JP2018040676A - Parameter identification method for on-vehicle power storage device model, and parameter identification apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a parameter identification method for an on-vehicle power storage device model capable of accurately evaluating an error between a measured property of a power storage device and a property estimated by the power storage device model, and a parameter identification apparatus.SOLUTION: A method is provided for identifying a parameter included in a model of an on-vehicle power storage device. The method includes: a first step for setting an initial value to the parameter; a second step for calculating an evaluation value representing an error between an estimated property obtained from the model and a property of the power storage device that is actually measured and acquired beforehand, and integrating the evaluation value for a predetermined time; and a third step for changing the value of the parameter in such a manner that the integrated evaluation value becomes closer to an optimal value. The second step and the third step are iteratively implemented. In the second step, the evaluation value is calculated by using a first evaluation function during a constant current discharge period, and the evaluation value is calculated by using a second evaluation function that is different from the first evaluation function, during a constant voltage charge period.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法及びパラメータ同定装置に関するものである。   The present invention relates to a parameter identification method and a parameter identification device for an in-vehicle power storage device model.

特許文献1には、電池モデル同定方法が記載されている。この方法では、電池に入力される電流波形を電流センサを用いて測定し、電池の端子電圧の電圧波形を電圧センサを用いて測定する。そして、システム同定演算部が、これらの電流波形及び電圧波形に基づいて、電池モデルのパラメータ同定を行う。電流波形は方形波であり、電流の振幅は一定値である。   Patent Document 1 describes a battery model identification method. In this method, the current waveform input to the battery is measured using a current sensor, and the voltage waveform of the battery terminal voltage is measured using a voltage sensor. And a system identification calculating part performs parameter identification of a battery model based on these current waveforms and voltage waveforms. The current waveform is a square wave, and the amplitude of the current is a constant value.

特開2016−3963号公報JP-A-2006-3963

現在、車載用蓄電デバイスとして、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタといった様々な蓄電デバイスが用いられている。そして、これらの電池を組み合わせて、様々な種類のハイブリッド方式が実用化されている。例えば、メイン蓄電デバイスとは別に、減速の際のエネルギー回生及びアイドリングストップ後のセルモータの駆動のためのサブ蓄電デバイスを設ける、いわゆるμHEV方式が近年特に有用とされている。   Currently, various power storage devices such as lead storage batteries, lithium ion batteries, and lithium ion capacitors are used as in-vehicle power storage devices. Various types of hybrid systems have been put into practical use by combining these batteries. For example, in recent years, a so-called μHEV system that provides a sub power storage device for energy regeneration during deceleration and driving of a cell motor after idling stop has been particularly useful in addition to the main power storage device.

一方、従来より車両の燃費シュミレーションにおいては、エンジン及び蓄電デバイスといった様々な動力源並びに負荷をモデル化し、規定の走行パターンを該モデルに入力して燃費を算出することが行われている。そのようなモデルにおいて、ハイブリッド方式における複雑化した蓄電デバイス構成を正確にモデル化することは、燃費を精度よく算出するために極めて重要である。蓄電デバイスをモデル化する際には、所定の電流波形を実際の蓄電デバイスに入力し、その端子間電圧及び入力電流を測定して蓄電デバイスの電流−電圧特性を得、その後、得られた実際の蓄電デバイスの特性と蓄電デバイスモデルによる推定特性とを比較することにより、蓄電デバイスモデルのパラメータを同定する。従って、蓄電デバイスモデルに正確なパラメータを設定するためには、測定された蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルによる推定特性との誤差を精度よく評価することが重要である。   On the other hand, conventionally, in a vehicle fuel consumption simulation, various power sources such as an engine and a power storage device and a load are modeled, and a prescribed travel pattern is input to the model to calculate the fuel consumption. In such a model, accurately modeling a complicated power storage device configuration in the hybrid system is extremely important for accurately calculating fuel consumption. When modeling an electricity storage device, a predetermined current waveform is input to the actual electricity storage device, the voltage between the terminals and the input current are measured to obtain the current-voltage characteristics of the electricity storage device, and then the obtained actual The parameters of the power storage device model are identified by comparing the characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model. Therefore, in order to set an accurate parameter in the power storage device model, it is important to accurately evaluate an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model.

例えば特許文献1に記載されたような従来のパラメータ同定方法では、ピーク値が一定である矩形波状の電流を蓄電デバイスに入力し、測定された電圧と、蓄電デバイスモデルから出力される推定電圧とを比較する。このような比較方法は電流値が一定である期間(典型的には定電流放電期間)において有効ではあるが、蓄電デバイス構成によっては定電圧充電期間が存在する場合がある。定電圧充電期間では、蓄電デバイスの電圧はほぼ一定であるが、入力電流が時間の経過とともに大きく変化する。蓄電デバイスの電流−電圧特性は厳密には非線形であり、入力電流の大きさによって変化する。従って、電流値が一定である期間と同様の比較方法を定電圧充電期間において用いると、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差を精度よく評価することが難しい。   For example, in a conventional parameter identification method as described in Patent Document 1, a rectangular wave current having a constant peak value is input to an electricity storage device, and the measured voltage and the estimated voltage output from the electricity storage device model are Compare Such a comparison method is effective in a period in which the current value is constant (typically, a constant current discharge period), but a constant voltage charging period may exist depending on the configuration of the power storage device. In the constant voltage charging period, the voltage of the power storage device is substantially constant, but the input current changes greatly with time. Strictly speaking, the current-voltage characteristic of the electricity storage device is non-linear and changes depending on the magnitude of the input current. Therefore, when the same comparison method as that in the period in which the current value is constant is used in the constant voltage charging period, it is difficult to accurately evaluate an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、測定された蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルによる推定特性との誤差を精度よく評価することができる車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法及びパラメータ同定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and is an in-vehicle power storage device model that can accurately evaluate an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model. An object is to provide a parameter identification method and a parameter identification device.

上述した課題を解決するために、本発明の車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法は、車載用の蓄電デバイスのモデルに含まれるパラメータを同定する方法であって、パラメータに初期値を設定する第1ステップと、モデルから得られた推定特性と、予め実測して取得された蓄電デバイスの特性との誤差を表す評価値を算出し、評価値を所定時間にわたって積算する第2ステップと、積算された評価値が最適値に近づくようにパラメータの値を変更する第3ステップと、を含み、第2ステップ及び第3ステップを繰り返し行い、第2ステップにおいて、定電流放電期間では第1評価関数を用いて評価値を算出し、定電圧充電期間では第1評価関数と異なる第2評価関数を用いて評価値を算出することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the vehicle power storage device model parameter identification method according to the present invention is a method for identifying a parameter included in a vehicle power storage device model, and sets an initial value for the parameter. A second step of calculating an evaluation value representing an error between one step, the estimated characteristic obtained from the model, and the characteristic of the electricity storage device obtained by actual measurement in advance, and integrating the evaluation value over a predetermined time; A third step of changing the value of the parameter so that the evaluated value approaches the optimum value, and the second step and the third step are repeated. In the second step, the first evaluation function is set in the constant current discharge period. The evaluation value is calculated by using the second evaluation function that is different from the first evaluation function during the constant voltage charging period.

