charging rate calculation apparatus according to the second aspect of the present invention is:
The charging rate calculation unit preferably increases the weighting for the first charging rate and decreases the weighting for the second charging rate as the discharge duration of the secondary battery increases.
また、本発明の第3の観点に係る充電率算出装置は、
前記充電率算出部は、前記二次電池が充電状態となった場合、前記第1の充電率に対する重み付け及び前記第2の充電率に対する重み付けをそれぞれ所定値に定める
ことが好ましい。
Moreover, the charging rate calculation apparatus according to the third aspect of the present invention is:
When the secondary battery is in a charged state, the charging rate calculation unit preferably sets a weight for the first charging rate and a weight for the second charging rate to predetermined values.
また、本発明の第4の観点に係る充電率算出装置は、
前記充電率算出部は、前記第3の充電率又は前記二次電池の端子電圧値の減少が開始した時刻を、前記放電継続時間の起算時刻に定める
ことが好ましい。
Moreover, the charging rate calculation apparatus according to the fourth aspect of the present invention is:
It is preferable that the charging rate calculation unit determines the time when the decrease of the third charging rate or the terminal voltage value of the secondary battery starts as the starting time of the discharge duration time.
また、本発明の第5の観点に係る充電率算出装置は、
前記充電率算出部は、前記起算時刻からの、前記第3の充電率の減少量又は前記二次電池の端子電圧値の減少量に応じて、前記第1の充電率に対する重み付け及び前記第2の充電率に対する重み付けを行う
ことが好ましい。
Moreover, the charging rate calculation apparatus according to the fifth aspect of the present invention is:
The charging rate calculation unit weights the first charging rate according to a decrease amount of the third charging rate or a decrease amount of the terminal voltage value of the secondary battery from the calculation time and the second charging rate. It is preferable to weight the charging rate.
また、本発明の第6の観点に係る充電率算出装置は、
前記二次電池の充電を行うオルタネータが搭載された車両の車載ネットワークを介して、該オルタネータの制御情報を取得する通信部を更に備え、
前記充電率算出部は、
前記オルタネータの発電が停止した時刻を、前記放電継続時間の起算時刻に定める
ことが好ましい。
Moreover, the charging rate calculation apparatus according to the sixth aspect of the present invention is:
Via a vehicle-mounted network of a vehicle equipped with an alternator for charging the secondary battery, further comprising a communication unit for obtaining control information of the alternator;
The charging rate calculation unit
It is preferable that the time when power generation of the alternator is stopped be determined as the starting time of the discharge duration time.
本発明の第1の観点に係る充電率算出装置によれば、二次電池の放電継続時間に応じて、電流積算法による第1の充電率及び開放電圧推定法による第2の充電率のそれぞれに対する重み付けが行われる。このため、例えば二次電池の放電が継続する場合に、第3の充電率の推定誤差が低減されるので、第3の充電率の推定精度が向上される。 According to the charging rate calculation apparatus according to the first aspect of the present invention, each of the first charging rate based on the current integration method and the second charging rate based on the open-circuit voltage estimation method according to the discharge duration time of the secondary battery. Is weighted. For this reason, for example, when the secondary battery continues to be discharged, the estimation error of the third charging rate is reduced, so that the estimation accuracy of the third charging rate is improved.
本発明の第2の観点に係る充電率算出装置によれば、二次電池の放電継続時間が増加するに従って、第1の充電率に対する第1の重み係数αを大きくし、第2の充電率に対する第2の重み係数βを小さくする。このようにして、二次電池の放電が継続する程、充電率推定精度が低下する開放電圧推定法の寄与が小さくなり、第3の充電率の推定精度が更に向上される。 According to the charging rate calculation apparatus according to the second aspect of the present invention, as the discharge duration time of the secondary battery increases, the first weighting factor α for the first charging rate is increased and the second charging rate is increased. The second weight coefficient β for is reduced. In this way, as the secondary battery continues to be discharged, the contribution of the open-circuit voltage estimation method, which decreases the charging rate estimation accuracy, is reduced, and the third charging rate estimation accuracy is further improved.
本発明の第3の観点に係る充電率算出装置によれば、二次電池が充電状態となった場合、第1の重み係数α及び第2の重み係数βをそれぞれ所定値に定める。このため、二次電池が充電状態である場合等、開放電圧推定法による充電率の推定精度が比較的高い場合、二次電池の放電継続時間に応じた重み付けを停止するので、第3の充電率の推定精度が更に向上される。 According to the charging rate calculation apparatus according to the third aspect of the present invention, when the secondary battery is in a charged state, the first weighting factor α and the second weighting factor β are respectively set to predetermined values. For this reason, when the estimation accuracy of the charging rate by the open-circuit voltage estimation method is relatively high, such as when the secondary battery is in a charged state, weighting according to the discharge duration of the secondary battery is stopped, so the third charge The accuracy of rate estimation is further improved.
本発明の第4の観点に係る充電率算出装置によれば、第3の充電率又は二次電池の端子電圧値の減少が開始した時刻を、放電継続状態の起算時刻である放電開始時刻nに定める。二次電池の放電が継続する時間帯において、充電率の真値及び端子電圧値はそれぞれ略一定の時間変化率で減少する。このため、第3の充電率又は端子電圧値の減少を判定することによって、二次電池の放電開始を高精度に判定可能である。 According to the charging rate calculation apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the discharge start time n, which is the starting time of the discharge continuation state, is the time when the decrease of the third charging rate or the terminal voltage value of the secondary battery starts. Stipulated in In the time zone in which the secondary battery continues to discharge, the true value of the charging rate and the terminal voltage value decrease at a substantially constant time change rate. For this reason, it is possible to determine the discharge start of the secondary battery with high accuracy by determining the decrease in the third charging rate or the terminal voltage value.
本発明の第5の観点に係る充電率算出装置によれば、第3の充電率又は端子電圧値の減少量に応じて、第1の重み係数α及び第2の重み係数βを決定する。ここで、開放電圧推定法による充電率は、一定の放電継続時間において、小さい電流で放電が行われる場合よりも、大きな電流で放電が行われる場合に、推定精度が低下しやすい。ここで、一定の放電継続時間において、放電電流が大きい程、第3の充電率又は端子電圧値の減少量が大きくなる。このため、例えば放電継続時間と係数との対応関係を示すルックアップテーブルを第1のルックアップテーブル及び第2のルックアップテーブルとして用いる構成と比較して、充電率の変化又は端子電圧値の変化、即ち放電電流の大きさを考慮して係数が決定されるため、第3の充電率の推定精度が更に向上する。 According to the charging rate calculation apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the first weighting factor α and the second weighting factor β are determined according to the third charging rate or the decrease amount of the terminal voltage value. Here, the charging rate according to the open-circuit voltage estimation method is likely to be reduced in accuracy when discharging is performed with a large current, compared to when discharging is performed with a small current in a certain discharge duration. Here, the amount of decrease in the third charging rate or the terminal voltage value increases as the discharge current increases during a certain discharge duration. For this reason, for example, a change in charge rate or a change in terminal voltage value is compared with a configuration in which a look-up table indicating a correspondence relationship between discharge durations and coefficients is used as the first look-up table and the second look-up table. That is, since the coefficient is determined in consideration of the magnitude of the discharge current, the estimation accuracy of the third charging rate is further improved.
