JP2017223536A - Device for estimating battery state and method for estimating battery state - Google Patents

Device for estimating battery state and method for estimating battery state Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for estimating a battery state and a method for estimating a battery state, capable of accurately estimating a battery state.SOLUTION: A battery state estimation device 100 comprises; an OCV computation unit 120 configured to compute an OCV estimate based on detected current and voltage of a battery and internal resistance during charging and discharging; an SOC computation unit 130 configured to compute an SOC estimate, represented by a function fof the OCV estimate, based on the computed OCV estimate and a cumulative current value; storage means 151 configured to store the computed OCV estimate and SOC estimate; and an SOC-OCV curve computation unit 150 configured to compute an SOC-OCV curve using cumulative SOC estimate data if the OCV estimate data and SOC estimate data are accumulated in the storage means 151 under predetermined conditions.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電池状態推定装置および電池状態推定方法
に関する。
The present invention relates to a battery state estimation device and a battery state estimation method.

EV(Electric Vehicle)やHEV(Hybrid Electric Vehicle:ハイブリッド電気自動車)などの電動車両においては、バッテリ制御上の観点から、バッテリの状態推定を精度良く行う必要がある。その中でもSOC(State Of Charge:充電率)は重要なパラメータである。電動車両に用いられているLiイオン電池等の高圧バッテリにおいては、OCV(Open Circuit Voltage:開回路電圧)とSOCの関係があることが知られているため、SOCを推定する1つの方法としてOCVを推定した上で、上記に示したOCVとSOCの関係(以下、SOC−OCVカーブ)からSOCに換算する方法がある。
SOC−OCVカーブは、電池の劣化状態や個体差等により変化する。そこで、従来技術として、劣化状態や固体差、温度によるSOC−OCVカーブをマップとして格納しておき、得られたデータから最適なSOC−OCVカーブを選択することが行われる。この場合、SOC−OCVカーブを充放電装置などの理想状態で事前に取得しておき車両データ設定しておくことが一般的である。ただし、上記に示した方法では、大量生産によるSOC−OCVカーブのバラつきや劣化によるSOC−OCVカーブの変化に対して、対応できず、SOC推定精度の悪化に繋がる。
In electric vehicles such as EV (Electric Vehicle) and HEV (Hybrid Electric Vehicle), it is necessary to accurately estimate the state of the battery from the viewpoint of battery control. Among these, SOC (State Of Charge) is an important parameter. In a high voltage battery such as a Li ion battery used in an electric vehicle, it is known that there is a relationship between OCV (Open Circuit Voltage) and SOC, so OCV is one method for estimating SOC. There is a method of converting to SOC from the above-described relationship between OCV and SOC (hereinafter referred to as SOC-OCV curve).
The SOC-OCV curve changes depending on the deterioration state of the battery and individual differences. Therefore, as a conventional technique, an SOC-OCV curve depending on a deterioration state, a solid difference, and a temperature is stored as a map, and an optimum SOC-OCV curve is selected from the obtained data. In this case, it is general that the SOC-OCV curve is acquired in advance in an ideal state such as a charge / discharge device and vehicle data is set. However, the above-described method cannot cope with variations in the SOC-OCV curve due to mass production or changes in the SOC-OCV curve due to deterioration, leading to deterioration in SOC estimation accuracy.

特許文献1には、電池の開回路電圧と電池の充電状態の対応関係を記述したSOC−OCVマップデータを記憶するSOC−OCVマップデータ記憶部を有し、電池の開回路電圧と前記電池に流れる電流に基づき、SOC−OCVマップデータが記述している対応関係を修正することにより、経過時間に応じて異なる値の充電状態を出力する電池制御装置が記載されている。   Patent Document 1 has an SOC-OCV map data storage unit that stores SOC-OCV map data describing the correspondence between the open circuit voltage of a battery and the state of charge of the battery. There is described a battery control device that outputs a different state of charge according to elapsed time by correcting the correspondence described in the SOC-OCV map data based on the flowing current.

特開2014−196985号公報JP 2014-196985 A

しかしながら、特許文献1に記載の電池制御装置にあっては、劣化状態・固体差・温度によるSOC−OCVカーブをマップとして格納することは、その全組み合わせが膨大なものとなり、実際には非常に困難である。仮に実装しても、膨大なマップを格納するためには、膨大な記憶容量が必要となりコスト高となる。また、記憶容量を削減するために、マップを削減すると、精度が悪化してしまう。さらに、事前に想定しているマップからだけしか検索できない。   However, in the battery control device described in Patent Document 1, storing the SOC-OCV curve according to the deterioration state, the solid difference, and the temperature as a map is enormous in total, and is actually very Have difficulty. Even if it is implemented, an enormous storage capacity is required to store an enormous map, and the cost increases. Further, if the map is reduced in order to reduce the storage capacity, the accuracy deteriorates. Furthermore, you can search only from the map that you have assumed in advance.

そこで、本発明の課題は、電池状態を精度良く推定することができる電池状態推定装置および電池状態推定方法を提供することにある。   Then, the subject of this invention is providing the battery state estimation apparatus and battery state estimation method which can estimate a battery state accurately.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の電池状態推定装置は、電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、検出された前記電池の電流および電圧と、充電時と放電時の内部抵抗とに基づいて推定OCVを算出する推定OCV算出手段と、算出した前記推定OCVおよび電流積算値に基づいて、前記推定OCVの関数で表される推定SOCを算出する推定SOC算出手段と、算出した前記推定OCVおよび前記推定SOCを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に前記推定OCVおよび前記推定SOCのデータが、所定条件で蓄積された場合、蓄積された前記推定SOCのデータを用いて、SOC−OCVカーブを算出するSOC−OCVカーブ算出手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the battery state estimation device according to claim 1 includes a current detection unit that detects a charge / discharge current of a battery, a voltage detection unit that detects a voltage between terminals of the battery, and the detected An estimated OCV calculating means for calculating an estimated OCV based on the battery current and voltage and an internal resistance during charging and discharging, and a function of the estimated OCV based on the calculated estimated OCV and current integrated value. Estimated SOC calculating means for calculating the estimated SOC, storage means for storing the calculated estimated OCV and the estimated SOC, and data of the estimated OCV and the estimated SOC stored in the storage means under predetermined conditions And a SOC-OCV curve calculating means for calculating an SOC-OCV curve using the accumulated estimated SOC data.

また、請求項9に記載の電池状態推定方法は、電池の充放電電流を検出する電流検出工程と、電池の端子間電圧を検出する電圧検出工程と、検出された前記電池の電流および電圧と、充電時と放電時の内部抵抗とに基づいて推定OCVを算出する推定OCV算出工程と、算出した前記推定OCVおよび電流積算値に基づいて、前記推定OCVの関数で表される推定SOCを算出する推定SOC算出工程と、算出した前記推定OCVおよび前記推定SOCを記憶する記憶工程と、前記記憶手段に前記推定OCVおよび前記推定SOCのデータが、所定条件で蓄積された場合、蓄積された前記推定SOCのデータを用いて、SOC−OCVカーブを算出するSOC−OCVカーブ算出工程と、を有することを特徴とする。   The battery state estimation method according to claim 9 includes a current detection step of detecting a charge / discharge current of the battery, a voltage detection step of detecting a voltage between terminals of the battery, and the detected current and voltage of the battery. An estimated OCV calculating step for calculating an estimated OCV based on the internal resistance during charging and discharging, and an estimated SOC expressed by a function of the estimated OCV based on the calculated estimated OCV and current integrated value An estimated SOC calculation step, a storage step of storing the calculated estimated OCV and the estimated SOC, and the data of the estimated OCV and the estimated SOC stored in the storage means when stored under a predetermined condition. And a SOC-OCV curve calculating step of calculating an SOC-OCV curve using the estimated SOC data.