また、本発明の車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定装置は、車載用の蓄電デバイスのモデルに含まれるパラメータを同定する装置であって、パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、モデルを記憶するモデル記憶部と、モデルから得られた推定特性と予め実測して取得された蓄電デバイスの特性との誤差を表す評価値の算出、評価値の所定時間にわたる積算、及び、積算された評価値が最適値に近づくようなパラメータの値の変更、を繰り返し行う演算部とを備え、演算部は、定電流放電期間では第1評価関数を用いて評価値を算出し、定電圧充電期間では第1評価関数と異なる第2評価関数を用いて評価値を算出することを特徴とする。   The vehicle power storage device model parameter identification device of the present invention is a device for identifying parameters included in a vehicle power storage device model, a parameter storage unit for storing parameters, and a model storage for storing models Unit, calculation of evaluation value representing an error between the estimated characteristic obtained from the model and the characteristic of the electricity storage device obtained by actual measurement in advance, integration of the evaluation value over a predetermined time, and the integrated evaluation value is the optimum value And a calculation unit that repeatedly changes the value of the parameter so as to approach the calculation value. The calculation unit calculates an evaluation value using the first evaluation function during the constant current discharge period, and the first evaluation function during the constant voltage charging period. The evaluation value is calculated using a second evaluation function different from the above.

上記のパラメータ同定方法及びパラメータ同定装置では、定電圧充電期間において用いられる第2評価関数を、定電流放電期間において用いられる第1評価関数とは別に設けている。これにより、定電圧充電期間に適した評価関数を、定電流放電期間における評価関数から独立して自由に設定できる。従って、蓄電デバイスの電流−電圧特性が非線形であっても、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差を精度よく評価することができる。   In the parameter identification method and the parameter identification device, the second evaluation function used in the constant voltage charging period is provided separately from the first evaluation function used in the constant current discharge period. Thereby, the evaluation function suitable for the constant voltage charging period can be freely set independently from the evaluation function in the constant current discharging period. Therefore, even if the current-voltage characteristics of the power storage device are nonlinear, it is possible to accurately evaluate an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model.

上記のパラメータ同定方法は、第1評価関数が、電流値をモデルに入力して得られた推定電圧値と予め実測して取得された蓄電デバイスの端子間電圧値との差分を含むことを特徴としてもよい。定電流放電期間では、蓄電デバイスへの入力電流はほぼ一定であり、蓄電デバイスの端子間電圧が時間の経過とともに大きく変化する。したがって、このような第1評価関数を用いることによって、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差をより精度よく評価することができる。   In the parameter identification method, the first evaluation function includes a difference between an estimated voltage value obtained by inputting a current value into a model and a terminal-to-terminal voltage value obtained by actual measurement. It is good. In the constant current discharge period, the input current to the power storage device is substantially constant, and the voltage between the terminals of the power storage device changes greatly with time. Therefore, by using such a first evaluation function, an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model can be evaluated with higher accuracy.

上記のパラメータ同定方法は、第2評価関数が、電圧値をモデルに入力して得られた推定電流値と予め実測して取得された蓄電デバイスの入力電流値との差分を含むことを特徴としてもよい。定電圧充電期間では、蓄電デバイスの端子間電圧はほぼ一定であり、蓄電デバイスへの入力電流が時間の経過とともに大きく変化する。したがって、このような第2評価関数を用いることによって、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差をより精度よく評価することができる。   In the parameter identification method, the second evaluation function includes a difference between an estimated current value obtained by inputting a voltage value into a model and an input current value of an electricity storage device obtained by actual measurement in advance. Also good. In the constant voltage charging period, the voltage between the terminals of the power storage device is substantially constant, and the input current to the power storage device changes greatly with time. Therefore, by using such a second evaluation function, an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model can be evaluated with higher accuracy.

本発明による車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法及びパラメータ同定装置によれば、蓄電デバイスの特性を精度よく測定することができる。   According to the parameter identification method and parameter identification device for an in-vehicle power storage device model according to the present invention, the characteristics of the power storage device can be accurately measured.

本発明の一実施形態によるパラメータ同定方法に用いられる計算機の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the computer used for the parameter identification method by one Embodiment of this invention. 蓄電デバイスモデルの一例の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of an example of an electrical storage device model. 蓄電デバイスモデルの別の例の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of another example of an electrical storage device model. パラメータ記憶部の内部構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an internal structure of a parameter memory | storage part. 特性記憶部の内部構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the internal structure of a characteristic memory | storage part. 蓄電デバイスの電流−電圧特性を測定する際に蓄電デバイスに入力される入力電流の時間波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time waveform of the input current input into an electrical storage device, when measuring the current-voltage characteristic of an electrical storage device. (a)図6のA部を拡大して示すグラフである。(b)図6のB部を拡大して示すグラフである。(A) It is the graph which expands and shows the A section of FIG. (B) It is a graph which expands and shows the B section of FIG. 演算部における処理内容を示すフローチャートであって、一実施形態によるパラメータ同定方法を示す。It is a flowchart which shows the processing content in a calculating part, Comprising: The parameter identification method by one Embodiment is shown. 演算部における処理内容を示すフローチャートであって、一実施形態によるパラメータ同定方法を示す。It is a flowchart which shows the processing content in a calculating part, Comprising: The parameter identification method by one Embodiment is shown.

以下、添付図面を参照しながら本発明による車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法及びパラメータ同定装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、以下の説明において、蓄電デバイスへの入力電流とは、蓄電デバイスに入力される充電電流および蓄電デバイスから出力される放電電流の双方を指し、入力電流の符号が正である場合は充電を表し、入力電流の符号が負である場合は放電を表す。   Hereinafter, embodiments of a parameter identification method and a parameter identification apparatus for an in-vehicle power storage device model according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the following description, the input current to the power storage device refers to both the charging current input to the power storage device and the discharge current output from the power storage device, and charging is performed when the sign of the input current is positive. If the sign of the input current is negative, it represents discharge.