本発明の第6の観点に係る充電率算出装置によれば、オルタネータの制御情報に基づいてオルタネータの発電停止を検出すると、オルタネータの発電停止を検出した時刻を放電継続時間の起算時刻に定める。このように、オルタネータの制御情報に基づいて検出可能なオルタネータの発電停止時刻を、二次電池の放電開始時刻と見なすことができるので、二次電池の放電開始を高精度に判定可能である。 According to the charging rate calculation apparatus of the sixth aspect of the present invention, when the power generation stop of the alternator is detected based on the control information of the alternator, the time when the power generation stop of the alternator is detected is set as the starting time of the discharge duration time. As described above, since the power generation stop time of the alternator that can be detected based on the control information of the alternator can be regarded as the discharge start time of the secondary battery, the discharge start of the secondary battery can be determined with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(実施の形態1)
はじめに図1を参照して、本発明の実施の形態1に係る蓄電池システム10の概略構成について説明する。蓄電池システム10は、例えばハイブリッド車(HEV車)等の車両に搭載される。
(Embodiment 1)
First, a schematic configuration of a
蓄電池システム10は、オルタネータ11と、スタータ12と、第1の二次電池13と、充電率算出装置14と、第2の二次電池15と、負荷16と、第1のスイッチ17と、第2のスイッチ18と、第3のスイッチ19と、制御部20と、を備える。オルタネータ11、スタータ12、第1の二次電池13、第2の二次電池15、及び負荷16は、並列に接続される。
The
オルタネータ11は、発電機であって、車両のエンジンに機械的に接続される。オルタネータ11は、エンジンの駆動によって発電可能である。オルタネータ11がエンジンの駆動によって発電した電力は、レギュレータで出力電圧を調整されて、第1の二次電池13、第2の二次電池15、及び負荷16に供給され得る。またオルタネータ11は、車両の減速時等に回生によって発電可能である。オルタネータ11が回生発電した電力は、第1の二次電池13及び第2の二次電池15の充電に使用され得る。
The alternator 11 is a generator and is mechanically connected to a vehicle engine. The alternator 11 can generate power by driving the engine. The power generated by the alternator 11 by driving the engine can be supplied to the first
スタータ12は、例えばセルモータを含んで構成され、第1の二次電池13及び第2の二次電池15の少なくとも一方からの電力供給を受けて、車両のエンジンを始動させる。
The
第1の二次電池13は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等、鉛蓄電池以外の二次電池である。本実施形態において、第1の二次電池13の出力電圧は、第2の二次電池15の出力電圧と略同一であって、例えば12Vである。或いは、第1の二次電池13の出力電圧は、第2の二次電池15の出力電圧と異なってもよい。かかる場合、第1の二次電池13の出力電圧は、DC/DCコンバータによって、第2の二次電池15の出力電圧と略同一となるように調整される。また第1の二次電池13は、エンジン駆動の停止中(アイドリングの停止中)、即ちオルタネータ11による発電が停止している場合に、スタータ12、負荷16、及びECU等に対して電力を供給可能である。
The first
充電率算出装置14は、第1の二次電池13の充電率を算出する。充電率算出装置14の詳細については後述する。
The charging
第2の二次電池15は、例えば公称電圧12Vの出力電圧を有する鉛蓄電池であって、負荷16に対して電力を供給可能である。
The second
負荷16は、例えば車両に備えられたオーディオ、エアコン、及びナビゲーションシステム等を含む負荷16であって、供給された電力を消費して動作する。負荷16は、エンジン駆動の停止中に第1の二次電池13、及び第2の二次電池15からの電力供給を受けて動作し、エンジン駆動中にオルタネータ11、第1の二次電池13、及び第2の二次電池15からの電力供給を受けて動作する。
The
第1のスイッチ17は、スタータ12と直列に接続されるスイッチである。第1のスイッチ17は、スタータ12を他の構成要素と並列に接続し又は切り離す。
The first switch 17 is a switch connected in series with the
第2のスイッチ18は、第1の二次電池13と直列に接続されるスイッチである。第2のスイッチ18は、第1の二次電池13を他の構成要素と並列に接続し又は切り離す。
The second switch 18 is a switch connected in series with the first
第3のスイッチ19は、第2の二次電池15及び負荷16と直列に接続されるスイッチである。第3のスイッチ19は、第2の二次電池15及び負荷16を他の構成要素と並列に接続し又は切り離す。
The third switch 19 is a switch connected in series with the second
制御部20は、例えば車両に備えられたECUを含んで構成され、蓄電池システム10の動作全体を制御する。例えば制御部20は、第1のスイッチ17、第2のスイッチ18、及び第3のスイッチ19の動作をそれぞれ制御して、オルタネータ11、第1の二次電池13、及び第2の二次電池15による電力供給、並びに第1の二次電池13及び第2の二次電池15の充電を行なう。
The
次に図2を参照して、充電率算出装置14の詳細について説明する。充電率算出装置14は、充放電電流検出部21と、端子電圧検出部22と、電流積算法推定部(第1の推定部)23と、開放電圧法推定部(第2の推定部)24と、充電率算出部25と、遅延素子26と、を備える。
Next, details of the charging
充放電電流検出部21は、例えばシャント抵抗等を含んで構成され、第1の二次電池13の充放電電流値i(k)を検出する。ここでkは、離散時間における時刻を示す。また充放電電流値i(k)は、充放電電流の絶対値とする。検出された充放電電流値i(k)は、入力信号として、電流積算法推定部23及び開放電圧法推定部24にそれぞれ入力される。充放電電流検出部21は、上記構成に限られず種々の構造・形式を有するものを適宜採用できる。
The charge / discharge
端子電圧検出部22は、第1の二次電池13の端子電圧値v(k)を検出する。検出された端子電圧値v(k)は、入力信号として、電流積算法推定部23及び開放電圧法推定部24にそれぞれ入力される。端子電圧検出部22は、種々の構造・形式を有するものを適宜採用できる。
The
