JP2018141665A - Battery management method, battery management device, and computer program - Google Patents

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Masahiro Fukui
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method for obtaining full charge capacity FCC on the assumption of a change in the full charge capacity resulting from current dependency, temperature dependency, manufacturing variation dependency, deterioration dependency, and so on.SOLUTION: Using a SOC and discharge current integrated quantity Q, an upper limit value FCCu of FCC is calculated from an equation of FCCu=Q/SOC. Due to the flow of discharge current I, a terminal voltage value V decreases lower than OCV by an amount of voltage drop I×R due to internal impedance R. Therefore, actual FCC becomes smaller than the upper limit value FCCu. Therefore, the FCC is found from an equation of FCC(I,T)=FCCu-I×R(I,T)×dQ/dV by subtracting an amount of loss Qloss caused by the flow of the discharge current I from the upper limit value FCCu. In the equation, R(I,T) represents the value of the internal impedance R corresponding to the current I and a temperature T.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電池の管理に関する。   The present invention relates to battery management.

特許文献1は、カルマンフィルタを用いて充電状態(State of Charge:SOC)を推定する方法を開示している。特許文献2は、電池の内部インピーダンスを同定し、内部インピーダンスから電池の開回路電圧(Open Circuit Voltage:OCV)を同定することを開示している。   Patent Document 1 discloses a method for estimating a state of charge (SOC) using a Kalman filter. Patent document 2 discloses identifying the internal impedance of the battery and identifying the open circuit voltage (OCV) of the battery from the internal impedance.

特開2016−99123号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-99123 特開2016−156771号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-155671

SOC等を求めるために、電池の総充電容量(Full Charge Capacity:FCC)が用いられることがある。このため、FCCを正確に把握することは、電池の管理上、重要である。一般に、一次電池のFCCが必要な場合、例えば、電池メーカから仕様値として公表されているFCCが用いられる。また、二次電池のFCCは、二次電池を満充電させることで求められる。   In order to obtain the SOC or the like, the total charge capacity (FCC) of the battery may be used. Therefore, accurately grasping the FCC is important for battery management. In general, when FCC of a primary battery is required, for example, FCC published as a specification value from a battery manufacturer is used. Moreover, FCC of a secondary battery is calculated | required by fully charging a secondary battery.

しかし、一次電池の場合、充電ができないため、二次電池のように満充電させることでFCCを求めるという手法が使えず、メーカ仕様値が不明であれば、FCCを得ることは困難である。   However, since the primary battery cannot be charged, the method of obtaining the FCC by fully charging like a secondary battery cannot be used. If the manufacturer's specification value is unknown, it is difficult to obtain the FCC.

しかも、FCCは、様々な要因によって変動することがあり、メーカ仕様値としてのFCCや満充電させることで求めたFCCが信頼できないことがある。本発明者は、FCCには、電流依存性、温度依存性、製造ばらつき依存性、劣化依存性などがあることを見出した。これらの依存性のため、仕様値としてのFCCや使用前に求めたFCCは必ずしも信頼できない。   In addition, the FCC may fluctuate due to various factors, and the FCC as a manufacturer specification value or the FCC obtained by full charging may not be reliable. The present inventor has found that FCC has current dependency, temperature dependency, manufacturing variation dependency, deterioration dependency, and the like. Because of these dependencies, the FCC as a specification value and the FCC obtained before use are not necessarily reliable.

したがって、FCCの変動を前提としてFCCを求めるための新たな手法が求められる。   Therefore, a new method for obtaining the FCC on the assumption of the fluctuation of the FCC is required.

実施形態において、総充電容量(FCC)は、総充電容量の上限値と、電池の放電電流値に応じて生じるロスと、を用いて計算される。総充電容量の上限値は、電池の充電状態と放電電流積算量とを用いて計算することができる。   In the embodiment, the total charge capacity (FCC) is calculated using an upper limit value of the total charge capacity and a loss that occurs according to the discharge current value of the battery. The upper limit value of the total charge capacity can be calculated using the state of charge of the battery and the accumulated discharge current.

管理装置とセンサモジュールの構成図である。It is a block diagram of a management apparatus and a sensor module. 管理処理のフローチャートである。It is a flowchart of a management process. OCV−SOC曲線の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an OCV-SOC curve. 逐次最小二乗法を用いた処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process using a sequential least square method. 電池の等価回路である。It is an equivalent circuit of a battery. 電流積算値に対するOCV及び端子電圧の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of OCV and a terminal voltage with respect to an electric current integrated value. SOCに対するOCV及び内部インピーダンスの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of OCV with respect to SOC, and an internal impedance.