図1は、本発明の一実施形態によるパラメータ同定装置である計算機1Aの構成を概略的に示すブロック図である。図1に示されるように、この計算機1Aは、蓄電デバイスモデルを記憶するモデル記憶部11と、電池パラメータを記憶する電池パラメータ記憶部12と、測定された蓄電デバイスの電流−電圧特性を記憶する電池時系列データ13と、蓄電デバイスモデル、パラメータ、及び電流−電圧蓄電デバイスの特性を用いてパラメータ同定演算を行う演算部14と、を備える。演算部14は更に、誤差計算部15及びパラメータ最適化部16を含んで構成される。なお、モデル記憶部11、電池パラメータ記憶部12、及び電池時系列データ13は、例えばRAMまたはハードディスクといった記録媒体によって実現される。また、演算部14は、例えばCPUおよび揮発性メモリを有するコンピュータによって実現される。ここで、電池時系列データ13は、電流、電圧、及び温度に関する時系列データであって、ユーザーが別途計測したデータをコピーしたもの、或いは、計測機に繋がれた通信線よりダウンロードしたものであっても良い。モデル記憶部11は、ユーザーが指定した電池等価回路の構造を手動にて入力させる。そして、計算機1Aは、最適化が終わった後に、電池パラメータ記憶部12に記憶されている電池パラメータ17をユーザーに表示したり、電子データとして外部に出力する。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a computer 1A that is a parameter identification device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the computer 1A stores a model storage unit 11 that stores a power storage device model, a battery parameter storage unit 12 that stores battery parameters, and a measured current-voltage characteristic of the power storage device. A battery time-series data 13, and a calculation unit 14 that performs parameter identification calculation using the characteristics of the storage device model, parameters, and current-voltage storage device. The calculation unit 14 further includes an error calculation unit 15 and a parameter optimization unit 16. The model storage unit 11, the battery parameter storage unit 12, and the battery time series data 13 are realized by a recording medium such as a RAM or a hard disk. Moreover, the calculating part 14 is implement | achieved by the computer which has CPU and volatile memory, for example. Here, the battery time-series data 13 is time-series data related to current, voltage, and temperature, and is a copy of data separately measured by the user or downloaded from a communication line connected to a measuring instrument. There may be. The model storage unit 11 manually inputs the structure of the battery equivalent circuit designated by the user. Then, after the optimization is completed, the computer 1A displays the battery parameters 17 stored in the battery parameter storage unit 12 to the user or outputs them to the outside as electronic data.

ここで、モデル記憶部11に記憶される蓄電デバイスモデルについて詳細に説明する。図2は、蓄電デバイスモデルの一例として、モデル30Aの構成を示す回路図である。モデル30Aは、図2に示される電気回路が数式としてモデル記憶部11に記憶されたものであり、実際に電気回路を有するものではない。図2に示されるように、このモデル30Aは、直流抵抗部31と、分極モデル部32とを備える。直流抵抗部31は、互いに直列に接続された定抵抗部31a、可変抵抗部31b、及び可変容量部31cを有する。定抵抗部31aは、蓄電デバイスが有する線形直流抵抗を模擬する部分であり、その抵抗値は電流値によらず一定である。可変抵抗部31bは、流れる電流値に応じて抵抗値が変化する部分であり、蓄電デバイスが有する非線形直流抵抗を模擬する。なお、可変抵抗部31bの抵抗値は、例えばバトラーボルマーの式に従って変化する。可変容量部31cは、蓄電デバイスにおけるガッシングを模擬する部分である。ガッシングは或る一定電圧以上において現れる現象であるため、可変容量部31cと並列してスイッチ31dが接続されており、このスイッチ31dは該一定電圧以上になるとオフ状態とされ、該一定電圧未満ではオン状態とされる。可変容量部31cは、ガッシングの気泡による影響を模擬する。本実施形態では、可変容量部31cの容量値は非線形であって、電流値に応じて変化する。   Here, the power storage device model stored in the model storage unit 11 will be described in detail. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a model 30A as an example of the electricity storage device model. The model 30A is obtained by storing the electrical circuit shown in FIG. 2 in the model storage unit 11 as a mathematical formula, and does not actually have an electrical circuit. As shown in FIG. 2, the model 30 </ b> A includes a DC resistance unit 31 and a polarization model unit 32. The DC resistance unit 31 includes a constant resistance unit 31a, a variable resistance unit 31b, and a variable capacitance unit 31c connected in series with each other. The constant resistance portion 31a is a portion that simulates a linear direct current resistance of the power storage device, and the resistance value is constant regardless of the current value. The variable resistance portion 31b is a portion where the resistance value changes in accordance with the flowing current value, and simulates the nonlinear DC resistance of the power storage device. Note that the resistance value of the variable resistance portion 31b changes according to, for example, the Butler-Volmer equation. The variable capacitance unit 31c is a part that simulates gassing in the electricity storage device. Since gassing is a phenomenon that appears at a certain voltage or higher, a switch 31d is connected in parallel with the variable capacitor 31c, and the switch 31d is turned off when the voltage exceeds the voltage. It is turned on. The variable capacitor 31c simulates the influence of gassing bubbles. In the present embodiment, the capacitance value of the variable capacitance unit 31c is non-linear and changes according to the current value.

分極モデル部32は、互いに直列に接続された第1分極部33、第2分極部34、及び第3分極部35を含む。分極モデル部32の一端は直流抵抗部31に接続され、分極モデル部32の他端は電圧発生部36に接続されている。電圧発生部36は、蓄電デバイスの開放電圧(OCV)を模擬する部分である。第1分極部33は、互いに並列に接続された可変抵抗部33a及び可変容量部33bを有する。第1分極部33において、可変抵抗部33aの抵抗値及び可変容量部33bの容量値は、非線形であって電流値に応じて変化する。第2分極部34は、互いに並列に接続された抵抗部34a及び容量部34bを有する。同様に、第3分極部35は、互いに並列に接続された抵抗部35a及び容量部35bを有する。抵抗部34a,35aは分極抵抗を模擬し、それらの抵抗値は電流値によらず一定である。容量部34b,35bは分極時定数を決定し、その容量値は電流値の符号(充電時は正、放電時は負)によって変化する。   The polarization model unit 32 includes a first polarization unit 33, a second polarization unit 34, and a third polarization unit 35 connected in series with each other. One end of the polarization model unit 32 is connected to the DC resistance unit 31, and the other end of the polarization model unit 32 is connected to the voltage generation unit 36. The voltage generator 36 is a part that simulates an open circuit voltage (OCV) of the electricity storage device. The first polarization unit 33 includes a variable resistance unit 33a and a variable capacitance unit 33b connected in parallel to each other. In the first polarization unit 33, the resistance value of the variable resistor unit 33a and the capacitance value of the variable capacitor unit 33b are nonlinear and change according to the current value. The second polarization unit 34 includes a resistance unit 34a and a capacitance unit 34b connected in parallel to each other. Similarly, the third polarization unit 35 includes a resistance unit 35a and a capacitance unit 35b connected in parallel to each other. The resistance portions 34a and 35a simulate polarization resistance, and their resistance values are constant regardless of the current value. Capacitors 34b and 35b determine the polarization time constant, and the capacitance value changes depending on the sign of the current value (positive during charging and negative during discharging).