電流積算法推定部23は、電流積算法充電率(第1の充電率)SOC1(k)を推定する。以下具体的に説明する。例えば車両(エンジン)の初回始動時を時刻k=0に定め、時刻k=0において第1の二次電池13の状態が安定しており且つ無負荷状態であるものとする。かかる場合、端子電圧検出部22から入力される端子電圧値v(0)は開放電圧値OCV(0)とみなすことができる。このため電流積算法推定部23は、予め実験又はシミュレーションで求められた、第1の二次電池13の開放電圧と充電率との関係を示すOCV−SOCルックアップテーブルを用いて、開放電圧値OCV(0)とみなした端子電圧値v(0)の値に対応する充電率を、第1の充電率SOC1(0)として推定する。第1の充電率SOC1(0)は、入力信号として、充電率算出部25に入力される。また、時刻k≧1において電流積算法推定部23は、後述するように遅延素子26から入力される第3の充電率の前回値SOC3(k−1)に、充放電電流検出部21から入力される充放電電流値i(k)を満充電容量FCCで除算した値を加算した値SOC3(k−1)+i(k)/FCCを、第1の充電率SOC1(k)として推定する。推定された第1の充電率SOC1(k)は、入力信号として、充電率算出部25に入力される。
The current integration
開放電圧法推定部24は、開放電圧法充電率(第2の充電率)SOC2(k)を推定する。具体的には、はじめに開放電圧法推定部24は、充放電電流検出部21及び端子電圧検出部22からそれぞれ入力される充放電電流値i(k)及び端子電圧値v(k)に基づいて、例えばフォスタ型RC梯子回路やカウエル型RC梯子回路等、第1の二次電池13の等価回路モデルにおける各パラメータを推定する。例えば、開放電圧法推定部24は、カルマンフィルタ等の適応フィルタ又は最小二乗法等を用いてコンデンサの静電容量値C(k)、内部抵抗値R(k)、及び開放電圧値OCV(k)を推定する。ここで開放電圧値OCV(k)は、例えばOCV(k)=v(k)+(i(k)×R(k))で算出される。そして開放電圧法推定部24は、予め実験又はシミュレーションで求められた、第1の二次電池13の開放電圧と充電率との関係を示すOCV−SOCルックアップテーブルを用いて、開放電圧値OCV(k)の値に対応する充電率を第2の充電率SOC2(k)として推定する。推定された第2の充電率SOC2(k)は、入力信号として、充電率算出部25に入力される。
The open-circuit voltage
充電率算出部25は、後述するように、第1の重み係数α及び第2の重み係数βを用いてそれぞれ重み付けされた第1の充電率αSOC1(k)及び第2の充電率βSOC2(k)に基づいて、第3の充電率SOC3(k)を算出する。本実施の形態において、第3の充電率SOC3(k)は、時刻kにおける第1の二次電池13の充電率に定められる。充電率算出部25の詳細については後述する。
As will be described later, the charging
遅延素子26は、充電率算出部25から第3の充電率SOC3(k)が入力されると、第3の充電率の前回値SOC3(k−1)を電流積算法推定部23に入力する。
When the third charging rate SOC3 (k) is input from the charging
次に図3を参照して、充電率算出部25の詳細について説明する。充電率算出部25は、評価パラメータ算出部27と、第1の係数決定部28と、第2の係数決定部29と、第1の乗算器30と、第2の乗算器31と、加算器32と、を備える。
Next, the details of the charging
評価パラメータ算出部27は、第1の二次電池13の放電が継続する時間(放電継続時間)に応じて評価パラメータP(k)を算出する。以下、具体的に説明する。
The evaluation
はじめに評価パラメータ算出部27は、加算器32から入力される第3の充電率SOC3を蓄積する。例えば時刻kにおいて、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1以前の第3の充電率SOC3(k−1)、SOC3(k−2)、…を記憶している。
First, the evaluation
続いて評価パラメータ算出部27は、第3の充電率SOC3の変化に基づいて、第1の二次電池13の放電が開始されたか否かを判定する。ここで、ある時刻(例えば、k=10)において第3の充電率SOC3が増加し、次の時刻(例えば、k=11)において第3の充電率SOC3が減少している場合、時刻k=11において第1の二次電池13の放電が開始したと判定可能である。本実施の形態において、評価パラメータ算出部27は、時刻kにおいて、式(1)及び式(2)が満たされるか否かを判定する。
SOC3(k−3)<SOC3(k−2) (1)
SOC3(k−2)>SOC3(k−1) (2)
Subsequently, the evaluation
SOC3 (k-3) <SOC3 (k-2) (1)
SOC3 (k-2)> SOC3 (k-1) (2)
式(1)及び式(2)が満たされる場合、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1において第1の二次電池13の放電が開始したと判定する。そして評価パラメータ算出部27は、第1の二次電池13の放電開始と判定すると、時刻k−1を第1の二次電池13の放電開始時刻(放電継続時間の起算時刻)nに定める。
When Expression (1) and Expression (2) are satisfied, the evaluation
一方、式(1)及び式(2)の少なくとも一方が満たされない場合、評価パラメータ算出部27は、第3の充電率SOC3の変化に基づいて、第1の二次電池13の放電が継続している状態(放電継続状態)であるか否かを判定する。ここで、ある時刻(例えば、k=10)において第3の充電率SOC3が減少し、次の時刻(例えば、k=11)においても第3の充電率SOC3が減少している場合、時刻k=11において第1の二次電池13の放電が継続している状態と判定可能である。本実施の形態において、評価パラメータ算出部27は、時刻kにおいて、式(3)及び式(4)が満たされるか否かを判定する。
SOC3(k−3)>SOC3(k−2) (3)
SOC3(k−2)>SOC3(k−1) (4)
On the other hand, when at least one of Expression (1) and Expression (2) is not satisfied, the evaluation
SOC3 (k-3)> SOC3 (k-2) (3)
SOC3 (k-2)> SOC3 (k-1) (4)
式(3)及び式(4)が満たされる場合、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1において第1の二次電池13が放電継続状態と判定する。
When Expression (3) and Expression (4) are satisfied, the evaluation
ここで、時刻kにおいて第1の二次電池13の放電開始又は放電継続状態と判定すると、評価パラメータ算出部27は、式(5)に示すように、放電開始時刻nから時刻k−1までのSOC3の変化量(減少量)を評価パラメータP(k)に定める。
P(k)=SOC3(n)−SOC3(k−1) (5)
Here, when it is determined that the first
P (k) = SOC3 (n) −SOC3 (k−1) (5)
式(5)に示すように、評価パラメータP(k)は、第1の二次電池13の放電継続時間(式(5)においては(k−1)−n)に応じて変化する。具体的には、放電継続時間が増加するに従って、評価パラメータP(k)の値が大きくなる。 As shown in Expression (5), the evaluation parameter P (k) changes according to the discharge duration of the first secondary battery 13 ((k-1) -n in Expression (5)). Specifically, as the discharge duration increases, the value of the evaluation parameter P (k) increases.
