JP2017225225A - Charging rate estimation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の充電率を推定する充電率推定装置に関する。 The present invention relates to a charging rate estimation device that estimates a charging rate of a battery.
既存の充電率推定装置として、例えば、充電中の電池に流れる電流の積算値に基づいて、電池の充電率(電池の満充電容量に対する残容量の割合(百分率))を推定する技術が知られている。 As an existing charging rate estimation device, for example, a technology for estimating a charging rate of a battery (a ratio (percentage) of a remaining capacity to a full charging capacity of a battery) based on an integrated value of a current flowing through a battery being charged is known. ing.
また、既存の他の充電率推定装置として、例えば、充電中の電池の電圧が目標電圧に達した時刻で、電池の充電率を100[%]に設定するものがある。
関連する技術として、例えば、特許文献1及び特許文献2がある。
As another existing charging rate estimation device, for example, there is a device that sets the charging rate of a battery to 100 [%] at the time when the voltage of the battery being charged reaches a target voltage.
As related technologies, there are, for example,
しかしながら、電流積算値に基づいて充電率を推定する充電率推定装置では、電流検出部が異常状態(例えば、電流検出部の故障や計測配線の断線など)となり電池に流れる電流を検出できず電流積算値を求められない場合や、電流積算時間が長くなり電流積算値に基づいて求めた推定充電率の信頼性が低下した場合に、推定される充電率と実際の充電率とに大きなズレが生じる虞がある。 However, in the charging rate estimation device that estimates the charging rate based on the integrated current value, the current detection unit becomes abnormal (for example, the failure of the current detection unit or the disconnection of the measurement wiring), and the current flowing through the battery cannot be detected. When the accumulated value cannot be obtained or when the reliability of the estimated charge rate obtained based on the current accumulated value decreases due to the long current accumulation time, there is a large difference between the estimated charge rate and the actual charge rate. May occur.
本発明の一側面に係る目的は、電流積算値の信頼性が低い場合でも、電池の充電率を推定することができる充電率推定装置を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is to provide a charging rate estimation device that can estimate the charging rate of a battery even when the reliability of the current integrated value is low.
本発明に係る一つの形態である充電率推定装置は、制御部と、推定部とを備える。
充電制御部は定電流定電圧充電制御する。推定部は、定電圧充電制御において、電池の電圧が目標電圧に達した場合に定電圧充電開始充電率を取得し、定電圧充電開始充電率から満充電時の充電率に達するまでの推定時間を求め、定電圧充電開始時刻から定電圧充電を継続している継続時間と推定時間との比を求め、満充電時の充電率と定電圧充電開始充電率との差を求め、比と差を乗算した値を、定電圧充電開始充電率に加算して推定充電率を求める。
The charging rate estimation apparatus which is one form which concerns on this invention is provided with a control part and an estimation part.
The charge control unit performs constant current constant voltage charge control. In the constant voltage charge control, the estimation unit obtains a constant voltage charge start charge rate when the battery voltage reaches the target voltage, and estimates the time from the constant voltage charge start charge rate until the charge rate at full charge is reached. Determine the ratio between the duration of constant voltage charging from the constant voltage charge start time and the estimated time, and determine the difference between the charge rate at full charge and the constant voltage charge start charge rate. Is added to the constant voltage charging start charging rate to obtain the estimated charging rate.
本発明によれば、電流積算値の信頼性が低い場合でも、電池の充電率を推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the charging rate of the battery even when the reliability of the current integrated value is low.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図1は、実施形態の充電率推定装置を含む電池パックの一例を示す図である。
図1に示す電池パック1は、例えば、電動フォークリフトなどの車両に搭載され、走行モータを駆動するインバータなどの負荷へ電力を供給する。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a battery pack including the charging rate estimation apparatus according to the embodiment.
The
また、電池パック1は、複数の電池モジュール2と、制御部3と、記憶部4とを備える。なお、記憶部4は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などにより構成される。
In addition, the
電池モジュール2それぞれは、電池スタックSと、スイッチSWと、電流検出部21と、温度検出部22と、監視部23とを備える。なお、電池モジュール2それぞれの電池スタックSは、互いに並列接続され、組電池を構成する。なお、電池モジュール2は複数ではなく一つでもよい。
Each
電池スタックSは、直列接続される複数の電池B(例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、又は、電気二重層コンデンサ)により構成される。なお、電池スタックSそれぞれは、一つの電池Bで構成されてもよい。 The battery stack S is composed of a plurality of batteries B (for example, lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, or electric double layer capacitors) connected in series. Each of the battery stacks S may be composed of one battery B.