[1.電池管理方法、管理装置、コンピュータプログラム] [1. Battery management method, management device, computer program]

(1)実施形態に係る電池の管理方法は、前記電池の充電状態SOCと放電電流積算量Qとを用いて、前記総充電容量の上限値FCCを計算し、前記上限値FCCと、前記電池の放電電流値Iに応じて生じるロスQlossと、を用いて、前記総充電容量FCCを計算することを含む。総充電容量FCCが変動していても、これらの計算により、総充電容量FCCを求めることができる。 (1) The battery management method according to the embodiment calculates the upper limit value FCC u of the total charge capacity using the state of charge SOC of the battery and the accumulated discharge current Q, and the upper limit value FCC u Calculating the total charge capacity FCC using a loss Q loss generated according to the discharge current value I of the battery. Even if the total charge capacity FCC varies, the total charge capacity FCC can be obtained by these calculations.

(2)前記ロスは、前記放電電流Iによって前記電池の内部インピーダンスRに生じる電圧降下と、前記放電電流積算量の増加に伴う前記電池の電圧減少特性と、を用いて計算することができる。前記放電電流積算量の増加に伴う前記電池の電圧減少特性は、放電電流積算量Qの増加に伴う開回路電圧OCVの減少特性であってもよいし、放電電流積算量Qの増加に伴う端子電圧Vの減少特性であってもよい。 (2) The loss can be calculated using a voltage drop generated in the internal impedance R of the battery by the discharge current I and a voltage decrease characteristic of the battery as the discharge current integration amount increases. The voltage decrease characteristic of the battery as the discharge current integration amount increases may be a decrease characteristic of the open circuit voltage OCV as the discharge current integration amount Q increases, or a terminal associated with the increase of the discharge current integration amount Q. The decreasing characteristic of the voltage V may be sufficient.

(3)前記充電状態SOCは、前記電池の開回路電圧OCVから計算されるのが好ましい。充電状態SOCは、例えば、OCV−SOC関係を用いて、開回路電圧OCVから計算される。前記開回路電圧OCVは、逐次最小二乗法により計算されるのが好ましい。逐次最小二乗法による開回路電圧OCVの計算は、例えば、特許文献2に記載された方法を利用できる。 (3) The state of charge SOC is preferably calculated from the open circuit voltage OCV of the battery. The state of charge SOC is calculated from the open circuit voltage OCV using, for example, the OCV-SOC relationship. The open circuit voltage OCV is preferably calculated by a sequential least square method. For the calculation of the open circuit voltage OCV by the successive least squares method, for example, the method described in Patent Document 2 can be used.

(4)前記総充電容量FCCから、前記電池の使用可能残時間tを計算することができる。 (4) The remaining usable time t of the battery can be calculated from the total charge capacity FCC.

(5)前記総充電容量FCCから、前記電池の劣化状態を計算することができる。計算された総充電容量FCCは、劣化による変動があればそれが反映された値となっているため、計算された総充電容量から、劣化状態を計算することができる。 (5) The deterioration state of the battery can be calculated from the total charge capacity FCC. Since the calculated total charge capacity FCC is a value reflecting any change due to deterioration, the deterioration state can be calculated from the calculated total charge capacity.

(6)管理方法は、前記充電状態の計算を繰り返すことを含み、前記充電状態の計算を繰り返すことは、前記充電状態の計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることを含むのが好ましい。充電状態の計算方法を繰り返し中に切り替えることで、状況に応じた適切な方法で充電状態を計算することができる。 (6) The management method includes repeating the calculation of the state of charge, and repeating the calculation of the state of charge includes switching the calculation method of the state of charge from the first method to the second method. preferable. By switching the charging state calculation method during repetition, the charging state can be calculated by an appropriate method according to the situation.

(7)前記第1方法は、電流積算法により前記充電状態を計算する方法であるのが好ましい。前記第2方法は、前記電池の閉回路電圧から前記充電状態を計算する方法であるのが好ましい。 (7) The first method is preferably a method of calculating the state of charge by a current integration method. The second method is preferably a method for calculating the state of charge from a closed circuit voltage of the battery.

(8)前記閉回路電圧は、逐次最小二乗法により計算されるのが好ましい。 (8) The closed circuit voltage is preferably calculated by a sequential least square method.