図3は、蓄電デバイスモデルの別の例として、モデル30Bの構成を示す回路図である。モデル30Bは、図3に示されるように、このモデル30Bは、直流抵抗部37と、分極モデル部38とを備える。直流抵抗部37は、定抵抗部37aを有する。定抵抗部37aは、蓄電デバイスが有する線形直流抵抗を模擬する部分であり、その抵抗値は電流値によらず一定である。分極モデル部38は、互いに直列に接続された第1分極部39及び第2分極部40を含む。分極モデル部38の一端は直流抵抗部37に接続され、分極モデル部38の他端は電圧発生部36に接続されている。第1分極部39は、互いに並列に接続された抵抗部39a及び容量部39bを有する。同様に、第2分極部40は、互いに並列に接続された抵抗部40a及び容量部40bを有する。抵抗部39a,40aは分極抵抗を模擬し、それらの抵抗値は電流値によらず一定である。容量部39b,40bは分極時定数を決定し、その容量値は電流値の符号(充電時は正、放電時は負)によって変化する。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a model 30B as another example of the electricity storage device model. As shown in FIG. 3, the model 30 </ b> B includes a DC resistance unit 37 and a polarization model unit 38. The DC resistance unit 37 includes a constant resistance unit 37a. The constant resistance portion 37a is a portion that simulates a linear direct current resistance of the power storage device, and the resistance value is constant regardless of the current value. The polarization model unit 38 includes a first polarization unit 39 and a second polarization unit 40 connected in series with each other. One end of the polarization model unit 38 is connected to the DC resistance unit 37, and the other end of the polarization model unit 38 is connected to the voltage generation unit 36. The first polarization unit 39 includes a resistance unit 39a and a capacitance unit 39b connected in parallel to each other. Similarly, the 2nd polarization part 40 has the resistance part 40a and the capacity | capacitance part 40b which were mutually connected in parallel. The resistance portions 39a and 40a simulate polarization resistance, and their resistance values are constant regardless of current values. The capacitance parts 39b and 40b determine the polarization time constant, and the capacitance value changes depending on the sign of the current value (positive during charging and negative during discharging).

再び図1を参照する。電池パラメータ記憶部12は、蓄電デバイスモデルに含まれる複数のパラメータを記憶する。図2に示されたモデル30Aの場合、複数のパラメータには、例えば直流抵抗部31のパラメータ(定抵抗部31aの抵抗値、可変抵抗部31bの抵抗値関数の各係数、可変容量部31cの容量値関数の各係数)、分極モデル部32のパラメータ(可変抵抗部33aの抵抗値関数の各係数、可変容量部33bの容量値関数の各係数、抵抗部34a,35aの各抵抗値、容量部34b,35bの各容量値)が含まれる。また、図3に示されたモデル30Bの場合、複数のパラメータには、例えば直流抵抗部37のパラメータ(定抵抗部37aの抵抗値)、分極モデル部38のパラメータ(抵抗部39a,40aの各抵抗値、容量部39b,40bの各容量値)が含まれる。   Refer to FIG. 1 again. The battery parameter storage unit 12 stores a plurality of parameters included in the power storage device model. In the case of the model 30A shown in FIG. 2, the plurality of parameters include, for example, parameters of the DC resistance unit 31 (resistance values of the constant resistance unit 31a, coefficients of the resistance value function of the variable resistance unit 31b, and variable capacitance unit 31c). Each coefficient of the capacitance value function), each parameter of the polarization model unit 32 (each coefficient of the resistance value function of the variable resistance unit 33a, each coefficient of the capacitance value function of the variable capacitance unit 33b, each resistance value of the resistance units 34a and 35a, and the capacitance) Each capacitance value of the units 34b and 35b). In the case of the model 30B shown in FIG. 3, the plurality of parameters include, for example, a parameter of the DC resistance unit 37 (resistance value of the constant resistance unit 37a) and a parameter of the polarization model unit 38 (each of the resistance units 39a and 40a). Resistance value, and capacitance values of the capacitance portions 39b and 40b).

図4は、電池パラメータ記憶部12の内部構成の一例を示す図である。図4に示されるように、電池パラメータ記憶部12は、データテーブル12aを有する。このデータテーブル12aの一方の見出しは充電率(State Of Charge;SOC)であり、他方の見出しは各パラメータである。すなわち、電池パラメータ記憶部12に記憶される各パラメータの値は、充電率に応じて異なる。これらのパラメータは後述する同定演算によって変更されるが、同定演算前においては或る初期値が設定されている。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the battery parameter storage unit 12. As shown in FIG. 4, the battery parameter storage unit 12 has a data table 12a. One heading of the data table 12a is a state of charge (SOC), and the other heading is each parameter. That is, the value of each parameter stored in the battery parameter storage unit 12 varies depending on the charging rate. These parameters are changed by an identification calculation described later, but a certain initial value is set before the identification calculation.

電池時系列データ13は、測定された蓄電デバイスの電流−電圧特性を記憶する。蓄電デバイスの電流−電圧特性とは、蓄電デバイスへの入力電流波形と、対応する蓄電デバイスの端子間電圧波形との組を指す。図5は、電池時系列データ13の内部構成の一例を示す図である。図5に示されるように、電池時系列データ13は、データテーブル13aを有する。このデータテーブル13aには、経過時間と、各経過時間に対応する入力電流の時系列データ及び端子間電圧の時系列データが格納されている。   The battery time series data 13 stores the measured current-voltage characteristics of the electricity storage device. The current-voltage characteristic of an electricity storage device refers to a set of an input current waveform to the electricity storage device and a voltage waveform between terminals of the corresponding electricity storage device. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the battery time-series data 13. As shown in FIG. 5, the battery time series data 13 includes a data table 13a. This data table 13a stores elapsed time, time series data of input current corresponding to each elapsed time, and time series data of voltage between terminals.

図6は、蓄電デバイスの電流−電圧特性を測定する際に蓄電デバイスに入力される入力電流の時間波形の一例を示すグラフである。図7(a)は、図6のA部を拡大して示すグラフである。図7(b)は、図6のB部を拡大して示すグラフである。これらの図において、縦軸は蓄電デバイスに入力される電流量を示し、横軸は経過時間を示す。電流量は、蓄電デバイスへの充電の場合は正の数値、放電の場合は負の数値として表される。   FIG. 6 is a graph illustrating an example of a time waveform of an input current input to the power storage device when measuring the current-voltage characteristics of the power storage device. FIG. 7A is an enlarged graph showing a part A of FIG. FIG. 7B is an enlarged graph showing a portion B in FIG. In these figures, the vertical axis indicates the amount of current input to the power storage device, and the horizontal axis indicates the elapsed time. The amount of current is expressed as a positive value in the case of charging the power storage device, and as a negative value in the case of discharging.