スイッチSWは、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体リレーや電磁式リレーにより構成される。充電器Chから電池パック1へ電力が供給されているとき、スイッチSWがオン(導通)している電池モジュール2が有する電池Bが充電され、その電池Bの電圧が上昇する。
The switch SW is configured by, for example, a semiconductor relay such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or an electromagnetic relay. When electric power is supplied from the charger Ch to the
電流検出部21は、例えば、ホール素子やシャント抵抗により構成され、各電池Bに流れる電流Iを検出する。
温度検出部22は、例えば、サーミスタにより構成され、各電池Bの温度Tを検出する。
The
The
監視部23は、例えば、CPU(Central Processing Unit)又はプログラマブルディバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)により構成される回路で、各電池Bの電圧Vを検出する。また、監視部23は、制御部3から送られてくる指示により、スイッチSWのオン、オフ(遮断)を制御する。また、監視部23は、各電池Bの電圧V、電流検出部21により検出される電流I、及び温度検出部22により検出される温度Tを示す電池状態情報を制御部3に送る。
The
制御部3は、定電流定電圧充電制御を行うことで各電池Bを充電させる充電制御部31と、各電池Bの充電率(SOC:State Of Charge)を推定する推定部32とを備える。また、制御部3は、充電停止後において、推定部32で推定した推定充電率を、車両側制御部5に送る。車両側制御部5は、制御部3から送られてくる充電率を、出力部6(例えば、ディスプレイ、モニタ、プリンタ)に出力(表示又は印刷)させる。なお、制御部3は、例えば、CPU又はプログラマブルディバイスにより構成される回路で、CPU又はプログラマブルディバイスが所定のプログラムを実行することによって、充電制御部31及び推定部32が実現される。また、充電率推定装置は、例えば、少なくとも充電制御部31及び推定部32を備えて構成される。
The control unit 3 includes a
制御部3の動作について説明する。
図2は、制御部3の動作を説明するためのフローチャートである。図3は、充電制御を説明するための図である。図3のAは電池Bの電圧Vの変動例を示す図であり、図3のBは電池Bに流れる電流Iの変動例を示す図であり、図3のCは電池Bの実際の充電率(一点鎖線:301)及び推定充電率(実線:302)の変動例を示す図である。なお、図3のAに示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸は電池Bの電圧Vを示している。また、図3のBに示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸は電池Bに流れる電流Iを示している。また、図3のCに示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸は電池Bの充電率を示している。また、図3のAからCの各グラフの横軸は互いに同じ時間軸である。
The operation of the control unit 3 will be described.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the control unit 3. FIG. 3 is a diagram for explaining the charging control. 3A is a diagram showing a variation example of the voltage V of the battery B, FIG. 3B is a diagram showing a variation example of the current I flowing through the battery B, and FIG. 3C is an actual charge of the battery B. It is a figure which shows the example of a fluctuation | variation of a rate (one-dot chain line: 301) and an estimated charging rate (solid line: 302). Note that the horizontal axis of the graph shown in FIG. 3A represents time, and the vertical axis represents the voltage V of the battery B. Also, the horizontal axis of the graph shown in FIG. 3B indicates time, and the vertical axis indicates the current I flowing through the battery B. Further, the horizontal axis of the graph shown in FIG. 3C indicates time, and the vertical axis indicates the charging rate of the battery B. The horizontal axes of the graphs A to C in FIG. 3 are the same time axis.