そして評価パラメータ算出部27は、評価パラメータP(k)を算出すると、当該評価パラメータP(k)を第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。
Then, after calculating the evaluation parameter P (k), the evaluation
一方、式(3)及び式(4)の少なくとも一方が満たされない場合、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1において第1の二次電池13が充電状態と判定する。そして評価パラメータ算出部27は、第1の二次電池13が充電状態であることを示す情報を第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。
On the other hand, when at least one of Expression (3) and Expression (4) is not satisfied, the evaluation
第1の係数決定部28は、評価パラメータ算出部27からの入力信号に基づいて、第1の充電率SOC1(k)に乗じる第1の重み係数αを決定する。以下、具体的に説明する。
Based on the input signal from evaluation
評価パラメータ算出部27から評価パラメータP(k)を取得した場合、第1の係数決定部28は、予め定められた、評価パラメータP(k)と係数との関係を示す第1のルックアップテーブルを用いて、評価パラメータP(k)に対応する係数を第1の重み係数αに定める。第1のルックアップテーブルの詳細については後述する。
When the evaluation parameter P (k) is acquired from the evaluation
一方、評価パラメータ算出部27から第1の二次電池13が充電状態であることを示す情報を取得した場合、第1の係数決定部28は、所定値C1を第1の重み係数αに定める。所定値C1は、後述する所定値C2との和が1になるように定められた値であって、0≦C1≦1の範囲内で任意に定められる。好適には、所定値C1は、0≦C1<0.5の範囲内の値である。更に好適には、所定値C1=0である。このように、第1の二次電池13の充電中において、第1の重み係数α=C1となる。
On the other hand, when information indicating that the first
第2の係数決定部29は、評価パラメータ算出部27からの入力信号に基づいて、第2の充電率SOC2(k)に乗じる第2の重み係数βを決定する。以下、具体的に説明する。
Based on the input signal from evaluation
評価パラメータ算出部27から評価パラメータP(k)を取得した場合、第2の係数決定部29は、予め定められた、評価パラメータP(k)と係数との関係を示す第2のルックアップテーブルを用いて、評価パラメータP(k)に対応する係数を第2の重み係数βに定める。第2のルックアップテーブルの詳細については後述する。
When the evaluation parameter P (k) is acquired from the evaluation
一方、評価パラメータ算出部27から第1の二次電池13が充電状態であることを示す情報を取得した場合、第2の係数決定部29は、所定値C2を第2の重み係数βに定める。所定値C2は、上述した所定値C1との和が1になるように定められた値であって、0≦C2≦1の範囲内で任意に定められる。好適には、所定値C2は、0.5<C2≦1の範囲内の値である。更に好適には、所定値C2=1である。このように、第1の二次電池13の充電中において、第2の重み係数β=C2となる。
On the other hand, when the information indicating that the first
ここで図4及び図5を参照して、第1のルックアップテーブル及び第2のルックアップテーブルについて説明する。 Here, the first lookup table and the second lookup table will be described with reference to FIG. 4 and FIG.
図4は、第1のルックアップテーブルにおける評価パラメータP(k)と係数との関係を示すグラフである。図4において、横軸は評価パラメータP(k)を示し、縦軸は係数を示す。図示するように、第1のルックアップテーブルにおいて、評価パラメータP(k)が大きい程、対応する係数の値が大きい。即ち、第1の二次電池13の放電継続時間が増加するに従って評価パラメータP(k)が大きくなると、電流積算法によって推定される第1の充電率SOC1(k)の重み付けが大きくなる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the evaluation parameter P (k) and the coefficient in the first lookup table. In FIG. 4, the horizontal axis represents the evaluation parameter P (k), and the vertical axis represents the coefficient. As illustrated, in the first lookup table, the larger the evaluation parameter P (k), the larger the value of the corresponding coefficient. That is, when the evaluation parameter P (k) increases as the discharge duration of the first
一方、図5は、第2のルックアップテーブルにおける評価パラメータP(k)と係数との関係を示すグラフである。図5において、横軸は評価パラメータP(k)を示し、縦軸は係数を示す。図示するように、第2のルックアップテーブルにおいて、評価パラメータP(k)が大きい程、対応する係数の値が小さい。即ち、第1の二次電池13の放電継続時間が増加するに従って評価パラメータP(k)が大きくなると、開放電圧推定法によって推定される第2の充電率SOC2(k)の重みが小さくなる。
On the other hand, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the evaluation parameter P (k) and the coefficient in the second lookup table. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the evaluation parameter P (k), and the vertical axis indicates the coefficient. As illustrated, in the second lookup table, the larger the evaluation parameter P (k), the smaller the value of the corresponding coefficient. That is, when the evaluation parameter P (k) increases as the discharge duration of the first
また、第1のルックアップテーブル及び第2のルックアップテーブルにおいて、任意の評価パラメータP(k)に対してそれぞれ定まる係数の合計が1となるように、電流又は充放電レートと係数との関係が定められる。したがって、充放電電流値i(k)に対して定まる第1の重み係数αと第2の重み係数βとの和は、常に1である。ここで、第1のルックアップテーブル及び第2のルックアップテーブルにおける、評価パラメータP(k)と係数との対応関係は、図4及び図5にそれぞれ示される対応関係に限られず、任意に定められる。例えば、評価パラメータP(k)に応じて、係数が段階的に(非連続で)変化する構成であってもよい。 Further, in the first look-up table and the second look-up table, the relationship between the current or charge / discharge rate and the coefficient so that the sum of the coefficients determined for each arbitrary evaluation parameter P (k) is 1. Is determined. Therefore, the sum of the first weighting coefficient α and the second weighting coefficient β determined for the charge / discharge current value i (k) is always 1. Here, the correspondence relationship between the evaluation parameter P (k) and the coefficient in the first lookup table and the second lookup table is not limited to the correspondence relationship shown in FIGS. 4 and 5, but is arbitrarily determined. It is done. For example, the coefficient may be changed stepwise (non-continuously) according to the evaluation parameter P (k).