このようにすることで、SOC−OCVカーブの生産バラつきやSOC−OCVカーブの劣化による変化に対して、その変化を考慮したSOC算出、容量算出を行うことが可能となり、より電池の本来の性能を使いきれるようになる。これにより、車両性能の向上を図ることができ、またセルの削減につなげることができる。
また、多数のマップを用意するものではないので、膨大な記憶装置の容量を必要とせずに様々な生産バラつき、劣化状態に対応することができる。また、電池特性の異なるバッテリに対しても容易に状態推定を行うことができる。
By doing so, it becomes possible to perform SOC calculation and capacity calculation in consideration of the change due to the production variation of the SOC-OCV curve and the deterioration of the SOC-OCV curve, and the original performance of the battery is further improved. Can be used up. As a result, the vehicle performance can be improved and the number of cells can be reduced.
In addition, since a large number of maps are not prepared, it is possible to cope with various production variations and deterioration states without requiring a huge storage device capacity. In addition, it is possible to easily estimate the state of batteries having different battery characteristics.

また、請求項2に記載の発明は、前記所定条件が基準SOC近傍の前記推定OCVのデータが所定数蓄積されたことであることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the predetermined condition is that a predetermined number of data of the estimated OCV near the reference SOC is accumulated.

このような構成によれば、基準SOCに対して所定数データを蓄積することで、精度良くカーブを推定することできる。   According to such a configuration, it is possible to estimate the curve with high accuracy by accumulating a predetermined number of data with respect to the reference SOC.

また、請求項3に記載の発明は、前記基準SOCが、記電池が使用される範囲で複数個設けられており、前記SOC−OCVカーブ算出手段は、各基準SOCのデータ蓄積後に前記SOC−OCVカーブを算出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, a plurality of the reference SOCs are provided within a range in which the storage battery is used, and the SOC-OCV curve calculating means stores the SOC- after the data storage of each reference SOC. An OCV curve is calculated.

部分的に学習をしてしまうとSOC−OCVカーブの不整合が生じやすい。本構成によれば、使用範囲の全域のデータが溜まった後にカーブを生成することで、精度の良い推定が可能となる。   If learning is partially performed, the SOC-OCV curve mismatch tends to occur. According to this configuration, it is possible to estimate with high accuracy by generating the curve after the data of the entire use range is accumulated.

また、請求項4に記載の発明は、前記SOC−OCVカーブ算出手段が算出した推定OCVおよび推定SOCを基に、前記SOC−OCVカーブを逐次推定し、SOC−OCVカーブを自動学習することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the SOC-OCV curve is sequentially estimated based on the estimated OCV and the estimated SOC calculated by the SOC-OCV curve calculating means, and the SOC-OCV curve is automatically learned. Features.

このような構成によれば、制御器で算出したSOCとOCVを用いてSOC−OCVカーブを自動学習することができる。   According to such a configuration, it is possible to automatically learn the SOC-OCV curve using the SOC and OCV calculated by the controller.

また、請求項5に記載の発明は、前記SOC−OCVカーブ算出手段が、所定数以上の前記データを用いて前記SOC−OCVカーブを算出することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is characterized in that the SOC-OCV curve calculating means calculates the SOC-OCV curve using a predetermined number or more of the data.

このような構成によれば、精度よく推定が可能となる。   According to such a configuration, estimation can be performed with high accuracy.

また、請求項6に記載の発明は、前記SOC−OCVカーブ算出手段が、算出した前記SOC−OCVカーブを満充電時のSOCおよびOCVを基準としてオフセットさせることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is characterized in that the SOC-OCV curve calculating means offsets the calculated SOC-OCV curve with reference to SOC and OCV at full charge.

このような構成によれば、満充電時のSOCおよびOCV値は変化しないので、満充電時のSOCおよびOCV値を基点に作成したSOC−OCVカーブをオフセットさせることで、精度よく状態検知が可能となる。   According to such a configuration, since the SOC and OCV values at the time of full charge do not change, it is possible to accurately detect the state by offsetting the SOC-OCV curve created based on the SOC and OCV values at the time of full charge. It becomes.

また、請求項7に記載の発明は、電池の温度を検出する電池温度検出手段を備え、前記推定SOC算出手段は、検出した前記温度と前記推定OCVの関数で表される推定SOCを算出することを特徴とする。   The invention according to claim 7 includes battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery, and the estimated SOC calculation means calculates an estimated SOC expressed by a function of the detected temperature and the estimated OCV. It is characterized by that.

このような構成によれば、電池の各温度に対応した推定SOC算出が可能となり、より精確に電池の充電状態を推定することができる。   According to such a configuration, it is possible to calculate the estimated SOC corresponding to each temperature of the battery, and it is possible to estimate the state of charge of the battery more accurately.

また、請求項8に記載の発明は、電池の温度を検出する電池温度検出手段を備え、前記SOC−OCVカーブ算出手段は、算出した前記推定OCV、前記推定SOCおよび検出した前記温度に基づいて、前記SOC−OCVカーブを算出することを特徴とする。   The invention described in claim 8 further includes battery temperature detection means for detecting a temperature of the battery, wherein the SOC-OCV curve calculation means is based on the calculated estimated OCV, the estimated SOC, and the detected temperature. The SOC-OCV curve is calculated.

このような構成によれば、電池の各温度に対応したSOC−OCVカーブを自動学習が可能となり、より精確に電池の充電状態を推定することができる。   According to such a configuration, the SOC-OCV curve corresponding to each temperature of the battery can be automatically learned, and the state of charge of the battery can be estimated more accurately.

本発明によれば、電池状態を精度良く推定することができる電池状態推定装置および電池状態推定方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the battery state estimation apparatus and battery state estimation method which can estimate a battery state accurately can be provided.