ステップS1では、制御部3の充電制御部31は定電流充電制御を開始する。まず、充電制御部31は、定電流充電制御を開始すると、図3に示す時刻t0から時刻t1において、電流Iを一定電流Icに保ちつつ、電圧Vが目標電圧Vtまで徐々に上昇するように、電流指令値を充電器Chに送信し、送信した電流指令値に基づいて各電池Bを充電させる。また、推定部32は、時刻t0から時刻t1において、電流Iの積算値に基づいて、推定充電率SOC1を求める。例えば、推定部32は、時刻t0から時刻t1において、推定充電率SOC1(=電流Iの積算値/満充電容量×100)を計算することにより、推定充電率SOC1を求める。なお、推定部32は、充電開始前に推定した電池Bの充電率を記憶部4に記憶しておき、その記憶した充電率を、時刻t0から時刻t1における推定充電率SOC1とする構成としてもよい。目標電圧Vtは、例えば、満充電電圧であるが、満充電電圧に限らず任意の電圧でもよい。
In step S1, the
ステップS2では、充電制御部31が、電圧Vが目標電圧Vt以上であるか否かを判定し、電圧Vが目標電圧Vtよりも小さい場合(No)にはステップS2に移行し、電圧Vが目標電圧Vt以上で、充電制御部31により電流積算値の信頼性が低いことを検出されている場合(Yes)にはステップS3に移行する。ここで、電流積算値の信頼性が低い場合とは、電流検出部が異常状態(例えば、電流検出部の故障や計測配線の断線など)となり電池に流れる電流を検出できず電流積算値を求められない場合や、電流積算時間が長くなり電流積算値に基づいて求めた推定充電率の信頼性が低下した場合である。電流検出部の異常状態は、制御部3が電流Iや電圧Vや温度Tなどに基づいて検出する。電流積算時間が長いか否かは、制御部3が計測した電流積算をしている時間を合計した電流積算時間と、所定時間(電流積算の信頼性が低下したと見做すことができる時間)とを制御部3が比較して、電流積算時間が所定時間以上であれば電流積算値の信頼性が低下したと判定する。
In step S2, the
なお、電流積算値の信頼性が高い場合にはステップS3に移行せず、充電制御部31は積算電流値を用いて充電率を求める。また、充電制御部31は計測した電圧V(=閉回路電圧)を用い、記憶部4に記憶されている閉回路電圧と充電率とが関連付けられた情報を参照して、電圧Vに対応する充電率を求めてもよい。
Note that when the reliability of the current integrated value is high, the process does not proceed to step S3, and the charging
なお、ステップS2で、充電制御部31は電流積算値の信頼性が低いことを検出せず、電圧Vが目標電圧Vt以上か否かを判定するだけでもよいが、電流積算値の信頼性が低いことを検出した場合の方が、本発明を実施することでより信頼性の向上が望める。
In step S2, the charging
ステップS3では、電流積算値の信頼性が低い場合、充電制御部31が(1)の処理を実行して、推定部32が(2)から(4)の処理を実行する。
(1)充電制御部31は、電圧Vが目標電圧Vt以上の場合、定電流充電制御を終了し、定電圧充電制御を開始する。
In step S3, when the reliability of the current integrated value is low, the
(1) When the voltage V is equal to or higher than the target voltage Vt, the charging
定電圧充電制御では、電圧Vを目標電圧Vtに保ちつつ、電流Iを徐々に減少させるために、充電制御部31は充電器Chに送信する電流指令値を徐々に減少させる。
(2)推定部32は定電圧充電開始充電率SOC0を取得する。図3の例では、時刻t1において定電圧充電開始充電率SOC0(例えば、80[%])を取得している。
In the constant voltage charge control, the
(2) The
ここで、定電圧充電開始充電率SOC0は、例えば、電圧Vが目標電圧Vt以上になったときの実際の電池Bの充電率に近い値で、実験やシミュレーションにより求められ、記憶部4などに記憶されている。 Here, the constant voltage charging start charging rate SOC0 is obtained by experiment or simulation, for example, with a value close to the actual charging rate of the battery B when the voltage V becomes equal to or higher than the target voltage Vt. It is remembered.
また、定電圧充電開始充電率SOC0は、定電流充電制御を行っているときの電流指令値または電流Ichと、電池Bの内部抵抗をもとに算出してもよい。電圧Vが目標電圧Vtになり定電流充電制御から定電圧充電制御に変わるときの実際の電池Bの開回路電圧は、目標電圧Vtから(定電流充電制御を行っているときの電流指令値又は電流Ich)×(電池Bの内部抵抗)により決まる電圧を減算して求めた電圧に近いため、その求めた開回路電圧を用いて、開回路電圧−充電率特性曲線により算出した充電率を定電圧充電開始充電率SOC0とすることができる。なお、電池Bの内部抵抗は温度や劣化度によって変化するため、温度や劣化度を考慮して所定の充電率を求めてもよい。 The constant voltage charging start charging rate SOC0 may be calculated based on the current command value or current Ich when the constant current charging control is performed and the internal resistance of the battery B. The actual open circuit voltage of the battery B when the voltage V becomes the target voltage Vt and changes from the constant current charge control to the constant voltage charge control is determined from the target voltage Vt (the current command value when the constant current charge control is performed or Since it is close to the voltage obtained by subtracting the voltage determined by (current Ich) × (internal resistance of battery B), the charge rate calculated by the open circuit voltage-charge rate characteristic curve is determined using the obtained open circuit voltage. The voltage charging start charging rate SOC0 can be set. In addition, since the internal resistance of the battery B changes depending on the temperature and the degree of deterioration, the predetermined charging rate may be obtained in consideration of the temperature and the degree of deterioration.