(9)管理方法は、第1方法から第2方法に切り替えるか否かを、切り替え指標に基づいて判定することを含むのが好ましい。前記切り替え指標は、電池の充電状態、閉回路電圧、開回路電圧の変化、内部インピーダンス、及び内部インピーダンスの変化からなる群から選択される1又は複数の指標であるのが好ましい。 (9) It is preferable that the management method includes determining whether to switch from the first method to the second method based on the switching index. The switching index is preferably one or a plurality of indices selected from the group consisting of a battery state of charge, a closed circuit voltage, a change in open circuit voltage, an internal impedance, and a change in internal impedance.

(10)前記電池は、一次電池であるのが好ましいが、二次電池であってもよい。 (10) The battery is preferably a primary battery, but may be a secondary battery.

(11)実施形態に係る電池管理装置は、電池を管理する処理を実行するプロセッサを備える。前記処理は、前記電池の充電状態と放電電流積算量とを用いて、前記総充電容量の上限値を計算する処理と、前記上限値と、前記電池の放電電流値に応じて生じるロスと、を用いて、前記総充電容量を計算する処理と、を含むことができる。 (11) A battery management device according to an embodiment includes a processor that executes processing for managing a battery. The processing uses the state of charge of the battery and the integrated amount of discharge current to calculate the upper limit value of the total charge capacity, the upper limit value, and a loss that occurs according to the discharge current value of the battery, And calculating the total charge capacity.

電池管理装置は、管理対象の電池によって電力供給がされる装置であってもよいし、管理対象の電池によって電力供給がされる装置から通信によって得た情報に基づいて、電池を管理する処理を実行する装置であってもよい。   The battery management device may be a device that is powered by the battery to be managed, or performs a process for managing the battery based on information obtained by communication from a device that is powered by the battery to be managed. It may be a device to execute.

(12)実施形態に係るコンピュータプログラムは、電池を管理する処理をコンピュータに実行させる。前記処理は、前記電池の充電状態と放電電流積算量とを用いて、前記総充電容量の上限値を計算する処理と、前記上限値と、前記電池の放電電流値に応じて生じるロスと、を用いて、前記総充電容量を計算する処理と、を含む。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に保存される。コンピュータは、コンピュータプログラムを実行することで、電池を管理する処理を実行する。 (12) A computer program according to an embodiment causes a computer to execute processing for managing a battery. The processing uses the state of charge of the battery and the integrated amount of discharge current to calculate the upper limit value of the total charge capacity, the upper limit value, and a loss that occurs according to the discharge current value of the battery, And calculating the total charge capacity. The computer program is stored in a computer readable storage medium. A computer performs the process which manages a battery by running a computer program.

[2.電池管理の例] [2. Example of battery management]

[2.1 管理装置及びセンサモジュール] [2.1 Management device and sensor module]

図1は、管理装置100を示している。図1の管理装置100は、センサモジュール200を管理する。管理装置100は、プロセッサ110及びメモリ120を有するコンピュータを備える。ここでのメモリ120は、一次記憶装置であってもよいし、二次記憶装置であってもよい。   FIG. 1 shows a management apparatus 100. The management apparatus 100 in FIG. 1 manages the sensor module 200. The management apparatus 100 includes a computer having a processor 110 and a memory 120. The memory 120 here may be a primary storage device or a secondary storage device.

プロセッサ110には、図示しないインタフェースを介して、入力装置130及び出力装置140に接続されている。入力装置130は、例えば、キーボード又はマウスである。出力装置140は、例えば、ディスプレイである。プロセッサ110には、図示しないインタフェースを介して無線機150も接続されている。無線機150は、センサモジュール200との間で無線通信をする。無線機150は、例えば、短距離無線通信用の無線機である。なお、管理装置100とセンサモジュール200との間の通信は、有線通信であってもよい。   The processor 110 is connected to an input device 130 and an output device 140 via an interface (not shown). The input device 130 is, for example, a keyboard or a mouse. The output device 140 is, for example, a display. A radio device 150 is also connected to the processor 110 via an interface (not shown). The wireless device 150 performs wireless communication with the sensor module 200. The wireless device 150 is, for example, a wireless device for short-range wireless communication. Note that the communication between the management apparatus 100 and the sensor module 200 may be wired communication.

管理装置100は、センサモジュール200によって取得されたセンシング情報の管理のほか、センサモジュール200が備える電池220を管理する。メモリ120には、これらの管理のための処理を、プロセッサ110に実行させるコンピュータプログラム121が格納されている。また、メモリ120には、管理に用いられる各種の情報122,123が格納される。   The management apparatus 100 manages the battery 220 provided in the sensor module 200 in addition to managing the sensing information acquired by the sensor module 200. The memory 120 stores a computer program 121 that causes the processor 110 to execute these management processes. The memory 120 stores various information 122 and 123 used for management.