本発明の実施形態に係る電池状態推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery state estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 上記実施形態に係る電池状態推定装置のSOC−OCV算出部が算出するSOC−OCVカーブを示す図である。It is a figure which shows the SOC-OCV curve which the SOC-OCV calculation part of the battery state estimation apparatus which concerns on the said embodiment calculates. 二次電池に電流を入力したときの二次電池の充放電電流の計測値と二次電池の電圧の計測値を示す図である。It is a figure which shows the measured value of the charging / discharging electric current of a secondary battery when the electric current is input into the secondary battery, and the measured value of the voltage of a secondary battery. 図3の二次電池の等価回路モデルを示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit model of the secondary battery of FIG. 上記実施形態に係る電池状態推定装置のSOC−OCVカーブのオフセット発生を説明する図であり、(a)は、キャリブレーション値と真値を示す図、(b)は、キャリブレーション値と真値と推定値を示す図である。It is a figure explaining the offset generation | occurrence | production of the SOC-OCV curve of the battery state estimation apparatus which concerns on the said embodiment, (a) is a figure which shows a calibration value and a true value, (b) is a calibration value and a true value. It is a figure which shows an estimated value. 上記実施形態に係る電池状態推定装置のSOC−OCVカーブのオフセット補正を説明する図であり、(a)は、SOCが100%のOCVを示す図、(b)は、キャリブレーション値と真値と推定値を示す図、(c)は、推定値は真値に対してオフセット補正を示す図である。It is a figure explaining the offset correction of the SOC-OCV curve of the battery state estimation apparatus which concerns on the said embodiment, (a) is a figure which shows OCV with 100% of SOC, (b) is a calibration value and a true value. (C) is a figure which shows an offset correction | amendment with respect to a true value. 上記実施形態に係る電池状態推定装置の中心極限定理のSOCが40%の場合の推定OCVと推定SOCのデータ点数を示す図である。It is a figure which shows the data score of estimated OCV and estimated SOC in case the SOC of the center limit theorem of the battery state estimation apparatus which concerns on the said embodiment is 40%. 図7のデータ点数を積算した推定OCVSOCを示す図であり、(a)は、データ点数を積算した推定OCVSOCを示す図、(b)は、N数増加した場合のデータ点数を積算した推定OCVSOCを示す図である。Is a diagram showing the estimated OCV SOC obtained by integrating the data points in FIG. 7, (a) is a diagram showing an estimated OCV SOC obtained by integrating the data points, (b) is obtained by integrating the data points in the case of increasing N number It is a figure which shows presumed OCV SOC . 上記実施形態に係る電池状態推定装置の各SOC毎に算出したOCVSOCを示す図である。It is a figure which shows OCV SOC computed for every SOC of the battery state estimation apparatus which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係る電池状態推定装置の電池状態推定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the battery state estimation method of the battery state estimation apparatus which concerns on the said embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る電池状態推定装置の構成を示す図である。本実施形態の電池状態推定装置は、例えば、当該電池状態推定装置が電池状態を推定する二次電池とともに、EVやHEV等の車両に搭載される。このように車両に搭載された場合には、電池状態推定装置はバッテリECU(Electric Control Unit)として機能する。
図1に示すように、電池状態推定装置100は、電流検出部101(電流検出手段)、電圧検出部102(電圧検出手段)、温度検出部103(温度検出手段)、抵抗算出部110、OCV算出部120(推定OCV算出手段)、SOC算出部130(推定SOC算出手段)、容量算出部140、SOC−OCV算出部150(SOC−OCVカーブ算出手段)を備える。
図2は、SOC−OCV算出部150が算出するSOC−OCVカーブを示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a battery state estimation device according to an embodiment of the present invention. The battery state estimation device of the present embodiment is mounted on a vehicle such as an EV or HEV together with a secondary battery that is estimated by the battery state estimation device. When mounted on the vehicle in this way, the battery state estimation device functions as a battery ECU (Electric Control Unit).
As shown in FIG. 1, the battery state estimation device 100 includes a current detection unit 101 (current detection unit), a voltage detection unit 102 (voltage detection unit), a temperature detection unit 103 (temperature detection unit), a resistance calculation unit 110, and an OCV. A calculation unit 120 (estimated OCV calculation unit), an SOC calculation unit 130 (estimated SOC calculation unit), a capacity calculation unit 140, and an SOC-OCV calculation unit 150 (SOC-OCV curve calculation unit) are provided.
FIG. 2 is a diagram showing an SOC-OCV curve calculated by the SOC-OCV calculation unit 150.

<検出手段>
電流検出部101は、二次電池1への充電電流および二次電池からの放電電流の少なくとも一方の電流(以下、充放電電流ともいう)Iを検出する。
電圧検出部102は、二次電池1の端子間電圧Vを検出する。
温度検出部103は、二次電池1の温度Tを検出する。
<Detection means>
The current detection unit 101 detects at least one current (hereinafter also referred to as charge / discharge current) I of the charge current to the secondary battery 1 and the discharge current from the secondary battery.
The voltage detection unit 102 detects the inter-terminal voltage V of the secondary battery 1.
The temperature detection unit 103 detects the temperature T of the secondary battery 1.

<抵抗算出部>
抵抗算出部110は、検出した二次電池1の電流と端子間電圧から抵抗Rを算出する。詳細には、抵抗算出部110は、電流検出部101により検出された電流(以下、実電流ともいう)の微分値dIと電圧検出部102により検出された電圧(以下、実電圧ともいう)の微分値dVとから次式(1)に従って抵抗Rを算出する。
R=dV/dI …(1)
<Resistance calculation unit>
The resistance calculation unit 110 calculates the resistance R from the detected current of the secondary battery 1 and the inter-terminal voltage. Specifically, the resistance calculation unit 110 includes a differential value dI of a current (hereinafter also referred to as an actual current) detected by the current detection unit 101 and a voltage (hereinafter also referred to as an actual voltage) detected by the voltage detection unit 102. The resistance R is calculated from the differential value dV according to the following equation (1).
R = dV / dI (1)

ここで、抵抗算出部110が行う仮内部抵抗rの同定方法について説明する。
図3は、二次電池に電流を入力したときの二次電池の充放電電流の計測値と二次電池の電圧の計測値を示す図、図4は、図3の二次電池の等価回路モデル(コンデンサ成分は一次成分のみ図示)を示す図である。
二次電池の電圧および電流の計測値から内部抵抗とSOCを求める場合には、以下の関係式(式(2))が成り立つことを前提としている。
V(電圧計測値)=OCV(開路電圧)−K(内部抵抗)×I(電流計測値)
…(2)
上記内部抵抗Kを求めるために、式(2)の一次式を二次電池の簡易モデルとして内部抵抗のパラメータを含むパラメータ推定を行っている。一次式の近似手法としては逐次最小二乗法が知られているが、この手法のみでは二次電池の内部抵抗推定を正確に行うことはできない。
Here, a method for identifying the temporary internal resistance r performed by the resistance calculation unit 110 will be described.
3 is a diagram showing measured values of charge / discharge current of the secondary battery and measured values of voltage of the secondary battery when current is input to the secondary battery, and FIG. 4 is an equivalent circuit of the secondary battery of FIG. It is a figure which shows a model (a capacitor component shows only a primary component).
When obtaining the internal resistance and SOC from the measured values of the voltage and current of the secondary battery, it is assumed that the following relational expression (formula (2)) holds.
V (voltage measurement value) = OCV (open circuit voltage) −K (internal resistance) × I (current measurement value)
... (2)
In order to obtain the internal resistance K, parameter estimation including parameters of internal resistance is performed using the primary expression of the expression (2) as a simple model of a secondary battery. Although the successive least square method is known as an approximation method of the primary equation, the internal resistance of the secondary battery cannot be accurately estimated only by this method.