また、定電圧充電開始充電率SOC0は、図4に示す内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報401又は電流−定電圧充電開始充電率情報402の情報を用いて取得してもよい。図4は、内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報401及び電流−定電圧充電開始充電率情報402の一例を示す図である。
Further, the constant voltage charge start charge rate SOC0 may be acquired using the information of the internal resistance-constant voltage charge start
図4のAに示す内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報401は、内部抵抗Rの範囲を示す情報「r1」「r2」「r3」などと、定電圧充電開始充電率SOC0の範囲を示す情報「SOCr1」「SOCr2」「SOCr3」などとが関連付けられたテーブルである。内部抵抗Rと定電圧充電開始充電率SOC0との関係は、電池Bの内部抵抗Rが大きい程、定電圧充電開始充電率SOC0が低く、内部抵抗Rが小さい程、定電圧充電開始充電率SOC0が高く設定されている。その理由は、電池Bの内部抵抗Rが大きいほど電池Bの閉回路電圧と実際の開回路電圧との差が大きくなるからである。
The internal resistance-constant voltage charging start charging
例えば、内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報401を用いる場合、制御部3は内部抵抗Rを求め、求めた内部抵抗Rを用いて、内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報401を参照し、内部抵抗Rに対応する定電圧充電開始充電率SOC0を取得する。例えば、内部抵抗Rが「r1」の範囲であれば、定電圧充電開始充電率SOC0として「SOCr1」が取得される。なお、内部抵抗Rを劣化度としてもよい。
For example, when using the internal resistance-constant voltage charge start
図4のBに示す電流−定電圧充電開始充電率情報402は、電流Iの範囲を示す情報「i1」「i2」「i3」などと、定電圧充電開始充電率SOC0の範囲を示す情報「SOCi1」「SOCi2」「SOCi3」などとが関連付けられたテーブルである。電流Iと定電圧充電開始充電率SOC0との関係は、電池Bに流れる電流Iが大きい程、定電圧充電開始充電率SOC0が低く、電流Iが小さい程、定電圧充電開始充電率SOC0が高く設定されている。その理由は、電池Bに流れる電流Iが大きいほど電池Bの閉回路電圧と実際の開回路電圧との差が大きくなるからである。
The current-constant voltage charging start charging
例えば、推定部32が、電流−定電圧充電開始充電率情報402を用いる場合、制御部3は電流Iを求め、求めた電流Iを用いて、電流−定電圧充電開始充電率情報402を参照し、電流Iに対応する定電圧充電開始充電率SOC0を取得する。電流Iが「i1」の範囲であれば、定電圧充電開始充電率SOC0として「SOCi1」が取得される。なお、電流Iに電流指令値や定電流充電制御時の一定電流Icを含めてもよい。
For example, when the
また、定電圧充電開始充電率SOC0は、電流検出部21が異常状態である場合、内部抵抗R及び電流Iが計測できないため、温度Tに基づいて定電圧充電開始充電率SOC0を取得してもよい。その場合、推定部32は、温度検出部22から取得した温度Tを示す情報に基づいて、電池Bの温度Tが低い程、定電圧充電開始充電率SOC0を低くし、電池Bの温度Tが高い程、定電圧充電開始充電率SOC0を高くする。その理由は、電池Bの温度Tが低いほど内部抵抗Rが大きくなり、内部抵抗Rが大きいほど電池Bの閉回路電圧と実際の開回路電圧との差が大きくなるからである。
Further, since the internal resistance R and the current I cannot be measured when the
更に、定電圧充電開始充電率SOC0は、図5に示す電流−温度−内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報501の情報を用いて取得してもよい。図5は、電流−内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報の一例を示す図である。
Further, the constant voltage charge start charge rate SOC0 may be obtained using information of current-temperature-internal resistance-constant voltage charge start