図3に示す第1の乗算器30は、第1の充電率SOC1(k)に、決定された第1の重み係数αを乗じて、重み付けされた第1の充電率αSOC1(k)を算出する。
The
第2の乗算器31は、第2の充電率SOC2(k)に、決定された第2の重み係数βを乗じて、重み付けされた第2の充電率βSOC2(k)を算出する。
The
加算器32は、式(6)に示すように、重み付けされた第1の充電率αSOC1(k)と重み付けされた第2の充電率βSOC2(k)との和を第3の充電率SOC3(k)に定める。
SOC3(k)=αSOC1(k)+βSOC2(k) (6)
As shown in Expression (6), the
SOC3 (k) = αSOC1 (k) + βSOC2 (k) (6)
次に図6に示すフローチャートを参照して、充電率算出装置14の充電率算出部25の動作について説明する。本動作は、例えば車両の動作中の任意の時点で開始される。ここで充電率算出部25は、時刻kにおいて、時刻k−1以前の第3の充電率SOC3を記憶していることを前提とする。
Next, the operation of the charging
ステップS100:はじめに評価パラメータ算出部27は、第3の充電率SOC3の変化に基づいて、第1の二次電池13の放電が開始されたか否かを判定する。具体的には、上述した式(1)及び式(2)が満たされる場合(ステップS100−Yes)、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1において第1の二次電池13の放電が開始したと判定し、ステップS101に進む。一方、式(1)及び式(2)の少なくとも一方が満たされない場合(ステップS100−No)、ステップS102に進む。
Step S100: First, the evaluation
ステップS101:ステップS100において第1の二次電池13の放電開始と判定した場合(ステップS100−Yes)、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1を第1の二次電池13の放電開始時刻nに定め、ステップS103に進む。
Step S101: When it is determined in step S100 that the discharge of the first
ステップS102:一方、ステップS100において第1の二次電池13の放電開始と判定しない場合(ステップS100−No)、評価パラメータ算出部27は、第3の充電率SOC3の変化に基づいて、第1の二次電池13が放電継続状態であるか否かを判定する。具体的には、上述した式(3)及び式(4)が満たされる場合(ステップS101−Yes)、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1において第1の二次電池13が放電継続状態と判定し、ステップS103に進む。一方、式(3)及び式(4)の少なくとも一方が満たされない場合(ステップS101−No)、評価パラメータ算出部27は、時刻k−1において第1の二次電池13が充電状態と判定し、ステップS105に進む。
Step S102: On the other hand, when it is not determined in step S100 that the discharge of the first
ステップS103:ステップS101の後、又はステップS102において第1の二次電池13が放電継続状態と判定した場合(ステップS102−Yes)、評価パラメータ算出部27は、評価パラメータP(k)を算出して、第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。本実施の形態において、上述した式(5)に示すように、放電開始時刻nから時刻k−1までのSOC3の変化量(減少量)が評価パラメータP(k)に定められる。
Step S103: After step S101 or when it is determined in step S102 that the first
ステップS104:次に第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29は、ステップS103の評価パラメータP(k)に対応する第1の重み係数α及び第2の重み係数βをそれぞれ決定し、ステップS107に進む。
Step S104: Next, the first
ステップS105:一方、ステップS102において第1の二次電池13が充電状態と判定した場合(ステップS102−No)、評価パラメータ算出部27は、第1の二次電池13が充電状態であることを示す情報を第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。
Step S105: On the other hand, when the first
ステップS106:次に第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29は、ステップS105における第1の二次電池13が充電状態であることを示す情報を取得すると、それぞれ所定値C1を第1の重み係数αに定め、所定値C2を第2の重み係数βに定める。例えば、第1の重み係数α=0、第2の重み係数β=1に定められる。
Step S106: Next, when the first
ステップS107:ステップS104の後又はステップS106の後、加算器32は、上述した式(6)に示すように、重み付けされた第1の充電率αSOC1(k)と重み付けされた第2の充電率βSOC2(k)との和を第3の充電率SOC3(k)に定める。
Step S107: After step S104 or after step S106, the
ステップS108:そして、充電率算出部25は、時刻kをインクリメントし、ステップS100に戻る。
Step S108: The charging
次に図7を参照して、本実施の形態に係る充電率算出装置14によって推定した充電率SOC(第3の充電率SOC3)の実験値について説明する。
Next, with reference to FIG. 7, the experimental value of the charging rate SOC (third charging rate SOC3) estimated by the charging
図7(a)は、横軸を時間k、縦軸を端子電圧値vとした図である。上述したように、本実施の形態において、車両の減速時等に行われる回生によって第1の二次電池13の充放電が比較的短時間で切り替わる時間帯と、例えばエンジン駆動の停止中(アイドリングの停止中)に第1の二次電池13が放電を継続する時間帯と、が存在する。充放電が短時間で切り替わる時間帯(図中の領域A)において、端子電圧値は比較的短時間で変動する。一方、放電が継続する時間帯(図中の領域B)において、端子電圧値が略一定の時間変化率で減少する。
FIG. 7A is a diagram in which the horizontal axis represents time k and the vertical axis represents the terminal voltage value v. As described above, in the present embodiment, the time period during which charging / discharging of the first
図7(b)は、横軸を時間k、縦軸を充電率SOC(真値)とした図である。横軸は、図7(a)に対応している。充電率SOCは、図中の領域Aにおいて充放電が繰り返し行われるため、比較的短時間で変動する。一方、充電率SOCは、図中の領域Bにおいて、放電が継続するため、略一定の時間変化率で減少する。このことは、車両のエンジンの動作停止中(アイドリングの停止中)において、負荷16の消費電力が略一定であることに起因する。
FIG. 7B is a diagram in which the horizontal axis represents time k and the vertical axis represents the charging rate SOC (true value). The horizontal axis corresponds to FIG. The charging rate SOC varies in a relatively short time because charging / discharging is repeatedly performed in the region A in the figure. On the other hand, the charging rate SOC decreases at a substantially constant rate of time change in region B in the figure because discharging continues. This is due to the fact that the power consumption of the
図7(c)は、横軸を時間k、縦軸を充電率SOCの推定誤差とした図である。図中の破線は、比較のため、充電率算出装置14において、常に第1の重み係数α=1、第2の重み係数β=0とした場合、即ち、電流積算法のみを用いた場合の推定誤差を示す。また図中の実線は、本実施の形態に係る充電率算出装置14による推定誤差を示す。図7(c)から明らかなように、本実施の形態に係る充電率算出装置14によれば、特に領域B、即ち放電が継続している時間帯において、推定誤差が低減されている。また本実施の形態に係る充電率算出装置14によれば、領域A、即ち充放電が比較的短時間で切り替わる時間帯においても、放電が行われている比較的短い時間帯で推定誤差が低減されている。
FIG. 7C is a diagram in which the horizontal axis represents time k and the vertical axis represents the estimation error of the charging rate SOC. For the sake of comparison, the broken line in the figure indicates the case where the first weighting factor α = 1 and the second weighting factor β = 0 in the charging