センサモジュール200は、センシングデバイス230を備える。センシングデバイス230は、センシング対象をセンシングし、電気信号を出力する。センシング対象は、例えば、速度、加速度、気圧、又は温度である。センシングデバイス230が出力した電気信号はプロセッサ210に与えられる。   The sensor module 200 includes a sensing device 230. The sensing device 230 senses a sensing target and outputs an electrical signal. The sensing target is, for example, speed, acceleration, atmospheric pressure, or temperature. The electrical signal output from the sensing device 230 is given to the processor 210.

センサモジュール200は、電池220を備えている。電池220は、負荷であるセンシングデバイス230等に電力を供給する。なお、図1では、電池220は、センシングデバイス230にだけ電力を供給するよう描かれているが、実際には、プロセッサ210及びセンサモジュール200内において電力を要する要素全てに電力を供給する。   The sensor module 200 includes a battery 220. The battery 220 supplies electric power to the sensing device 230 that is a load. In FIG. 1, the battery 220 is illustrated to supply power only to the sensing device 230, but in reality, the battery 220 supplies power to all elements that require power in the processor 210 and the sensor module 200.

電池220は、例えば、一次電池である。一次電池は、製造されてからの経過時間、保存状態、製造ばらつきにより、総充電容量(FCC)が異なり、充電状態(SOC)の計算が必ずしも容易ではない。なお、以下では、SOCは、充電状態として、電池の残量を示し、残量は、例えば、100%から0%の値で示され、残量が無くなればSOCは0%となる。   The battery 220 is a primary battery, for example. The primary battery has a different total charge capacity (FCC) depending on an elapsed time since manufacture, a storage state, and manufacturing variations, and calculation of a state of charge (SOC) is not always easy. In the following description, the SOC indicates the remaining battery level as a state of charge. The remaining battery level is indicated by, for example, a value from 100% to 0%, and the SOC becomes 0% when the remaining battery level is exhausted.

図1のセンサモジュール200は、電流計240と、電圧計250と、温度計260と、を備える。電流計240は、電池220から負荷への放電電流値Iを測定する。電圧計250は、電池220の端子電圧値Vを測定する。温度計260は、電池220の温度Tを測定する。放電電流値I、端子電圧値V及び温度Tを示す各電気信号は、プロセッサ210に与えられる。   The sensor module 200 of FIG. 1 includes an ammeter 240, a voltmeter 250, and a thermometer 260. The ammeter 240 measures a discharge current value I from the battery 220 to the load. The voltmeter 250 measures the terminal voltage value V of the battery 220. Thermometer 260 measures temperature T of battery 220. Each electric signal indicating the discharge current value I, the terminal voltage value V, and the temperature T is given to the processor 210.

プロセッサ210は、取得した電流値I、電圧値V、温度T及びセンシング情報を、無線機270によって、管理装置100へ送信する。   The processor 210 transmits the acquired current value I, voltage value V, temperature T, and sensing information to the management apparatus 100 via the wireless device 270.

管理装置100は、無線機150を介して、電流値I、電圧値V、温度T及びセンシング情報を受信する。受信した情報は、メモリ120に保存される。プロセッサ110は、メモリ120に保存されたセンシング情報を管理するほか、メモリ120に保存された電流値I、電圧値V及び温度Tに基づいて電池220を管理する。   The management apparatus 100 receives the current value I, the voltage value V, the temperature T, and sensing information via the wireless device 150. The received information is stored in the memory 120. The processor 110 manages the sensing information stored in the memory 120 and manages the battery 220 based on the current value I, the voltage value V, and the temperature T stored in the memory 120.

[2.2 管理処理] [2.2 Management processing]

プロセッサ110は、コンピュータプログラム121の実行によって、図2に示す処理を実行する。図2に示す処理は、電池220の残量(SOC)を計算すること、及び、電池220の総充電容量(FCC)を計算することを含む。   The processor 110 executes the process shown in FIG. 2 by executing the computer program 121. The process shown in FIG. 2 includes calculating the remaining capacity (SOC) of the battery 220 and calculating the total charge capacity (FCC) of the battery 220.