図5に示す電流−内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報501は、電流Iの範囲を示す情報「i1」「i2」「i3」などと、内部抵抗Rの値を示す情報「r1」「r2」「r3」などと、定電圧充電開始充電率SOC0の値を示す情報「SOC11」「SOC12」「SOC13」「SOC21」「SOC22」「SOC23」「SOC31」「SOC32」「SOC33」などとが関連付けられたテーブルである。例えば、電流−内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報501を用いる場合、推定部32は、計測した電流Iと、求めた内部抵抗Rとを用いて、電流−内部抵抗−定電圧充電開始充電率情報501を参照し、電流Iと内部抵抗Rに対応する定電圧充電開始充電率SOC0を取得する。例えば、電流Iが「i1」で内部抵抗Rが「r1」であれば、定電圧充電開始充電率SOC0として「SOC11」が取得される。なお、電流Iに電流指令値や定電流充電制御時の一定電流Icを含めてもよい。
(3)推定部32は推定時間t(図3の時刻t1から時刻t2)を求める。定電圧充電開始充電率SOC0から満充電時の充電率(=100[%])に達するまでにかかると推定される時間で、実験やシミュレーションにより求められ、記憶部4などに記憶されている。すなわち、定電圧充電制御を開始した時刻t1から、電池Bが満充電時の充電率に達する時刻t2を推定し、時刻t1から時刻t2までの時間を推定時間tとする。なお、時刻は日時又は年月日時を含んでもよい。
The current-internal resistance-constant voltage charging start charging
(3) The
推定時間tは、内部抵抗Rあるいは電流Iに応じて推定時間tを変更してもよい。内部抵抗Rと推定時間tとの関係は、電池Bの内部抵抗Rが低い程、推定時間tが短く、内部抵抗Rが高い程、推定時間tが長く設定されている。なお、内部抵抗Rを劣化度としてもよい。また、電流Iと推定時間tとの関係は、電池Bに流れる電流Iが大きい程、推定時間tが短く、電流Iが小さい程、推定時間tが長く設定されている。なお、電流Iに電流指令値や定電流充電制御時の一定電流Icを含めてもよい。 The estimated time t may be changed according to the internal resistance R or current I. Regarding the relationship between the internal resistance R and the estimated time t, the estimated time t is set shorter as the internal resistance R of the battery B is lower, and the estimated time t is set longer as the internal resistance R is higher. The internal resistance R may be set as the degree of deterioration. The relationship between the current I and the estimated time t is set such that the larger the current I flowing through the battery B, the shorter the estimated time t, and the smaller the current I, the longer the estimated time t. The current I may include a current command value and a constant current Ic during constant current charging control.
更に、推定時間tは、図6に示す電流−内部抵抗−推定時間情報601を用いて求めてもよい。すなわち、電流Iと内部抵抗Rに応じて決めて推定時間tを求めてもよい。図6は、電流−内部抵抗−推定時間情報の一例を示す図である。
Further, the estimated time t may be obtained using the current-internal resistance-estimated
図6に示す電流−内部抵抗−推定時間情報601は、電流Iの範囲を示す情報「i1」「i2」「i3」などと、内部抵抗Rの値を示す情報「r1」「r2」「r3」などと、推定時間tの値を示す情報「t11」「t12」「t13」「t21」「t22」「t23」「t31」「t32」「t33」などとが関連付けられたテーブルである。例えば、電流−内部抵抗−推定時間情報601を用いる場合、推定部32は、計測した電流Iと求めた内部抵抗Rとを用いて、電流−内部抵抗−推定時間情報601を参照し、電流Iと内部抵抗Rに対応する推定時間tを求める。例えば、電流Iが「i1」で内部抵抗Rが「r1」であれば、推定時間tとして「t11」が求められる。なお、電流Iに電流指令値や定電流充電制御時の一定電流Icを含めてもよい。
The current-internal resistance-estimated
また、推定時間tは、電流検出部21が異常状態である場合、内部抵抗R及び電流Iが計測できないため、温度Tに基づいて推定時間tを取得してもよい。その場合、推定部32は、温度検出部22から取得した温度Tを示す情報に基づいて、電池Bの温度Tが低い程、推定時間tを短くし、電池Bの温度Tが高い程、推定時間tを長くする。