このように、本発明の実施の形態1に係る充電率算出装置14によれば、第1の二次電池13の放電継続時間に応じて、電流積算法による第1の充電率SOC1及び開放電圧推定法による第2の充電率SOC2のそれぞれに対する重み付けが行われる。このため、例えば第1の二次電池13の放電が継続する場合に、第3の充電率SOC3の推定誤差が低減されるので、第3の充電率SOC3の推定精度が向上される。
As described above, according to the charging
好適には、充電率算出装置14は、第1の二次電池13の放電継続時間が増加するに従って、第1の充電率SOC1に対する第1の重み係数αを大きくし、第2の充電率SOC2に対する第2の重み係数βを小さくする。このようにして、第1の二次電池13の放電が継続する程、充電率推定精度が低下する開放電圧推定法の寄与が小さくなり、第3の充電率SOC3の推定精度が更に向上される。
Preferably, the charging
また好適には、充電率算出装置14は、第1の二次電池13が充電状態となった場合、第1の重み係数α及び第2の重み係数βをそれぞれ所定値C1、C2に定める。このため、第1の二次電池13が充電状態である場合等、開放電圧推定法による充電率の推定精度が比較的高い場合、上述した第1の二次電池13の放電継続時間に応じた重み付けを停止するので、第3の充電率SOC3の推定精度が更に向上される。
Preferably, the charging
また好適には、充電率算出装置14は、第3の充電率SOC3の減少が開始した時刻を、放電継続状態の起算時刻である放電開始時刻nに定める。上述したように、第1の二次電池13の放電が継続する時間帯において、充電率の真値は略一定の時間変化率で減少する(例えば、図7(b)の領域B参照)。このため、充電率算出装置14は、第3の充電率SOC3の減少を判定することによって、第1の二次電池13の放電開始を高精度に判定可能である。
In addition, preferably, the charging
また好適には、充電率算出装置14は、評価パラメータPの変化量、本実施の形態では第3の充電率SOC3の減少量に応じて、第1の重み係数α及び第2の重み係数βを決定する。ここで、開放電圧推定法による充電率は、一定の放電継続時間において、小さい電流で放電が行われる場合よりも、大きな電流で放電が行われる場合に、推定精度が低下しやすい。ここで、一定の放電継続時間において、放電電流が大きい程、第3の充電率SOC3の減少量が大きくなる。このため、本実施の形態に係る充電率算出装置14によれば、例えば放電継続時間と係数との対応関係を示すルックアップテーブルを第1のルックアップテーブル及び第2のルックアップテーブルとして用いる構成と比較して、充電率の変化、即ち放電電流の大きさを考慮して係数が決定されるため、第3の充電率SOC3の推定精度が更に向上する。
Also preferably, the charging
(実施の形態2)
次に図8を参照して、本発明の実施の形態2に係る充電率算出装置14の構成について説明する。本実施の形態に係る蓄電池システム10の概略構成は、実施の形態1と同様である。概略として、本実施の形態にかかる充電率算出装置14は、第3の充電率SOC3に基づいて評価パラメータPを決定する構成に代えて、第1の二次電池13の端子電圧値に基づいて評価パラメータPを決定する構成が採用される点が実施の形態1と異なる。以下、実施の形態1と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
(Embodiment 2)
Next, the configuration of the charging
図8に示すように、充電率算出装置14は、充放電電流検出部21と、端子電圧検出部220と、電流積算法推定部23と、開放電圧法推定部24と、充電率算出部250と、遅延素子26と、を備える。充放電電流検出部21、電流積算法推定部23、開放電圧法推定部24、及び遅延素子26は、実施の形態1と同一である。
As shown in FIG. 8, the charging
端子電圧検出部220は、実施の形態1と同様に、第1の二次電池13の端子電圧値v(k)を検出する。本実施の形態において、検出された端子電圧値v(k)は、入力信号として、電流積算法推定部23、開放電圧法推定部24、及び充電率算出部250にそれぞれ入力される。
The terminal
充電率算出部250は、実施の形態1と同様に、第1の重み係数α及び第2の重み係数βを用いてそれぞれ重み付けされた第1の充電率αSOC1(k)及び第2の充電率βSOC2(k)に基づいて、第3の充電率SOC3(k)を算出する。
Similarly to the first embodiment, the
次に図9を参照して、充電率算出部250の詳細について説明する。充電率算出部250は、評価パラメータ算出部270と、第1の係数決定部28と、第2の係数決定部29と、第1の乗算器30と、第2の乗算器31と、加算器32と、を備える。第1の係数決定部28、第2の係数決定部29、第1の乗算器30、第2の乗算器31、及び加算器32は、実施の形態1と同一である。
Next, details of the charging
評価パラメータ算出部270は、第1の二次電池13の放電継続時間に応じて評価パラメータP(k)を算出する。本実施の形態では、評価パラメータP(k)が実施の形態1と異なる。以下、具体的に説明する。
The evaluation
はじめに評価パラメータ算出部270は、端子電圧検出部220から入力される端子電圧値vを蓄積する。例えば時刻kにおいて、評価パラメータ算出部270は、時刻k以前の端子電圧値v(k)、v(k−1)、…を記憶している。
First, the evaluation
続いて評価パラメータ算出部270は、端子電圧値vの変化に基づいて、第1の二次電池13の放電が開始されたか否かを判定する。ここで、例えば図7(a)に示すように、第1の二次電池13の放電が継続する時間帯(図中の領域B)において、端子電圧値が略一定の時間変化率で減少する。このため、ある時刻(例えば、k=10)において端子電圧値vが増加し、次の時刻(例えば、k=11)において端子電圧値vが減少している場合、時刻k=11において第1の二次電池13の放電が開始したと判定可能である。本実施の形態において、評価パラメータ算出部270は、時刻kにおいて、式(7)及び式(8)が満たされるか否かを判定する。
v(k−2)<v(k−1) (7)
v(k−1)>v(k) (8)
Subsequently, the evaluation
v (k-2) <v (k-1) (7)
v (k-1)> v (k) (8)
式(7)及び式(8)が満たされる場合、評価パラメータ算出部270は、時刻kにおいて第1の二次電池13の放電が開始したと判定する。そして評価パラメータ算出部270は、第1の二次電池13の放電開始と判定すると、時刻kを第1の二次電池13の放電開始時刻(放電継続時間の起算時刻)nに定める。
When Expression (7) and Expression (8) are satisfied, the evaluation
一方、式(7)及び式(8)の少なくとも一方が満たされない場合、評価パラメータ算出部270は、端子電圧値vの変化に基づいて、第1の二次電池13が放電継続状態であるか否かを判定する。ここで、ある時刻(例えば、k=10)において端子電圧値vが減少し、次の時刻(例えば、k=11)においても端子電圧値vが減少している場合、時刻k=11において第1の二次電池13の放電が継続している状態と判定可能である。本実施の形態において、評価パラメータ算出部270は、時刻kにおいて、式(9)及び式(10)が満たされるか否かを判定する。
v(k−2)>v(k−1) (9)
v(k−1)>v(k) (10)
On the other hand, when at least one of Expression (7) and Expression (8) is not satisfied, the evaluation
v (k-2)> v (k-1) (9)
v (k-1)> v (k) (10)
式(9)及び式(10)が満たされる場合、評価パラメータ算出部270は、時刻kにおいて第1の二次電池13が放電継続状態と判定する。
When Expression (9) and Expression (10) are satisfied, the evaluation
ここで、時刻kにおいて第1の二次電池13の放電開始又は放電継続状態と判定すると、評価パラメータ算出部270は、式(11)に示すように、放電開始時刻nから時刻kまでの端子電圧値vの変化量(減少量)を評価パラメータP(k)に定める。
P(k)=v(n)−v(k) (11)
Here, if it is determined that the first
P (k) = v (n) −v (k) (11)
式(11)に示すように、本実施の形態に係る評価パラメータP(k)は、実施の形態1と同様に、第1の二次電池13の放電継続時間(式(11)においてはk−n)に応じて変化する。具体的には、放電継続時間が増加するに従って、評価パラメータP(k)の値が大きくなる。 As shown in the equation (11), the evaluation parameter P (k) according to the present embodiment is the discharge duration of the first secondary battery 13 (k in the equation (11) is the same as in the first embodiment. -N). Specifically, as the discharge duration increases, the value of the evaluation parameter P (k) increases.