二次電池の特性は、完全に線形性を有するものではなく、図3に示すように、非線形性を有する部分を含む。図3は、二次電池に電流を入力したときの二次電池の充放電電流の計測値と二次電池の電圧の計測値である。図3では、時刻t1において電流の入力が開始された後、電圧は電流に遅れて徐々に上昇している。そして、時刻t2において電流の入力が終了された後、電圧は電流に遅れて徐々に下降している。このように電圧が電流に遅れて変動するのは、図4に示すように、二次電池にはコンデンサ成分(C成分、図4ではC1の成分)が含まれているためである。実際には、二次電池への電流の入力停止後には、電圧の遅れとして一次的な遅れと二次的な遅れが発生している。   The characteristics of the secondary battery are not completely linear, but include a non-linear part as shown in FIG. FIG. 3 shows the measured value of the charge / discharge current of the secondary battery and the measured value of the voltage of the secondary battery when current is input to the secondary battery. In FIG. 3, after the input of the current is started at time t1, the voltage gradually rises behind the current. Then, after the input of current is terminated at time t2, the voltage gradually decreases behind the current. The reason why the voltage fluctuates behind the current in this way is that the secondary battery includes a capacitor component (C component, component C1 in FIG. 4) as shown in FIG. Actually, after the input of current to the secondary battery is stopped, a primary delay and a secondary delay occur as voltage delays.

ところで、図1に示す二次電池1では、電流が流れているときの電極電位が、電流の流れていないときの電位(平衡電位)と異なる値になる、いわゆる分極が発生する。二次電池に分極が発生していると、分極の変動によって、SOCの推定精度が低下してしまうおそれがある。そこで、二次電池の分極が解消されていることを確認したうえで、二次電池のSOCを推定することが行われる。例えば、イグニッションキーがオフに切り替わってからの時間が所定時間を経過しているとき、二次電池の分極が解消されていると判定する。   By the way, in the secondary battery 1 shown in FIG. 1, so-called polarization occurs in which the electrode potential when the current flows is different from the potential (equilibrium potential) when the current does not flow. If polarization occurs in the secondary battery, the estimation accuracy of the SOC may be reduced due to the fluctuation of polarization. Therefore, after confirming that the polarization of the secondary battery is eliminated, the SOC of the secondary battery is estimated. For example, when a predetermined time has elapsed since the ignition key was switched off, it is determined that the polarization of the secondary battery has been eliminated.

<OCV算出部>
OCV算出部120は、検出値(電流I、端子間電圧CCV)および算出した抵抗(充電時と放電時の内部抵抗)から次式(3)に従ってOCV(推定OCV)を算出する。
OCV=CCV+IR …(3)
ここで、OCV(推定OCV)は、式(3)に示すように、OCV=CCV+IRで算出されるので、推定にSOC−OCVカーブ情報は必要ない。
<OCV calculation part>
The OCV calculation unit 120 calculates an OCV (estimated OCV) from the detected value (current I, terminal voltage CCV) and the calculated resistance (internal resistance during charging and discharging) according to the following equation (3).
OCV = CCV + IR (3)
Here, since OCV (estimated OCV) is calculated by OCV = CCV + IR as shown in Expression (3), the SOC-OCV curve information is not necessary for estimation.

<SOC算出部>
SOC算出部130は、SOC−OCVマップ130aを有する。SOC−OCVマップ130aは、初期値を参照する場合に用いられる。
SOC算出部130は、算出したOCV(推定OCV)および電流積算値を用いて次式(4)に従ってSOC(推定SOC)を算出する。SOC(推定SOC)は、式(5)に示すように温度およびOCV(推定OCV)の関数fSOCで表される。
<SOC calculation part>
The SOC calculation unit 130 has an SOC-OCV map 130a. The SOC-OCV map 130a is used when referring to the initial value.
The SOC calculation unit 130 calculates the SOC (estimated SOC) according to the following equation (4) using the calculated OCV (estimated OCV) and the current integrated value. The SOC (estimated SOC) is expressed by a function f SOC of temperature and OCV (estimated OCV) as shown in Equation (5).

Figure 2017223536
Figure 2017223536

SOC=fSOC(T,OCV) …(5) SOC = f SOC (T, OCV) (5)

<容量算出部>
容量算出部140は、Ah(電流量)の微分値dAhとSOC(推定SOC)の微分値dSOCとから次式(6)に従って容量Capを算出する。
Cap=dAh/dSOC …(6)
<Capacity calculation part>
The capacity calculation unit 140 calculates the capacity Cap from the differential value dAh of Ah (current amount) and the differential value dSOC of SOC (estimated SOC) according to the following equation (6).
Cap = dAh / dSOC (6)

<SOC−OCV算出部150>
SOC−OCV算出部150は、算出したOCV(推定OCV)、SOC(推定SOC)および検出した温度Tに基づいて、次式(7)に従ってSOC−OCVカーブを算出する。SOC−OCVカーブ算出の具体的手法については、後記する。
OCV=f(SOC,T) …(7)
また、SOC−OCV算出部150は、算出した推定OCVおよび推定SOCを記憶する記憶手段151を有する。
<SOC-OCV calculation unit 150>
Based on the calculated OCV (estimated OCV), SOC (estimated SOC), and detected temperature T, SOC-OCV calculation unit 150 calculates an SOC-OCV curve according to the following equation (7). A specific method for calculating the SOC-OCV curve will be described later.
OCV = f (SOC, T) (7)
In addition, the SOC-OCV calculation unit 150 includes a storage unit 151 that stores the calculated estimated OCV and estimated SOC.

SOC−OCV算出部150は、推定OCVおよび推定SOCのデータが、所定条件(使用範囲全域のデータ)蓄積された場合、このデータを用いて、SOC−OCVカーブを算出する。所定条件は、使用範囲全域のデータ(特に、基準SOC近傍のデータ)が所定数蓄積されることである。ここで、データ点数Nが増えていくと、平均値が元の分布の平均値に収束していく(中心極限定理)。このため、データ点数Nを増加させることによって、後記する推定OCVSOCの算出精度を高めることができる。
上記基準SOCは、二次電池1が使用される範囲で複数個設けられる場合がある。この場合、SOC−OCV算出部150は、各基準SOCのデータ蓄積後に前記SOC−OCVカーブを算出する。
SOC−OCV算出部150は、算出した前記SOC−OCVカーブを満充電時のSOCおよびOCVを基準としてオフセットさせる(後記図5参照)。
The SOC-OCV calculation unit 150 calculates the SOC-OCV curve using the estimated OCV and the estimated SOC data when the predetermined condition (data of the entire use range) is accumulated. The predetermined condition is that a predetermined number of data in the entire use range (particularly, data in the vicinity of the reference SOC) is accumulated. Here, as the number of data points N increases, the average value converges to the average value of the original distribution (central limit theorem). For this reason, by increasing the number of data points N, it is possible to increase the calculation accuracy of the estimated OCV SOC described later.
A plurality of the reference SOCs may be provided within a range where the secondary battery 1 is used. In this case, the SOC-OCV calculation unit 150 calculates the SOC-OCV curve after data storage of each reference SOC.
The SOC-OCV calculation unit 150 offsets the calculated SOC-OCV curve with reference to the SOC and OCV when fully charged (see FIG. 5 below).