図7(a)及び図7(b)に示されるように、この電流波形は、第1期間D1、第2期間D2、第3期間D3、第4期間D4、及び第5期間D5を、所定の測定時間内に少なくとも1回ずつ含む。所定の測定時間は、例えば1200秒である。基本的には、図7(a)に示されるように、第1期間D1、第2期間D2、第3期間D3、及び第4期間D4が連続して一つの単位波形を構成する。また、図7(b)に示されるように、第1期間D1及び第5期間D5が連続して一つの単位波形を構成することもある。そして、この電流波形においては、これらの単位波形が、時間方向に任意の順序で配置される。前者の単位波形の出現頻度は、後者の単位波形の出現頻度よりも多い。なお、期間D1〜D5の並び順はこれらの図に示されたものに限られず、期間D1〜D5がランダムに配置されてもよい。   As shown in FIG. 7A and FIG. 7B, this current waveform has a first period D1, a second period D2, a third period D3, a fourth period D4, and a fifth period D5. In the measurement time of at least once. The predetermined measurement time is, for example, 1200 seconds. Basically, as shown in FIG. 7A, the first period D1, the second period D2, the third period D3, and the fourth period D4 constitute one unit waveform. In addition, as shown in FIG. 7B, the first period D1 and the fifth period D5 may constitute one unit waveform continuously. In the current waveform, these unit waveforms are arranged in an arbitrary order in the time direction. The appearance frequency of the former unit waveform is higher than the appearance frequency of the latter unit waveform. Note that the arrangement order of the periods D1 to D5 is not limited to those shown in these drawings, and the periods D1 to D5 may be randomly arranged.

第1期間D1は、定電流放電状態を模擬する期間である。この第1期間D1は、アイドリングストップによりエンジンが停止してオルタネータの発電が不足し、居室内外の電気設備のための電力を蓄電デバイスから放電する状態を模擬する。このときの放電電流量は時間に対して一定とされる。   The first period D1 is a period for simulating a constant current discharge state. This first period D1 simulates a state in which the engine is stopped due to idling stop, power generation of the alternator is insufficient, and electric power for the electrical equipment inside and outside the room is discharged from the electricity storage device. The amount of discharge current at this time is constant with respect to time.

第2期間D2は、定電流放電状態後のクランキング状態を模擬する期間である。すなわち、この第2期間D2は、エンジンが再始動する際にセルモータを駆動させるための電力を蓄電デバイスから放電する状態を模擬する。このときの放電電流量も時間に対して略一定であるが、第1期間D1と比べてその時間は極めて短く、電流量の絶対値は大きい。   The second period D2 is a period for simulating the cranking state after the constant current discharge state. That is, the second period D2 simulates a state in which electric power for driving the cell motor is discharged from the power storage device when the engine is restarted. The amount of discharge current at this time is also substantially constant with respect to time, but the time is extremely short compared to the first period D1, and the absolute value of the amount of current is large.

第3期間D3は、定電圧充電状態を模擬する期間である。この第3期間D3は、エンジンが再始動した後、エンジンの回転を動力源としてオルタネータが発電し、蓄電デバイスを充電する状態を模擬する。このとき、オルタネータからの出力電流が急激に上昇し、それに伴って電圧も上昇するが、蓄電デバイス及び他の電気装備の保護のため電圧の上限が一定値に制限される。従って、この第3期間D3は定電圧充電となり、蓄電デバイスに入力される電流量は時間の経過とともに次第に低下する。第3期間D3の長さは、第3期間D3における総充電量が第1期間D1及び第2期間D2における総放電量と等しくなるように定められる。   The third period D3 is a period for simulating a constant voltage charged state. In the third period D3, after the engine is restarted, the alternator generates power using the rotation of the engine as a power source to simulate the state of charging the power storage device. At this time, the output current from the alternator rises rapidly, and the voltage rises accordingly. However, the upper limit of the voltage is limited to a constant value in order to protect the power storage device and other electrical equipment. Therefore, the third period D3 is constant voltage charging, and the amount of current input to the electricity storage device gradually decreases with time. The length of the third period D3 is determined so that the total charge amount in the third period D3 is equal to the total discharge amount in the first period D1 and the second period D2.

第4期間D4は、定電圧充電状態後の休止状態を模擬する期間である。この第4期間D4は、蓄電デバイスが充電されたのち、オルタネータの電力が電気設備によって全て消費され、蓄電デバイスが充電も放電も行わない状態を模擬する。この第4期間D4における電流量はゼロである。   The fourth period D4 is a period for simulating a rest state after the constant voltage charge state. This fourth period D4 simulates a state in which, after the power storage device is charged, all the power of the alternator is consumed by the electrical equipment, and the power storage device is neither charged nor discharged. The amount of current in the fourth period D4 is zero.

第5期間D5は、定電流放電状態後の休止状態を模擬する期間である。この第5期間D5は、アイドリングストップによりエンジンが停止して電気設備のための電力を蓄電デバイスから供給した後、電気設備が全て停止され、蓄電デバイスが充電も放電も行わない状態を模擬する。この第4期間D4における電流量はゼロである。   The fifth period D5 is a period for simulating a rest state after the constant current discharge state. In the fifth period D5, after the engine is stopped due to idling stop and the electric power for the electrical equipment is supplied from the power storage device, all the electrical equipment is stopped and the power storage device is neither charged nor discharged. The amount of current in the fourth period D4 is zero.

図8及び図9は、演算部14における処理内容を示すフローチャートであって、本実施形態によるパラメータ同定方法を示す。なお、図8に示されるステップS11、S23及びS24は図1のパラメータ最適化部16の処理に該当し、ステップS20(すなわち図9に示されるステップS12からステップS19まで)の処理は誤差計算部15の処理に該当する。演算部14は、まず、モデル記憶部11に記憶されたモデル(例えば、図2に示されたモデル30A、または図3に示されたモデル30B)を読み出す。また、電池パラメータ記憶部12に記憶された各パラメータの初期値を読み出し、この初期値を最初のパラメータとして設定する(ステップS11;第1ステップ)。次に、モデルから得られた推定特性と、予め実測して取得された蓄電デバイスの特性との誤差の計算を行う(ステップS20)。   FIG. 8 and FIG. 9 are flowcharts showing the processing contents in the calculation unit 14 and show the parameter identification method according to the present embodiment. Note that steps S11, S23 and S24 shown in FIG. 8 correspond to the processing of the parameter optimization unit 16 of FIG. 1, and the processing of step S20 (ie, from step S12 to step S19 shown in FIG. 9) is an error calculation unit. This corresponds to 15 processes. First, the calculation unit 14 reads a model (for example, the model 30A shown in FIG. 2 or the model 30B shown in FIG. 3) stored in the model storage unit 11. Moreover, the initial value of each parameter memorize | stored in the battery parameter memory | storage part 12 is read, and this initial value is set as a first parameter (step S11; 1st step). Next, an error between the estimated characteristic obtained from the model and the characteristic of the electricity storage device obtained by actual measurement in advance is calculated (step S20).

図9に示されるように、まず、経過時間t及び評価値積算値Errを0に初期化する(ステップS12)。続いて、モデルから得られた推定特性と、予め実測して取得された蓄電デバイスの特性との誤差を表す評価値を算出し、評価値を所定時間にわたって積算する(第2ステップ)。この第2ステップは、以下に示すステップS13〜S19を含む。   As shown in FIG. 9, first, the elapsed time t and the evaluation value integrated value Err are initialized to 0 (step S12). Subsequently, an evaluation value representing an error between the estimated characteristic obtained from the model and the characteristic of the power storage device obtained by actual measurement in advance is calculated, and the evaluation value is integrated over a predetermined time (second step). This second step includes the following steps S13 to S19.