そして評価パラメータ算出部270は、評価パラメータP(k)を算出すると、当該評価パラメータP(k)を第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。
Then, after calculating the evaluation parameter P (k), the evaluation
一方、式(9)及び式(10)の少なくとも一方が満たされない場合、評価パラメータ算出部270は、時刻kにおいて第1の二次電池13が充電状態と判定する。そして評価パラメータ算出部270は、第1の二次電池13が充電状態であることを示す情報を第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。
On the other hand, when at least one of Expression (9) and Expression (10) is not satisfied, evaluation
このように、本発明の実施の形態2に係る充電率算出装置14によれば、第1の二次電池13の放電継続時間に応じて、電流積算法による第1の充電率SOC1及び開放電圧推定法による第2の充電率SOC2のそれぞれに対する重み付けが行われる。このため、実施の形態1と同様に、第3の充電率SOC3の推定精度が向上される。
As described above, according to the charging
また好適には、充電率算出装置14は、第1の二次電池13の端子電圧値vの減少が開始した時刻を、放電継続状態の起算時刻である放電開始時刻nに定める。上述したように、第1の二次電池13の放電が継続する時間帯において、第1の二次電池13の端子電圧は略一定の時間変化率で減少する(例えば、図7(a)の領域B参照)。このため、充電率算出装置14は、第1の二次電池13の端子電圧値vの減少を判定することによって、第1の二次電池13の放電開始を高精度に判定可能である。
Preferably, the charging
また好適には、充電率算出装置14は、評価パラメータPの変化量、本実施の形態では第1の二次電池13の端子電圧値vの減少量に応じて、第1の重み係数α及び第2の重み係数βを決定する。ここで、開放電圧推定法による充電率は、一定の放電継続時間において、小さい電流で放電が行われる場合よりも、大きな電流で放電が行われる場合に、推定精度が低下しやすい。ここで、一定の放電継続時間において、放電電流が大きい程、端子電圧値vの減少量が大きくなる。このため、本実施の形態に係る充電率算出装置14によれば、例えば放電継続時間と係数との対応関係を示すルックアップテーブルを第1のルックアップテーブル及び第2のルックアップテーブルとして用いる構成と比較して、第1の二次電池13の端子電圧値vの変化、即ち放電電流の大きさを考慮して係数が決定されるため、第3の充電率SOC3の推定精度が更に向上する。
Also preferably, the charging
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3に係る充電率算出装置14の構成について説明する。本実施の形態に係る蓄電池システム10及び充電率算出装置14の概略構成は、実施の形態1と同様である。概略として、本実施の形態にかかる充電率算出装置14は、第3の充電率SOC3に基づいて評価パラメータPを決定する構成に代えて、オルタネータ11の発電状態に基づいて決定した第1の二次電池13の放電継続時間を評価パラメータPに定める構成が採用される点が実施の形態1と異なる。以下、実施の形態1と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
(Embodiment 3)
Next, the configuration of the charging
図10に示すように、充電率算出装置14は、充放電電流検出部21と、端子電圧検出部22と、電流積算法推定部23と、開放電圧法推定部24と、充電率算出部251と、遅延素子26と、を備える。充放電電流検出部21、端子電圧検出部22、電流積算法推定部23、開放電圧法推定部24、及び遅延素子26は、実施の形態1と同一である。
As shown in FIG. 10, the charging
充電率算出部251は、実施の形態1と同様に、第1の重み係数α及び第2の重み係数βを用いてそれぞれ重み付けされた第1の充電率αSOC1(k)及び第2の充電率βSOC2(k)に基づいて、第3の充電率SOC3(k)を算出する。
Similarly to the first embodiment, the charging
次に図11を参照して、充電率算出部251の詳細について説明する。充電率算出部251は、通信部331と、評価パラメータ算出部271と、第1の係数決定部28と、第2の係数決定部29と、第1の乗算器30と、第2の乗算器31と、加算器32と、を備える。第1の係数決定部28、第2の係数決定部29、第1の乗算器30、第2の乗算器31、及び加算器32は、実施の形態1と同一である。
Next, details of the charging
通信部331は、例えば車両に備えられたCAN等の車載ネットワークを介して情報の送受信を行うインターフェースである。通信部331は、車載ネットワークから、オルタネータ11の制御情報を取得する。オルタネータ11の制御情報は、オルタネータ11の発電状態、例えば発電の開始及び発電の停止を示す情報を含む。例えばオルタネータ11の制御情報は、オルタネータ11の出力電圧を調整するためのレギュレータ電圧指令値を含む。オルタネータ11のレギュレータ電圧指令値に応じて、オルタネータ11の発電状態、例えば発電の開始及び発電の停止が検出可能である。
The
評価パラメータ算出部271は、第1の二次電池13の放電継続時間に応じて評価パラメータP(k)を算出する。本実施の形態では、評価パラメータP(k)が実施の形態1と異なる。以下、具体的に説明する。
The evaluation
はじめに評価パラメータ算出部271は、通信部331が受信したオルタネータ11の制御情報に基づいて、オルタネータ11の発電の停止を検出する。ここで、オルタネータ11の発電が停止すると、上述したように、第1の二次電池13による電力供給(放電)が開始する。
First, the evaluation
続いて評価パラメータ算出部271は、オルタネータ11の発電の停止を検出した場合、発電の停止を検出した時刻kを第1の二次電池13の放電開始時刻(放電継続時間の起算時刻)nに定める。
Subsequently, when the evaluation
続いて評価パラメータ算出部271は、通信部331が取得するオルタネータ11の制御情報に基づいてオルタネータ11の発電が開始されるまで、式(12)に示すように、放電開始時刻nから時刻kまでの時間(放電継続時間)を評価パラメータP(k)に定める。
P(k)=k−n (12)
Subsequently, until the power generation of the alternator 11 is started based on the control information of the alternator 11 acquired by the
P (k) = kn (12)
式(12)に示すように、本実施の形態に係る評価パラメータP(k)は、第1の二次電池13の放電継続時間k−nそのものである。したがって、放電継続時間が増加するに従って、評価パラメータP(k)の値が大きくなる。
As shown in Expression (12), the evaluation parameter P (k) according to the present embodiment is the discharge duration kn itself of the first
そして評価パラメータ算出部271は、評価パラメータP(k)を算出すると、当該評価パラメータP(k)を第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。
Then, after calculating the evaluation parameter P (k), the evaluation
一方、評価パラメータ算出部271は、通信部331が取得するオルタネータ11の制御情報に基づいてオルタネータ11の発電開始を検出すると、オルタネータ11の発電開始を検出した時刻kにおいて第1の二次電池13が充電状態と判定する。そして評価パラメータ算出部271は、第1の二次電池13が充電状態であることを示す情報を第1の係数決定部28及び第2の係数決定部29にそれぞれ入力する。
On the other hand, when the evaluation
このように、本発明の実施の形態3に係る充電率算出装置14によれば、第1の二次電池13の放電継続時間に応じて、電流積算法による第1の充電率SOC1及び開放電圧推定法による第2の充電率SOC2のそれぞれに対する重み付けが行われる。このため、実施の形態1と同様に、第3の充電率SOC3の推定精度が向上される。
As described above, according to the charging
また、充電率算出装置14は、オルタネータ11の制御情報に基づいてオルタネータ11の発電停止を検出すると、オルタネータ11の発電停止を検出した時刻kを放電継続時間の起算時刻nに定める。このように、オルタネータ11の制御情報に基づいて検出可能なオルタネータ11の発電停止時刻を、第1の二次電池13の放電開始時刻nと見なすことができるので、第1の二次電池13の放電開始を高精度に判定可能である。
Further, when the charging
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. .