このように、SOC−OCV算出部150は、算出したOCV(推定OCV)とSOC(推定SOC)からSOC−OCVカーブを逐次推定することで、SOC−OCVカーブを自動学習する。また、図2に示す推定SOC−OCVカーブは、所定温度毎に算出される。
SOC−OCV算出部150は、算出したOCV(推定OCV)とSOC(推定SOC)からSOC−OCVカーブ(図2参照)を逐次推定することで、SOC−OCVカーブを学習する。ここで、上記推定OCVは、CCV−IRで算出されるため、推定にSOC−OCVカーブ情報は必要ない。また、上記推定SOCは、電流積算ベースのSOC算出を行っているため、SOC−OCVカーブの影響は少ない(初期容量が既知である)。上記推定OCVと推定SOCを使用することにより、SOC−OCVカーブが逐次推定可能になる。
As described above, the SOC-OCV calculation unit 150 automatically learns the SOC-OCV curve by sequentially estimating the SOC-OCV curve from the calculated OCV (estimated OCV) and SOC (estimated SOC). Further, the estimated SOC-OCV curve shown in FIG. 2 is calculated for each predetermined temperature.
The SOC-OCV calculation unit 150 learns the SOC-OCV curve by sequentially estimating the SOC-OCV curve (see FIG. 2) from the calculated OCV (estimated OCV) and SOC (estimated SOC). Here, since the estimated OCV is calculated by CCV-IR, the SOC-OCV curve information is not necessary for the estimation. Further, since the estimated SOC is calculated based on current integration, the influence of the SOC-OCV curve is small (the initial capacity is known). By using the estimated OCV and the estimated SOC, the SOC-OCV curve can be sequentially estimated.

本実施形態では、初期SOC−OCVカーブと初期容量は既知であることを前提とした制御構成としている。
また、SOC−OCVカーブおよび容量値は、長い年月をかけて初期値からゆっくりゆっくり変化していくような制御セッティングする必要がある。ちなみに、SOC−OCVカーブにヒステリシスがある場合は、原理的に、ヒステリシスも含んだOCV最頻値をSOC毎に推定する。
In this embodiment, the control configuration is based on the assumption that the initial SOC-OCV curve and the initial capacity are known.
Further, the SOC-OCV curve and the capacity value need to be controlled and set so as to slowly and slowly change from the initial value over a long period of time. Incidentally, when the SOC-OCV curve has hysteresis, in principle, the OCV mode value including hysteresis is estimated for each SOC.

[SOC−OCVカーブのオフセット補正]
次に、SOC−OCVカーブのオフセット発生とその補正について説明する。
推定SOCは、電流積算ベースのSOCを用いる。ただし、初期値に関しては、SOC−OCVカーブから推定する必要がある。SOC−OCVカーブには、原理的にSOC−OCVカーブのオフセットが発生する。
図5は、SOC−OCVカーブのオフセット発生を説明する図であり、縦軸にOCVをとり、横軸にSOCをとる。図5(a)は、キャリブレーション値と真値を示し、図5(b)は、さらに推定値を重ねて示している。
SOC−OCVカーブのキャリブレーション値と真のSOC−OCVカーブが異なっている場合、初期推定SOCには上記2つのSOC−OCVカーブの差による誤差が発生する。この誤差を有したままにしておくと、SOC−OCVカーブの学習期は、SOC−OCVカーブを学習することになるため、学習した後のSOC−OCVカーブは真のSOC−OCVカーブと比較すると、オフセット誤差が生じた状態となる。そのため、SOC−OCVカーブの学習後にこのオフセット誤差を補正する必要がる。
[Offset correction of SOC-OCV curve]
Next, occurrence of offset of the SOC-OCV curve and correction thereof will be described.
As the estimated SOC, a current integration-based SOC is used. However, the initial value needs to be estimated from the SOC-OCV curve. In principle, the SOC-OCV curve is offset in the SOC-OCV curve.
FIG. 5 is a diagram for explaining the offset generation of the SOC-OCV curve, in which the vertical axis represents OCV and the horizontal axis represents SOC. FIG. 5A shows the calibration value and the true value, and FIG. 5B further shows the estimated value in a superimposed manner.
When the calibration value of the SOC-OCV curve is different from the true SOC-OCV curve, an error due to the difference between the two SOC-OCV curves occurs in the initial estimated SOC. If this error is left as it is, the SOC-OCV curve will be learned during the learning period of the SOC-OCV curve. Therefore, the SOC-OCV curve after learning is compared with the true SOC-OCV curve. Thus, an offset error has occurred. Therefore, it is necessary to correct this offset error after learning the SOC-OCV curve.

図6は、SOC−OCVカーブのオフセット補正を説明する図であり、縦軸にOCVをとり、横軸にSOCをとる。図6(a)は、SOCが100%のOCVを示している。本発明者らは、SOCが100%のOCVは、その定義上、劣化によって変化しないことに着目した。そこで、図6(a)に示すように、SOCが100%のOCVを基点にし、SOCが100%のOCVを用いてオフセット補正する。
図6(b)は、説明の便宜上、図5(b)を再掲したものである。図6(b)に示すように、初期値に関してSOC−OCVカーブのオフセットが発生する。このオフセット発生に対して、SOCが100%のOCVを用いてオフセット補正する。具体的には、図6(b)の推定値のSOCが100%のOCVを基点に、オフセット補正する。これにより、図6(c)に示すように、推定値は真値に対してオフセット補正される。
FIG. 6 is a diagram for explaining offset correction of the SOC-OCV curve, where the vertical axis represents OCV and the horizontal axis represents SOC. FIG. 6A shows an OCV with an SOC of 100%. The inventors of the present invention focused on the fact that an OCV with 100% SOC does not change due to deterioration by definition. Therefore, as shown in FIG. 6A, offset correction is performed using an OCV with an SOC of 100% and an OCV with an SOC of 100%.
FIG. 6B is a reproduction of FIG. 5B for convenience of explanation. As shown in FIG. 6B, the SOC-OCV curve offset occurs with respect to the initial value. For this offset generation, offset correction is performed using an OCV with 100% SOC. Specifically, the offset correction is performed based on the OCV with the estimated SOC of 100% in FIG. Thereby, as shown in FIG.6 (c), an estimated value is offset-corrected with respect to a true value.

[SOC−OCVカーブの推定詳細]
<中心極限定理>
図7および図8は、中心極限定理の概要を説明する図である。図7は、SOCが40%の場合の推定OCVと推定SOCのデータ点数を示す図、図8は、図7のデータ点数を積算した推定OCVSOCを示す図である。
図7において、±αは例えば0.5%である。SOC−OCV算出部150(図1参照)は、SOCが40%±αのデータを、SOCが40%のデータとして処理する。
SOC−OCV算出部150は、推定値のデータ点数とOCV値を積算していく。ここでは、SOC−OCV算出部150は、図7に示すデータ点数から次式(8)に従って推定値のデータ点数N40とOCV値OCV40を積算する。
[Details of SOC-OCV curve estimation]
<Central limit theorem>
7 and 8 are diagrams for explaining the outline of the central limit theorem. FIG. 7 is a diagram illustrating the estimated OCV and the estimated SOC data score when the SOC is 40%, and FIG. 8 is a diagram illustrating the estimated OCV SOC obtained by integrating the data score of FIG.
In FIG. 7, ± α is, for example, 0.5%. The SOC-OCV calculation unit 150 (see FIG. 1) processes data with an SOC of 40% ± α as data with an SOC of 40%.
The SOC-OCV calculation unit 150 integrates the estimated data points and the OCV value. Here, SOC-OCV calculation unit 150 accumulates estimated data points N 40 and OCV value OCV 40 according to the following equation (8) from the data points shown in FIG.