第2ステップでは、まず、経過時間tが定電圧充電期間(すなわち図7(a)の第3期間D3)に含まれるか否かを判定する(ステップS13)。経過時間tが定電圧充電期間に含まれる場合(ステップS13;YES)、電池時系列データ13に記憶された当該経過時間tにおける端子間電圧値をモデルに入力して推定電流Iaを求める(ステップS14)。そして、推定電流Ia(すなわち推定特性)と、電池時系列データ13に記憶された入力電流Ib(実測特性)との誤差を表す評価関数に基づいて評価値ΔErr1を算出する(ステップS15)。ここで、評価値ΔErr1は、次の数式(1)によって求められる。数式(1)の右辺は、本実施形態における第2評価関数の一例である。
ΔErr1=A|Ia−Ib| ・・・(1)
すなわち、第2評価関数は、推定電流Iaと入力電流Ibとの差分を含む。数式(1)の係数Aは、評価値の重みであって正の実数である。そして、その評価値ΔErr1を、次の数式(2)のように評価値積算値Errに加算する(ステップS15)。
Err=Err+ΔErr1 ・・・(2)
In the second step, first, it is determined whether or not the elapsed time t is included in the constant voltage charging period (that is, the third period D3 in FIG. 7A) (step S13). When the elapsed time t is included in the constant voltage charging period (step S13; YES), the estimated current Ia is obtained by inputting the inter-terminal voltage value at the elapsed time t stored in the battery time series data 13 into the model (step S13). S14). Then, an evaluation value ΔErr1 is calculated based on an evaluation function representing an error between the estimated current Ia (that is, the estimated characteristic) and the input current Ib (measured characteristic) stored in the battery time series data 13 (step S15). Here, the evaluation value ΔErr1 is obtained by the following equation (1). The right side of Equation (1) is an example of the second evaluation function in the present embodiment.
ΔErr1 = A | Ia−Ib | 2 (1)
That is, the second evaluation function includes a difference between the estimated current Ia and the input current Ib. The coefficient A in Equation (1) is a weight of the evaluation value and is a positive real number. Then, the evaluation value ΔErr1 is added to the evaluation value integrated value Err as shown in the following equation (2) (step S15).
Err = Err + ΔErr1 (2)

また、経過時間tが定電圧充電期間に含まれない場合(ステップS13;NO)、すなわち図7(a)及び図7(b)の第1期間D1、第2期間D2、第4期間D4、または第5期間D5に含まれる場合には、電池時系列データ13に記憶された当該経過時間tにおける入力電流値をモデルに入力して推定端子間電圧Vaを求める(ステップS16)。そして、推定端子間電圧Va(すなわち推定特性)と、電池時系列データ13に記憶された端子間電圧Vb(実測特性)との誤差を表す評価関数に基づいて評価値ΔErr2を算出する(ステップS17)。ここで、評価値ΔErr2は、次の数式(3)によって求められる。数式(3)の右辺は、本実施形態における第1評価関数の一例である。
ΔErr2=B|Va−Vb|・・・(3)
すなわち、第1評価関数は、上述した第2評価関数及び第3評価関数とは異なるものであり、推定端子間電圧Vaと端子間電圧Vbとの差分を含む。数式(3)の係数Bは、評価値の重みであって正の実数である。そして、その評価値ΔErr2を、次の数式(4)のように評価値積算値Errに加算する(ステップS17)。
Err=Err+ΔErr2
Further, when the elapsed time t is not included in the constant voltage charging period (step S13; NO), that is, the first period D1, the second period D2, the fourth period D4 in FIGS. 7A and 7B, Alternatively, when included in the fifth period D5, the input current value at the elapsed time t stored in the battery time series data 13 is input to the model to obtain the estimated terminal voltage Va (step S16). Then, an evaluation value ΔErr2 is calculated based on an evaluation function representing an error between the estimated terminal voltage Va (ie, estimated characteristics) and the terminal voltage Vb (measured characteristics) stored in the battery time series data 13 (step S17). ). Here, the evaluation value ΔErr2 is obtained by the following equation (3). The right side of Equation (3) is an example of the first evaluation function in the present embodiment.
ΔErr2 = B | Va−Vb | 2 (3)
That is, the first evaluation function is different from the second evaluation function and the third evaluation function described above, and includes a difference between the estimated terminal voltage Va and the terminal voltage Vb. The coefficient B in Expression (3) is a weight of the evaluation value and is a positive real number. Then, the evaluation value ΔErr2 is added to the evaluation value integrated value Err as shown in the following equation (4) (step S17).
Err = Err + ΔErr2

続いて、経過時間tに測定時間間隔Δtを加算し(ステップS18)、経過時間tが最終時間か否かを判定する(ステップS19)。経過時間tが最終時間ではない場合(ステップS19;NO)、ステップS13以降の処理を再び行う。また、経過時間tが最終時間である場合(ステップS19;YES)、図8に示されるように、評価値積算値Errが最適値に近づくように(本実施形態の場合は最適値がゼロなので、評価値積算値Errが小さくなるように)各パラメータの値を変更する(ステップS23、第3ステップ)。そして、パラメータが収束したか否かを判定し(ステップS24)、パラメータが収束していない場合(ステップS24;NO)、ステップS12以降の処理を再び行う。また、パラメータが収束した場合(ステップS24;YES)、パラメータ同定を終了する。   Subsequently, the measurement time interval Δt is added to the elapsed time t (step S18), and it is determined whether or not the elapsed time t is the final time (step S19). When the elapsed time t is not the final time (step S19; NO), the processing after step S13 is performed again. When the elapsed time t is the final time (step S19; YES), as shown in FIG. 8, the evaluation value integrated value Err approaches the optimum value (in this embodiment, the optimum value is zero). Then, the value of each parameter is changed (so that the evaluation value integrated value Err becomes small) (step S23, third step). Then, it is determined whether or not the parameter has converged (step S24). If the parameter has not converged (step S24; NO), the processing after step S12 is performed again. If the parameters have converged (step S24; YES), the parameter identification is terminated.

ステップS23における変更先のパラメータの値の決定方法としては、例えば準ニュートン法、最急降下法など様々な方法を用いることができる。また、ステップS23において、複数のパラメータのうち一部を固定し、他のパラメータのみを変更してもよい。その場合、ステップS24までの処理を繰り返して他のパラメータを最適化したのちに、他のパラメータを固定し、一部のパラメータを変更しながらステップS12〜S24を再度実行し、一部のパラメータについて最適化するとよい。これにより、最適解が局所解に収束することを低減し、同定誤差を小さくすることができる。特に、直流抵抗値(すなわち図2に示された直流抵抗部31の定抵抗部31a、または図3に示された直流抵抗部37の定抵抗部37aの抵抗値)を上記一部のパラメータとして設定し、直流抵抗値のみを独立して最適化してもよい。   As a method of determining the value of the parameter to be changed in step S23, various methods such as a quasi-Newton method and a steepest descent method can be used. In step S23, some of the plurality of parameters may be fixed and only other parameters may be changed. In this case, after the processing up to step S24 is repeated to optimize other parameters, other parameters are fixed, and steps S12 to S24 are executed again while changing some parameters. It is good to optimize. Thereby, the convergence of the optimal solution to the local solution can be reduced, and the identification error can be reduced. In particular, the DC resistance value (that is, the resistance value of the constant resistance portion 31a of the DC resistance portion 31 shown in FIG. 2 or the constant resistance portion 37a of the DC resistance portion 37 shown in FIG. 3) is used as the partial parameter. It may be set and only the DC resistance value may be optimized independently.