(4)推定部32は継続時間tcの計測を開始する。継続時間tcは、定電圧充電制御開始時刻t1から定電圧充電制御を継続している現在の時刻までの時間である。
Further, the estimated time t may be acquired based on the temperature T because the internal resistance R and the current I cannot be measured when the
(4) The
ステップS4では、推定部32が推定充電率SOC1を求める。推定部32は、定電圧充電制御開始時刻t1から定電圧充電制御を継続している継続時間tcと推定時間tとの比D(=tc/t)を求め、満充電時の充電率(=100[%])と定電圧充電開始充電率SOC0との差Sub(=100−SOC0)を求め、比Dと差Subを乗算した値(=D×Sub)を、定電圧充電開始充電率SOC0に加算して推定充電率SOC1(=SOC0+D×Sub)を求める。式1を参照。
In step S4, the
SOC1=SOC0+(tc/t)×(100−SOC0) (式1)
ステップS5では、充電制御部31が、継続時間tcが推定時間tを経過した時刻であるか否かを判定し、継続時間tcが推定時間tを経過した時刻でない場合(No)には定電圧充電制御を継続するためステップS4に移行し、継続時間tcが推定時間tを経過した時刻である場合(Yes)にはステップS6に移行する。
SOC1 = SOC0 + (tc / t) × (100−SOC0) (Formula 1)
In step S5, the
ステップS6では、充電制御部31が、継続時間tcが推定時間tを経過している場合、定電圧充電制御を終了する。充電制御部31は、定電圧充電制御を終了すると、充電器Chに充電停止指示を送信するとともに、すべてのスイッチSWをオンからオフに切り替え、各電池Bの充電を停止させる。また、充電制御部31は、電流指令値が所定の電流指令値以下になると、充電器Chに充電停止指示を送信するとともに、すべてのスイッチSWをオンからオフに切り替え、各電池Bの充電を停止させるように構成してもよい。なお、充電器Chは、充電停止指示を受け取ると、電池パック1への電力供給を停止する。
In step S6, when the duration tc has passed the estimated time t, the charging
また、推定部32は、継続時間tcが推定時間tを経過した時刻になると、各電池Bのうちで最も電圧Vが高い満充電電池の推定充電率を100[%]に設定する。また、各電池Bのうち、満充電電池以外の未満充電電池の推定充電率を、充電が停止したときの未満充電電池の電圧Vに基づいて推定してもよい。従って、充電停止後の各電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。例えば、少なくとも一つの電池Bの推定充電率が100[%]になると、組電池の充電率として100[%]がユーザに対して出力され、少なくとも一つの電池Bの推定充電率が0[%]になると、組電池の充電率として0[%]がユーザに対して出力される場合、各電池Bの実際の充電率と、ユーザに対して出力される組電池の充電率とのズレを抑えることができるため、ユーザに違和感を覚えさせないようにすることができる。
Moreover, the
実施形態によれば、各電池Bの定電流定電圧充電中において、電圧Vが目標電圧Vt以上になったときに式1を用いて推定充電率SOC1を求めることで、電流検出部21が異常状態になるなどして電池Bに流れる電流を検出できず電流積算値を求められない場合や、電流積算時間が長くなり電流積算値に基づいて求めた推定充電率の信頼性が低下した場合でも、電池Bの充電率を推定することができる。
According to the embodiment, during the constant current and constant voltage charging of each battery B, when the voltage V becomes equal to or higher than the target voltage Vt, the
また、実際の電池Bの充電率に近い推定充電率SOC1を求めることができる。
従来は、電流積算値が求められない場合、充電中の電池Bの電圧Vが目標電圧Vtに達した時刻t1になると、電池Bの推定充電率SOC1を100[%]に設定していた。
Further, an estimated charging rate SOC1 close to the actual charging rate of the battery B can be obtained.
Conventionally, when the integrated current value cannot be obtained, the estimated charging rate SOC1 of the battery B is set to 100 [%] when the voltage V of the battery B being charged reaches the target voltage Vt at time t1.