SUM_N40=ΣN40
SUM_OCV40=ΣOCV40 …(8)
SUM_N 40 = ΣN 40
SUM_OCV 40 = ΣOCV 40 (8)

図8(a)(b)に示すように、データ点数Nが増加すると、中心極限定理によって推定OCVSOCの算出精度が高まる。
ここで、どの程度のN数でOCV値が収束するかは、あらかじめ実行したテストから判断し、キャリブレーション値として設定できる仕様とする。また、OCV値の更新については、Gradient Descent法(勾配降下法)を用いる。
As shown in FIGS. 8A and 8B, when the number of data points N increases, the accuracy of calculating the estimated OCV SOC increases by the central limit theorem.
Here, how many N numbers the OCV value converges is determined from a test executed in advance, and is a specification that can be set as a calibration value. In addition, the gradient descent method (gradient descent method) is used for updating the OCV value.

<勾配降下法>
勾配降下法に基づく数式の一例は、次式(9)で表される。勾配降下法によれば、キャリブレーション値と学習値の差が大きい時は大きく動き、差が小さい時は小さく動くことになる。
OCVSOC=OCVSOC−α(OCVSOC−推定OCVSOC) …(9)
<Gradient descent method>
An example of a mathematical formula based on the gradient descent method is represented by the following formula (9). According to the gradient descent method, it moves greatly when the difference between the calibration value and the learning value is large, and moves small when the difference is small.
OCV SOC = OCV SOC- α (OCV SOC -estimated OCV SOC ) (9)

<最終的なSOC−OCVカーブ推定>
SOC−OCV算出部150(図1参照)は、各SOC毎にOCVSOCを算出する。
図9は、各SOC毎に算出したOCVSOCを示す図である。
図9に示すように、SOC−OCV算出部150は、最終的なSOC−OCVカーブの推定を行う。上述したSOC−OCVカーブのオフセット補正は、この時に行う。
<Final SOC-OCV curve estimation>
The SOC-OCV calculation unit 150 (see FIG. 1) calculates the OCV SOC for each SOC.
FIG. 9 is a diagram showing the OCV SOC calculated for each SOC.
As shown in FIG. 9, the SOC-OCV calculation unit 150 estimates a final SOC-OCV curve. The above-described SOC-OCV curve offset correction is performed at this time.

次に、電池状態推定装置100の動作について説明する。
図10は、電池状態推定装置100(図1参照)の電池状態推定方法を示すフローチャートである。
まず、ステップS11で各検出手段は、電流情報I、電圧情報CCV、温度情報Tを取得する。すなわち、電流検出部101は、電流情報Iを取得し、電圧検出部102は、電圧情報CCVを取得し、温度検出部103は、温度情報Tを取得する。
ステップS12でOCV算出部120は、検出値(電流I、端子間電圧CCV)および算出した抵抗から次式(2)に従ってOCV(推定OCV)を算出する。
ステップS13でSOC算出部130は、算出したOCV(推定OCV)および電流積算値を用いてSOC(推定SOC)を算出する。
ステップS14でSOC−OCV算出部150は、算出したOCV(推定OCV)とSOC(推定SOC)を取得する。
ステップS15のループ端でSOC−OCV算出部150は、使用SOC範囲におけるOCVが所定数得られるまでループする。
Next, the operation of the battery state estimation device 100 will be described.
FIG. 10 is a flowchart showing a battery state estimation method of the battery state estimation apparatus 100 (see FIG. 1).
First, in step S11, each detection unit obtains current information I, voltage information CCV, and temperature information T. That is, the current detection unit 101 acquires current information I, the voltage detection unit 102 acquires voltage information CCV, and the temperature detection unit 103 acquires temperature information T.
In step S12, the OCV calculation unit 120 calculates an OCV (estimated OCV) from the detected value (current I, terminal voltage CCV) and the calculated resistance according to the following equation (2).
In step S13, the SOC calculation unit 130 calculates the SOC (estimated SOC) using the calculated OCV (estimated OCV) and the current integrated value.
In step S14, the SOC-OCV calculating unit 150 acquires the calculated OCV (estimated OCV) and SOC (estimated SOC).
At the loop end of step S15, the SOC-OCV calculation unit 150 loops until a predetermined number of OCVs in the used SOC range are obtained.

ステップS16でSOC−OCV算出部150は、SOCが規定範囲内か否かを判別する。
SOCが規定範囲内の場合(ステップS16:YES)、ステップS17でSOC−OCV算出部150は、そのSOCに対するOCVSOCを記憶手段151(図1参照)に蓄積する。
SOCが規定範囲外の場合(ステップS16:NO)、ステップS18でSOC−OCV算出部150は、SOCが規定範囲内か否かを判別する。
SOCが規定範囲内の場合(ステップS18:YES)、ステップS19でSOC−OCV算出部150は、そのSOCに対するOCVSOCを記憶手段151に蓄積する。
SOCが規定範囲外の場合(ステップS18:NO)、ステップS20でSOC−OCV算出部150は、使用範囲のSOC分について、SOCに対するOCVSOCを記憶手段151に蓄積する。
In step S16, the SOC-OCV calculation unit 150 determines whether or not the SOC is within a specified range.
When the SOC is within the specified range (step S16: YES), in step S17, the SOC-OCV calculation unit 150 accumulates the OCV SOC for the SOC in the storage unit 151 (see FIG. 1).
When the SOC is out of the specified range (step S16: NO), in step S18, the SOC-OCV calculation unit 150 determines whether the SOC is within the specified range.
When the SOC is within the specified range (step S18: YES), the SOC-OCV calculation unit 150 accumulates the OCV SOC for the SOC in the storage unit 151 in step S19.
When the SOC is out of the specified range (step S18: NO), in step S20, the SOC-OCV calculation unit 150 accumulates the OCV SOC for the SOC in the storage unit 151 for the SOC in the usage range.

上記ループ処理により、使用SOC範囲におけるOCVが所定数得られるまでループすることで、SOCに対するOCVの値が記憶手段151にストックされる。SOCに対するOCVの値をストックしていき、ある程度の量が溜まったら学習を行う。部分的に学習をしてしまうとSOC−OCVカーブの不整合が生じるため、使用範囲の全域のデータが溜まるまでは学習を行わない。   By looping until a predetermined number of OCVs in the used SOC range is obtained by the above loop processing, the value of the OCV for the SOC is stocked in the storage unit 151. The value of OCV with respect to the SOC is stocked, and when a certain amount is accumulated, learning is performed. If learning is partially performed, the SOC-OCV curve is inconsistent. Therefore, learning is not performed until data in the entire use range is collected.