また、休止期間(第4期間D4及び第5期間D5)における実測特性のみを用いて、電圧戻りの時定数(第1分極部33の時定数)と直流抵抗値とを他のパラメータから独立して最適化してもよい。   In addition, the voltage return time constant (the time constant of the first polarization unit 33) and the DC resistance value are independent of other parameters using only the measured characteristics in the rest period (the fourth period D4 and the fifth period D5). May be optimized.

以上に説明した、本実施形態によるパラメータ同定方法によって得られる効果について説明する。例えば特許文献1に記載されたような従来のパラメータ同定方法では、ピーク値が一定である矩形波状の電流を蓄電デバイスに入力し、測定された電圧と、蓄電デバイスモデルから出力される推定電圧とを比較する。このような比較方法は電流値が一定である期間(典型的には定電流放電期間、図7(a)に示された第1期間D1)において有効ではあるが、蓄電デバイス構成によっては定電圧充電期間(図7(a)に示された第3期間D3)が存在する場合がある。定電圧充電期間では、蓄電デバイスの電圧はほぼ一定であるが、入力電流が時間の経過とともに大きく変化する。蓄電デバイスの電流−電圧特性は厳密には非線形であり、入力電流の大きさによって変化する。従って、電流値が一定である期間と同様の比較方法を定電圧充電期間において用いると、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差を精度よく評価することが難しい。   The effects obtained by the parameter identification method according to the present embodiment described above will be described. For example, in a conventional parameter identification method as described in Patent Document 1, a rectangular wave current having a constant peak value is input to an electricity storage device, and the measured voltage and the estimated voltage output from the electricity storage device model are Compare Such a comparison method is effective in a period in which the current value is constant (typically a constant current discharge period, the first period D1 shown in FIG. 7A). There may be a charging period (the third period D3 shown in FIG. 7A). In the constant voltage charging period, the voltage of the power storage device is substantially constant, but the input current changes greatly with time. Strictly speaking, the current-voltage characteristic of the electricity storage device is non-linear and changes depending on the magnitude of the input current. Therefore, when the same comparison method as that in the period in which the current value is constant is used in the constant voltage charging period, it is difficult to accurately evaluate an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model.

これに対し、本実施形態のパラメータ同定方法では、定電圧充電期間(第3期間D3)において用いられる第2評価関数を、定電流放電期間(第1期間D1)において用いられる第1評価関数とは別に設けている。これにより、定電圧充電期間に適した評価関数を、定電流放電期間における評価関数から独立して自由に設定できる。従って、蓄電デバイスの電流−電圧特性が非線形であっても、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差を精度よく評価することができる。   In contrast, in the parameter identification method of the present embodiment, the second evaluation function used in the constant voltage charging period (third period D3) is replaced with the first evaluation function used in the constant current discharge period (first period D1). Is provided separately. Thereby, the evaluation function suitable for the constant voltage charging period can be freely set independently from the evaluation function in the constant current discharging period. Therefore, even if the current-voltage characteristics of the power storage device are nonlinear, it is possible to accurately evaluate an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model.

また、本実施形態の数式(3)のように、第1評価関数は、電流値をモデルに入力して得られた推定電圧値と、予め実測して取得された蓄電デバイスの端子間電圧値との差分を含んでもよい。定電流放電期間では、蓄電デバイスへの入力電流はほぼ一定であり、蓄電デバイスの端子間電圧が時間の経過とともに大きく変化する。したがって、このような第1評価関数を用いることによって、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差をより精度よく評価することができる。   Further, as in Equation (3) of the present embodiment, the first evaluation function includes an estimated voltage value obtained by inputting a current value into the model, and a voltage value between terminals of the electricity storage device obtained by actual measurement. And the difference between them. In the constant current discharge period, the input current to the power storage device is substantially constant, and the voltage between the terminals of the power storage device changes greatly with time. Therefore, by using such a first evaluation function, an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model can be evaluated with higher accuracy.

また、本実施形態の数式(1)のように、第2評価関数は、電圧値をモデルに入力して得られた推定電流値と予め実測して取得された蓄電デバイスの入力電流値との差分を含んでもよい。定電圧充電期間では、蓄電デバイスの端子間電圧はほぼ一定であり、蓄電デバイスへの入力電流が時間の経過とともに大きく変化する。したがって、このような第2評価関数を用いることによって、測定した蓄電デバイスの特性と、蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差をより精度よく評価することができる。   Further, as in Equation (1) of the present embodiment, the second evaluation function is an estimated current value obtained by inputting the voltage value into the model and an input current value of the power storage device obtained by actual measurement in advance. Differences may be included. In the constant voltage charging period, the voltage between the terminals of the power storage device is substantially constant, and the input current to the power storage device changes greatly with time. Therefore, by using such a second evaluation function, an error between the measured characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model can be evaluated with higher accuracy.

また、前述したように、休止期間(第4期間D4及び第5期間D5)における実測特性のみを用いて、電圧戻りの時定数(第1分極部33の時定数)と直流抵抗値とを他のパラメータから独立して最適化してもよい。これにより、休止期間における蓄電デバイスの特性と蓄電デバイスモデルの推定特性との誤差の評価精度を更に向上することができる。   Further, as described above, the voltage return time constant (the time constant of the first polarization unit 33) and the DC resistance value are changed using only the actually measured characteristics in the rest period (the fourth period D4 and the fifth period D5). Optimization may be performed independently of the parameters. Thereby, the evaluation accuracy of the error between the characteristics of the power storage device and the estimated characteristics of the power storage device model during the suspension period can be further improved.

本発明による車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法及びパラメータ同定装置は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では定電流放電状態、クランキング状態、定電流放電状態後の休止状態、定電圧充電状態、及び定電圧充電状態後の休止状態をそれぞれ模擬する期間を電流波形に含めているが、これら以外の期間を更に含めてもよい。また、上記実施形態ではクランキング状態を模擬する期間を電流波形に含めているが、例えばリチウムイオン電池またはリチウムイオンキャパシタといった鉛蓄電池以外の蓄電デバイスの特性を測定する際には、クランキング状態を模擬する期間を省いてもよい。   The vehicle power storage device model parameter identification method and parameter identification apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various other modifications are possible. For example, in the above embodiment, the current waveform includes periods for simulating the constant current discharge state, the cranking state, the rest state after the constant current discharge state, the constant voltage charge state, and the rest state after the constant voltage charge state. However, you may further include periods other than these. In the above embodiment, the period for simulating the cranking state is included in the current waveform. For example, when measuring the characteristics of an electricity storage device other than a lead storage battery such as a lithium ion battery or a lithium ion capacitor, the cranking state is set. You may omit the simulation period.