例えば、上述した実施の形態3において、充電率算出装置14が、オルタネータ11の制御情報に基づいて、オルタネータ11の発電停止時刻を第1の二次電池13の放電開始時刻に定める構成について説明したが、他の情報に基づいて第1の二次電池13の放電開始時刻を定めてもよい。例えば、充電率算出装置14の充電率算出部251は、通信部331が車載ネットワークから受信したエンジンの制御情報に基づいて検出したエンジンの停止時刻を、第1の二次電池13の放電開始時刻に定めてもよい。
For example, in the above-described third embodiment, the configuration in which the charging
また、上述した実施の形態において、ハイブリッド車に搭載される蓄電池システム10について説明したが、これに限られない。例えば、蓄電池システム10は電気自動車(EV車)に搭載されてもよい。
Moreover, in embodiment mentioned above, although the
また、上述した実施の形態において、蓄電池システム10はリチウムイオン電池等の第1の二次電池13及び鉛蓄電池である第2の二次電池15を備える構成について説明したが、これに限られない。例えば、蓄電池システム10は、第1の二次電池13又は第2の二次電池15とは電池容量が異なる他の二次電池を更に備えてもよい。
Moreover, in embodiment mentioned above, although the
10 蓄電池システム
11 オルタネータ
12 スタータ
13 第1の二次電池
14 充電率算出装置
15 第2の二次電池
16 負荷
17 第1のスイッチ
18 第2のスイッチ
19 第3のスイッチ
20 制御部
21 充放電電流検出部
22、220 端子電圧検出部
23 電流積算法推定部
24 開放電圧法推定部
25、250、251 充電率算出部
26 遅延素子
27、270、271 評価パラメータ算出部
28 第1の係数決定部
29 第2の係数決定部
30 第1の乗算器
31 第2の乗算器
32 加算器
331 通信部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記二次電池の端子電圧値を検出する端子電圧検出部と、
前記充放電電流値を積算して第1の充電率を推定する第1の推定部と、
前記二次電池の開放電圧値と充電率との関係に基づき第2の充電率を推定する第2の推定部と、
前記二次電池の放電継続時間に応じてそれぞれ重み付けされた前記第1の充電率及び前記第2の充電率に基づいて、第3の充電率を算出する充電率算出部と、
を備える、二次電池の充電率算出装置。 A charge / discharge current detector for detecting a charge / discharge current value of the secondary battery;
A terminal voltage detector for detecting a terminal voltage value of the secondary battery;
A first estimation unit that accumulates the charge / discharge current values and estimates a first charging rate;
A second estimation unit that estimates a second charging rate based on a relationship between an open-circuit voltage value of the secondary battery and a charging rate;
A charge rate calculation unit for calculating a third charge rate based on the first charge rate and the second charge rate each weighted according to the discharge duration of the secondary battery;
A charging rate calculation device for a secondary battery.
前記充電率算出部は、前記二次電池の前記放電継続時間が増加するに従って、前記第1の充電率に対する重み付けを大きくし、前記第2の充電率に対する重み付けを小さくする、充電率算出装置。 The charging rate calculation device according to claim 1,
The charging rate calculation unit is configured to increase the weighting for the first charging rate and decrease the weighting for the second charging rate as the discharge duration of the secondary battery increases.
前記充電率算出部は、前記二次電池が充電状態となった場合、前記第1の充電率に対する重み付け及び前記第2の充電率に対する重み付けをそれぞれ所定値に定める、充電率算出装置。 It is a charge rate calculation device according to claim 1 or 2,
The charging rate calculation unit is a charging rate calculation device that sets the weighting for the first charging rate and the weighting for the second charging rate to predetermined values, respectively, when the secondary battery is in a charged state.
前記充電率算出部は、前記第3の充電率又は前記二次電池の端子電圧値の減少が開始した時刻を、前記放電継続時間の起算時刻に定める、充電率算出装置。 It is a charge rate calculation device according to any one of claims 1 to 3,
The charging rate calculation unit is a charging rate calculation device that determines a time at which a decrease in the terminal voltage value of the third charging rate or the secondary battery starts as a starting time of the discharge duration time.
前記充電率算出部は、前記起算時刻からの、前記第3の充電率の減少量又は前記二次電池の端子電圧値の減少量に応じて、前記第1の充電率に対する重み付け及び前記第2の充電率に対する重み付けを行う、充電率算出装置。 The charging rate calculation device according to claim 4,
The charging rate calculation unit weights the first charging rate according to a decrease amount of the third charging rate or a decrease amount of the terminal voltage value of the secondary battery from the calculation time and the second charging rate. The charge rate calculation apparatus which performs weighting with respect to the charge rate.
前記二次電池の充電を行うオルタネータが搭載された車両の車載ネットワークを介して、該オルタネータの制御情報を取得する通信部を更に備え、
前記充電率算出部は、
前記オルタネータの発電が停止した時刻を、前記放電継続時間の起算時刻に定める、充電率算出装置。 It is a charge rate calculation device according to any one of claims 1 to 3,
Via a vehicle-mounted network of a vehicle equipped with an alternator for charging the secondary battery, further comprising a communication unit for obtaining control information of the alternator;
The charging rate calculation unit
The charging rate calculation apparatus which determines the time when the power generation of the alternator stopped as the starting time of the discharge duration time.
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