ステップS21でSOC−OCV算出部150は、SOC−OCVカーブの生成処理を行う。
ステップS22でSOC−OCV算出部150は、データ点のリセットを行って本フローの処理を終了する。
In step S <b> 21, the SOC-OCV calculation unit 150 performs an SOC-OCV curve generation process.
In step S22, the SOC-OCV calculation unit 150 resets the data points and ends the processing of this flow.

以上説明したように、本実施形態に係る電池状態推定装置100(図1参照)は、検出された電池の電流および電圧と、充電時と放電時の内部抵抗とに基づいて推定OCVを算出するOCV算出部120と、算出した推定OCVおよび電流積算値に基づいて、推定OCVの関数fSOCで表される推定SOCを算出するSOC算出部130と、算出した推定OCVおよび推定SOCを記憶する記憶手段151と、記憶手段151に推定OCVおよび推定SOCのデータが、所定条件で蓄積された場合、蓄積された推定SOCのデータを用いて、SOC−OCVカーブを算出するSOC−OCVカーブ算出部150と、備える。 As described above, the battery state estimation device 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment calculates the estimated OCV based on the detected battery current and voltage, and the internal resistance during charging and discharging. OCV calculation unit 120, SOC calculation unit 130 that calculates an estimated SOC represented by a function f SOC of the estimated OCV based on the calculated estimated OCV and current integrated value, and a memory that stores the calculated estimated OCV and estimated SOC When the estimated OCV and estimated SOC data are stored in the means 151 and the storage means 151 under a predetermined condition, the SOC-OCV curve calculation unit 150 that calculates the SOC-OCV curve using the stored estimated SOC data. And prepare.

本実施形態に係る電池状態推定方法では、検出された二次電池1の電流および電圧と、充電時と放電時の内部抵抗とに基づいてOCVを算出するOCV算出工程と、算出した推定OCVおよび電流積算値に基づいて、推定OCVの関数fSOCで表される推定SOCを算出するSOC算出工程と、算出した推定OCVおよび推定SOCを記憶する記憶工程と、記憶工程で推定OCVおよび推定SOCのデータが、所定条件で蓄積された場合、蓄積された推定SOCのデータを用いて、SOC−OCVカーブを算出するSOC−OCVカーブ算出工程と、を実行する。 In the battery state estimation method according to the present embodiment, the OCV calculation step of calculating the OCV based on the detected current and voltage of the secondary battery 1 and the internal resistance during charging and discharging, the calculated estimated OCV, and An SOC calculation step for calculating an estimated SOC represented by a function f SOC of the estimated OCV based on the integrated current value, a storage step for storing the calculated estimated OCV and the estimated SOC, and a storage step for the estimated OCV and the estimated SOC. When the data is accumulated under a predetermined condition, an SOC-OCV curve calculation step of calculating an SOC-OCV curve using the accumulated estimated SOC data is executed.

このようにすることで、SOC−OCVカーブの生産バラつきやSOC−OCVカーブの劣化による変化に対して、その変化を考慮したSOC算出、容量算出を行うことが可能となり、より電池の本来の性能を使いきれるようになる。これにより、車両性能の向上を図ることができ、またセルの削減につなげることができる。
また、多数のマップを用意するものではないので、膨大な記憶装置の容量を必要とせずに様々な生産バラつき、劣化状態に対応することができる。また、電池特性の異なるバッテリに対しても容易に状態推定を行うことができる。
By doing so, it becomes possible to perform SOC calculation and capacity calculation in consideration of the change due to the production variation of the SOC-OCV curve and the deterioration of the SOC-OCV curve, and the original performance of the battery is further improved. Can be used up. As a result, the vehicle performance can be improved and the number of cells can be reduced.
In addition, since a large number of maps are not prepared, it is possible to cope with various production variations and deterioration states without requiring a huge storage device capacity. In addition, it is possible to easily estimate the state of batteries having different battery characteristics.

また、本実施形態では、基準SOC近傍の推定SOCのデータを所定数蓄積しているので、基準SOCに対して所定数データを蓄積することで、精度良くカーブを推定することできる。   Further, in the present embodiment, since a predetermined number of estimated SOC data in the vicinity of the reference SOC is accumulated, it is possible to accurately estimate the curve by accumulating the predetermined number of data with respect to the reference SOC.

また、本実施形態では、SOC−OCVカーブ算出部150は、各基準SOCのデータ蓄積後にSOC−OCVカーブを算出することで、部分的な学習を回避してSOC−OCVカーブの不整合を未然に防止して、精度の良い推定が可能となる。   Further, in the present embodiment, the SOC-OCV curve calculation unit 150 calculates the SOC-OCV curve after accumulating data of each reference SOC, thereby avoiding partial learning and causing inconsistencies in the SOC-OCV curve. Therefore, accurate estimation is possible.

また、本実施形態では、SOC−OCVカーブ算出手段15は、算出した前記SOC−OCVカーブを満充電時のSOCおよびOCVを基準としてオフセットさせる。満充電時のSOCおよびOCV値は変化しないので、満充電時のSOCおよびOCV値を基点に作成したSOC−OCVカーブをオフセットさせることで、精度よく状態検知が可能となる。   In the present embodiment, the SOC-OCV curve calculation means 15 offsets the calculated SOC-OCV curve with reference to the SOC and OCV at the time of full charge. Since the SOC and OCV values at the time of full charge do not change, it is possible to accurately detect the state by offsetting the SOC-OCV curve created based on the SOC and OCV values at the time of full charge.

また、本実施形態では、SOC算出部120は、検出した温度と推定OCVの関数fSOCで表される推定SOCを算出するので、電池の各温度に対応した推定SOC算出が可能となり、より精確に電池の充電状態を推定することができる。同様に、SOC−OCVカーブ算出部150は、算出した推定OCV、推定SOCおよび検出した温度に基づいて、SOC−OCVカーブを算出するので、電池の各温度に対応したSOC−OCVカーブを自動学習が可能となり、より精確に電池の充電状態を推定することができる。 Further, in the present embodiment, the SOC calculation unit 120 calculates the estimated SOC represented by the detected temperature and the function f SOC of the estimated OCV, so that it is possible to calculate the estimated SOC corresponding to each temperature of the battery, and more accurately. In addition, the state of charge of the battery can be estimated. Similarly, the SOC-OCV curve calculation unit 150 calculates an SOC-OCV curve based on the calculated estimated OCV, estimated SOC, and detected temperature, and automatically learns an SOC-OCV curve corresponding to each temperature of the battery. Thus, the state of charge of the battery can be estimated more accurately.

本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
例えば、電池特性推定方法、電池特性推定装置及びプログラムは、計算機能を独立したハードでもよいし、電池システムにおけるソフトウェアでもよい。したがって、電池特性推定方法、電池特性推定装置及びプログラムの計算、演算処理はコンピュータのプログラムでなくとも、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other modifications and application examples without departing from the gist of the present invention described in the claims.
For example, the battery characteristic estimation method, the battery characteristic estimation device, and the program may be hardware with independent calculation functions or software in the battery system. Therefore, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or the like may be used for the battery characteristic estimation method, the battery characteristic estimation apparatus, the program calculation, and the arithmetic processing, instead of the computer program.