また、上記実施形態では、第1評価関数及び第2評価関数として、推定値と実測値との差分の二乗(L2ノルム)を用いているが、これらの評価関数はこれに限らず、例えば絶対値の平均(L1ノルム)など、他の関数を用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the square (L2 norm) of the difference of an estimated value and an actual value is used as a 1st evaluation function and a 2nd evaluation function, these evaluation functions are not restricted to this, For example, absolute Other functions such as an average of values (L1 norm) may be used.

また、定電圧充電期間における直流抵抗値の計算方法を次のように変更してもよい。すなわち、電流値が変化しても分極電圧が殆ど変化しないと仮定できる場合、或る時刻の端子間電圧と、その1時刻前の分極電圧との差が直流抵抗分電圧と等しいものとして、直流抵抗分電圧(電流の関数)の方程式を解くことにより入力電流値を求め、その入力電流値を基に分極電圧を更新してもよい。これにより、複雑な非線形分極方程式を解く必要がなくなり、計算を高速化できる。   Moreover, you may change the calculation method of the direct current | flow resistance value in a constant voltage charge period as follows. That is, when it can be assumed that the polarization voltage hardly changes even if the current value changes, it is assumed that the difference between the terminal voltage at a certain time and the polarization voltage one time before is equal to the DC resistance divided voltage. An input current value may be obtained by solving an equation of resistance voltage division (function of current), and the polarization voltage may be updated based on the input current value. Thereby, it is not necessary to solve a complicated nonlinear polarization equation, and the calculation can be speeded up.

1A…計算機、11…モデル記憶部、12…電池パラメータ記憶部、12a,13a…データテーブル、13…電池時系列データ、14…演算部、30A,30B…モデル、31,37…直流抵抗部、31a,37a…定抵抗部、31b…可変抵抗部、31c…可変容量部、31d…スイッチ、32,38…分極モデル部、33,39…第1分極部、33a…可変抵抗部、33b…可変容量部、34,40…第2分極部、34a,35a,39a,40a…抵抗部、34b,35b,39b,40b…容量部、35…第3分極部、36…電圧発生部、D1…第1期間、D2…第2期間、D3…第3期間、D4…第4期間、D5…第5期間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A ... Computer, 11 ... Model memory | storage part, 12 ... Battery parameter memory | storage part, 12a, 13a ... Data table, 13 ... Battery time series data, 14 ... Operation part, 30A, 30B ... Model, 31, 37 ... DC resistance part, 31a, 37a ... constant resistance part, 31b ... variable resistance part, 31c ... variable capacitance part, 31d ... switch, 32, 38 ... polarization model part, 33, 39 ... first polarization part, 33a ... variable resistance part, 33b ... variable Capacitor section 34, 40 ... second polarization section 34a, 35a, 39a, 40a ... resistor section 34b, 35b, 39b, 40b ... capacitor section 35 ... third polarization section 36 ... voltage generation section D1 ... first 1 period, D2 ... 2nd period, D3 ... 3rd period, D4 ... 4th period, D5 ... 5th period.

Claims (4)

車載用の蓄電デバイスのモデルに含まれるパラメータを同定する方法であって、
前記パラメータに初期値を設定する第1ステップと、
前記モデルから得られた推定特性と、予め実測して取得された前記蓄電デバイスの特性との誤差を表す評価値を算出し、前記評価値を所定時間にわたって積算する第2ステップと、
積算された前記評価値が最適値に近づくように前記パラメータの値を変更する第3ステップと、を含み、
前記第2ステップ及び前記第3ステップを繰り返し行い、
前記第2ステップにおいて、定電流放電期間では第1評価関数を用いて前記評価値を算出し、定電圧充電期間では前記第1評価関数と異なる第2評価関数を用いて前記評価値を算出することを特徴とする車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法。
A method for identifying a parameter included in a model of an in-vehicle power storage device,
A first step of setting an initial value for the parameter;
A second step of calculating an evaluation value representing an error between the estimated characteristic obtained from the model and the characteristic of the power storage device obtained by actual measurement in advance, and integrating the evaluation value over a predetermined time;
A third step of changing the value of the parameter so that the integrated evaluation value approaches an optimum value,
Repeatedly performing the second step and the third step;
In the second step, the evaluation value is calculated using a first evaluation function during a constant current discharge period, and the evaluation value is calculated using a second evaluation function different from the first evaluation function during a constant voltage charging period. A parameter identification method for an in-vehicle power storage device model.
前記第1評価関数は、電流値を前記モデルに入力して得られた推定電圧値と予め実測して取得された前記蓄電デバイスの端子間電圧値との差分を含むことを特徴とする請求項1に記載の車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法。   The first evaluation function includes a difference between an estimated voltage value obtained by inputting a current value into the model and a voltage value between terminals of the electricity storage device obtained by actual measurement. The parameter identification method of the vehicle-mounted electrical storage device model of 1. 前記第2評価関数は、電圧値を前記モデルに入力して得られた推定電流値と予め実測して取得された前記蓄電デバイスの入力電流値との差分を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法。   2. The second evaluation function includes a difference between an estimated current value obtained by inputting a voltage value into the model and an input current value of the power storage device obtained by actual measurement in advance. Or a parameter identification method for the in-vehicle power storage device model according to 2; 車載用の蓄電デバイスのモデルに含まれるパラメータを同定する装置であって、
前記パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
前記モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記モデルから得られた推定特性と予め実測して取得された前記蓄電デバイスの特性との誤差を表す評価値の算出、前記評価値の所定時間にわたる積算、及び、積算された前記評価値が最適値に近づくような前記パラメータの値の変更、を繰り返し行う演算部とを備え、
前記演算部は、定電流放電期間では第1評価関数を用いて前記評価値を算出し、定電圧充電期間では前記第1評価関数と異なる第2評価関数を用いて前記評価値を算出することを特徴とする車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定装置。
An apparatus for identifying a parameter included in a model of an in-vehicle power storage device,
A parameter storage unit for storing the parameters;
A model storage unit for storing the model;
Calculation of an evaluation value representing an error between the estimated characteristic obtained from the model and the characteristic of the power storage device obtained by actual measurement in advance, integration of the evaluation value over a predetermined time, and the integrated evaluation value is optimal A calculation unit that repeatedly changes the value of the parameter so as to approach the value,
The calculation unit calculates the evaluation value using a first evaluation function during a constant current discharge period, and calculates the evaluation value using a second evaluation function different from the first evaluation function during a constant voltage charging period. An in-vehicle power storage device model parameter identification device characterized by the above.
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