しかし、本実施形態では、定電圧充電制御開始時刻t1において定電圧充電開始充電率SOC0を取得し、式1に基づいて推定充電率SOC1を求めているので、時刻t1から時刻t2(推定時間t)において推定充電率SOC1は図3のCに示す一次直線302(実線)のようになる。従って、式1を用いて求めた一次直線302は、従来のように時刻t1から時刻t2(推定時間t)において推定充電率SOC1を100[%]に設定した場合より、図3のCに示す実際の電池Bの充電率を示す曲線301(一点鎖線)に近づけることができる。また、一次直線302は曲線301に近いため、定電圧充電制御中に充電を停止した場合でも、従来の100[%]に設定した推定充電率SOC1より、実際の電池Bの充電率に近づけることができる。
However, in the present embodiment, the constant voltage charge start charge rate SOC0 is acquired at the constant voltage charge control start time t1, and the estimated charge rate SOC1 is obtained based on
また、ステップS3の(2)(3)の処理に示したように、内部抵抗R、電流I、劣化度、温度Tに応じて、定電圧充電開始充電率SOC0及び推定時間tを変更し、式1を用いて推定充電率SOC1を求めることで、一次直線302を曲線301に更に近づけることができる。
Further, as shown in the processes of (2) and (3) of step S3, the constant voltage charge start charging rate SOC0 and the estimated time t are changed according to the internal resistance R, current I, deterioration degree, and temperature T, The primary
なお、上記ステップS3の(2)の処理において、充電制御部31は定電圧充電開始充電率SOC0を取得し、ステップS4において式1を用いて推定充電率SOC1を求めているが、ステップS3の(2)の処理において、定電圧充電開始充電率SOC0を推定充電率SOC1に設定して、その後にステップS4において式1を用いて推定充電率SOC1を求めてもよい。
In the process of step S3 (2), the
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
1 電池パック
2 電池モジュール
3 制御部
4 記憶部
5 車両側制御部
6 出力部
21 電流検出部
22 温度検出部
23 監視部
31 充電制御部
32 推定部
Ch 充電器
S 電池スタック
B 電池
SW スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
定電圧充電制御において、電池の電圧が目標電圧に達した場合に定電圧充電開始充電率を取得し、前記定電圧充電開始充電率から満充電時の充電率に達するまでの推定時間を求め、定電圧充電開始時刻から定電圧充電を継続している継続時間と前記推定時間との比を求め、前記満充電時の充電率と前記定電圧充電開始充電率との差を求め、前記比と前記差を乗算した値を、前記定電圧充電開始充電率に加算して推定充電率を求める推定部と、
を備える充電率推定装置。 A charge control unit for controlling constant current and constant voltage charge;
In constant voltage charge control, when the voltage of the battery reaches the target voltage, obtain a constant voltage charge start charge rate, obtain an estimated time from the constant voltage charge start charge rate until reaching the full charge rate, Obtain the ratio between the duration of constant voltage charging from the constant voltage charge start time and the estimated time, determine the difference between the charge rate at the time of full charge and the constant voltage charge start charge rate, and An estimation unit for obtaining an estimated charging rate by adding a value obtained by multiplying the difference to the constant voltage charging start charging rate;
A charging rate estimation device comprising:
前記推定部は、
前記電池の内部抵抗が大きい程、前記定電圧充電開始充電率を低くし、前記電池の内部抵抗が小さい程、前記定電圧充電開始充電率を高くする、
ことを特徴とする充電率推定装置。 The charging rate estimation device according to claim 1,
The estimation unit includes
The larger the internal resistance of the battery, the lower the constant voltage charge start charging rate, and the smaller the internal resistance of the battery, the higher the constant voltage charge start charging rate,
The charge rate estimation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記推定部は、
前記電池に流れる電流が大きい程、前記定電圧充電開始充電率を低くし、前記電池に流れる電流が小さい程、前記定電圧充電開始充電率を高くする、
ことを特徴とする充電率推定装置。 The charging rate estimation device according to claim 1 or 2,
The estimation unit includes
The larger the current flowing through the battery, the lower the constant voltage charging start charging rate, and the smaller the current flowing through the battery, the higher the constant voltage charging starting charging rate.
The charge rate estimation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記電池に流れる電流と前記電池の内部抵抗に応じて前記推定時間を変更することを特徴とする充電率推定装置。 The charging rate estimation device according to claim 1,
The charging rate estimation apparatus characterized by changing the said estimation time according to the electric current which flows through the said battery, and the internal resistance of the said battery.
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