また、上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、図1及び図4に示すように、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、IC(Integrated Circuit)カード、SD(Secure Digital)カード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。また、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)をも含むものである。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Further, the above-described exemplary embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each exemplary embodiment.
Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Further, as shown in FIGS. 1 and 4, each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software for interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function is stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), an IC (Integrated Circuit) card, an SD (Secure Digital) card, an optical disk, etc. It can be held on a recording medium. Further, in this specification, the processing steps describing time-series processing are not limited to processing performed in time series according to the described order, but are not necessarily performed in time series, either in parallel or individually. The processing (for example, parallel processing or object processing) is also included.
In addition, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

100 電池状態推定装置
101 電流検出部(電流検出手段)
102 電圧検出部(電圧検出手段)
103 温度検出部(温度検出手段)
110 抵抗算出部
120 OCV算出部(推定OCV算出手段)
130 SOC算出部(推定SOC算出手段)
130a SOC−OCVマップ
140 容量算出部
150 SOC−OCV算出部(SOC−OCVカーブ算出手段)
151 記憶手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Battery state estimation apparatus 101 Current detection part (current detection means)
102 Voltage detection unit (voltage detection means)
103 Temperature detection part (temperature detection means)
110 resistance calculator 120 OCV calculator (estimated OCV calculator)
130 SOC calculator (estimated SOC calculator)
130a SOC-OCV map 140 Capacity calculation unit 150 SOC-OCV calculation unit (SOC-OCV curve calculation means)
151 Storage means

Claims (9)

電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、
電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
検出された前記電池の電流および電圧と、充電時と放電時の内部抵抗とに基づいて推定OCVを算出する推定OCV算出手段と、
算出した前記推定OCVおよび電流積算値に基づいて、前記推定OCVの関数で表される推定SOCを算出する推定SOC算出手段と、
算出した前記推定OCVおよび前記推定SOCを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に前記推定OCVおよび前記推定SOCのデータが、所定条件で蓄積された場合、蓄積された前記推定SOCのデータを用いて、SOC−OCVカーブを算出するSOC−OCVカーブ算出手段と、
を備えることを特徴とする電池状態推定装置。
Current detection means for detecting the charge / discharge current of the battery;
Voltage detection means for detecting the voltage between the terminals of the battery;
Estimated OCV calculating means for calculating an estimated OCV based on the detected current and voltage of the battery and internal resistance during charging and discharging;
Estimated SOC calculating means for calculating an estimated SOC represented by a function of the estimated OCV based on the calculated estimated OCV and the integrated current value;
Storage means for storing the calculated estimated OCV and the estimated SOC;
SOC-OCV curve calculating means for calculating an SOC-OCV curve using the stored estimated SOC data when the estimated OCV and the estimated SOC data are accumulated in the storage means under a predetermined condition;
A battery state estimation device comprising:
前記所定条件は、
基準SOC近傍の前記推定OCVのデータが所定数蓄積されたことである
ことを特徴とする請求項1記載の電池状態推定装置。
The predetermined condition is:
The battery state estimation apparatus according to claim 1, wherein a predetermined number of data of the estimated OCV in the vicinity of a reference SOC is accumulated.
前記基準SOCは、前記電池が使用される範囲で複数個設けられており、
前記SOC−OCVカーブ算出手段は、
各基準SOCのデータ蓄積後に前記SOC−OCVカーブを算出する
ことを特徴とする請求項2記載の電池状態推定装置。
A plurality of the reference SOCs are provided in a range where the battery is used,
The SOC-OCV curve calculating means is:
The battery state estimation device according to claim 2, wherein the SOC-OCV curve is calculated after data storage of each reference SOC.
前記SOC−OCVカーブ算出手段は、
算出した推定OCVおよび推定SOCを基に、前記SOC−OCVカーブを逐次推定し、SOC−OCVカーブを自動学習する
ことを特徴とする請求項1記載の電池状態推定装置。
The SOC-OCV curve calculating means is:
The battery state estimation apparatus according to claim 1, wherein the SOC-OCV curve is sequentially estimated based on the calculated estimated OCV and estimated SOC, and the SOC-OCV curve is automatically learned.
前記SOC−OCVカーブ算出手段は、
所定数以上の前記データを用いて前記SOC−OCVカーブを算出する
ことを特徴とする請求項1記載の電池状態推定装置。
The SOC-OCV curve calculating means is:
The battery state estimation device according to claim 1, wherein the SOC-OCV curve is calculated using a predetermined number or more of the data.
前記SOC−OCVカーブ算出手段は、
算出した前記SOC−OCVカーブを満充電時のSOCおよびOCVを基準としてオフセットさせる
ことを特徴とする請求項1記載の電池状態推定装置。
The SOC-OCV curve calculating means is:
The battery state estimation device according to claim 1, wherein the calculated SOC-OCV curve is offset with reference to SOC and OCV at full charge.
電池の温度を検出する電池温度検出手段を備え、
前記推定SOC算出手段は、
検出した前記温度と前記推定OCVの関数で表される推定SOCを算出する
ことを特徴とする請求項1記載の電池状態推定装置。
Battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery,
The estimated SOC calculation means includes
The battery state estimation device according to claim 1, wherein an estimated SOC expressed by a function of the detected temperature and the estimated OCV is calculated.
電池の温度を検出する電池温度検出手段を備え、
前記SOC−OCVカーブ算出手段は、
算出した前記推定OCV、前記推定SOCおよび検出した前記温度に基づいて、前記SOC−OCVカーブを算出する
ことを特徴とする請求項1記載の電池状態推定装置。
Battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery,
The SOC-OCV curve calculating means is:
The battery state estimation device according to claim 1, wherein the SOC-OCV curve is calculated based on the calculated estimated OCV, the estimated SOC, and the detected temperature.
電池の充放電電流を検出する電流検出工程と、
電池の端子間電圧を検出する電圧検出工程と、
検出された前記電池の電流および電圧と、充電時と放電時の内部抵抗とに基づいて推定OCVを算出する推定OCV算出工程と、
算出した前記推定OCVおよび電流積算値に基づいて、前記推定OCVの関数で表される推定SOCを算出する推定SOC算出工程と、
算出した前記推定OCVおよび前記推定SOCを記憶する記憶工程と、
前記記憶手段に前記推定OCVおよび前記推定SOCのデータが、所定条件で蓄積された場合、蓄積された前記推定SOCのデータを用いて、SOC−OCVカーブを算出するSOC−OCVカーブ算出工程と、
を有することを特徴とする電池状態推定方法。
A current detection step for detecting the charge / discharge current of the battery;
A voltage detection step for detecting the voltage between the terminals of the battery;
An estimated OCV calculating step of calculating an estimated OCV based on the detected current and voltage of the battery and internal resistance during charging and discharging;
An estimated SOC calculation step of calculating an estimated SOC represented by a function of the estimated OCV based on the calculated estimated OCV and the integrated current value;
Storing the calculated estimated OCV and the estimated SOC;
An SOC-OCV curve calculating step of calculating an SOC-OCV curve using the stored estimated SOC data when the estimated OCV and the estimated SOC data are stored in the storage unit under a predetermined condition;
A battery state estimation method comprising:
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