プロセッサ110は、ステップS11において、初期設定処理を実行する。初期設定では、初期SOC及び初期FCCが設定される。初期SOC及び初期FCCは、例えば、入力装置130から入力され、メモリ120に保存される。初期SOCは、例えば、100%であり、初期FCCは、例えば、電池メーカから公表されたFCCの仕様値である。   In step S11, the processor 110 executes an initial setting process. In the initial setting, an initial SOC and an initial FCC are set. The initial SOC and the initial FCC are input from the input device 130 and stored in the memory 120, for example. The initial SOC is, for example, 100%, and the initial FCC is, for example, an FCC specification value published by a battery manufacturer.

図2の処理は、SOCの計算のための2つの方法を含んでいる。第1方法は、SOCを電流積算法により計算する。第1方法は、ステップS13に対応する。第2方法は、電池220の開回路電圧(Open Circuit Voltage:OCV)を計算し、OCVとSOCとの関係を用いて、OCVからSOCを計算する方法である。第2方法は、ステップS14に対応する。第2方法においては、例えば、逐次最小二乗法によりOCVが計算される。なお、第2方法においては、後述のように、FCCや残時間tも計算される。計算されたSOC、OCV,FCC、残時間t等は、ステップS15において、例えば、出力装置140から出力される。   The process of FIG. 2 includes two methods for calculating the SOC. In the first method, the SOC is calculated by a current integration method. The first method corresponds to step S13. The second method is a method of calculating the open circuit voltage (OCV) of the battery 220 and calculating the SOC from the OCV using the relationship between the OCV and the SOC. The second method corresponds to step S14. In the second method, for example, the OCV is calculated by a sequential least square method. In the second method, as described later, the FCC and the remaining time t are also calculated. The calculated SOC, OCV, FCC, remaining time t, and the like are output from, for example, the output device 140 in step S15.

第2方法は、SOCが減少するにつれてOCVが減少する特性を電池220が有している場合に有用である。電池220がそのような特性を有していれば、OCV−SOC関係を予め求めておき、OSC−SOC関係を用いて、OCVからSOCを計算することができる。   The second method is useful when the battery 220 has the characteristic that the OCV decreases as the SOC decreases. If the battery 220 has such characteristics, the OCV-SOC relationship can be obtained in advance, and the SOC can be calculated from the OCV using the OSC-SOC relationship.

ところが、一次電池やオリビン酸鉄系を用いた一部の二次電池では、図3に示すようなOCV−SOC関係を有する。図3では、電池の残量が大きくSOCが比較的高い前半領域(例えば、SOCが100%から50%の領域)は、SOCが減少してもOCVは、ほぼ一定なフラットな領域となる。フラットな前半領域では、OCVがわかったとしても、OCV−SOC関係からSOCを求めると、誤差が大きくなる。   However, some secondary batteries using a primary battery or iron olivicate have an OCV-SOC relationship as shown in FIG. In FIG. 3, in the first half region where the remaining amount of the battery is large and the SOC is relatively high (for example, the region where the SOC is 100% to 50%), the OCV becomes a substantially constant flat region even if the SOC decreases. In the flat first half region, even if the OCV is known, if the SOC is obtained from the OCV-SOC relationship, the error becomes large.

一方、図3のOCV−SOC関係において、SOCが低い後半領域は、SOCが減少するにつれてOCVが減少する傾斜領域となる。傾斜した後半領域では、OCV−SOC関係を用いて、OCVからSOCを、比較的精度良く計算することができる。   On the other hand, in the OCV-SOC relationship of FIG. 3, the latter half region where the SOC is low is an inclined region where the OCV decreases as the SOC decreases. In the inclined second half region, the SOC can be calculated from the OCV with relatively high accuracy using the OCV-SOC relationship.

図2の処理では、プロセッサ110は、フラットな前半領域では第1方法でSOCを計算し、傾斜した後半領域では第2方法でSOCを計算するため、ステップS12の状態判定処理を実行する。状態判定により、フラットな領域であると判定されると、ステップS13の第1方法が実行されるが、傾斜した領域であると判定されると、第2方法が実行される。   In the process of FIG. 2, the processor 110 executes the state determination process in step S12 in order to calculate the SOC by the first method in the flat first half region and to calculate the SOC by the second method in the inclined second half region. If it is determined by the state determination that the region is a flat region, the first method of step S13 is executed. If it is determined that the region is an inclined region, the second method is executed.

図2に示すように、ステップS12からステップS15は、繰り返しループ処理となっている。したがって、SOC等の計算は、電池220の使用中において繰り返し計算される。SOCの計算の繰り返し中において、最初は電池残量が多くフラットな前半領域にあるため、第1方法によりSOCが計算される。電池残量が減少すると、傾斜した後半領域になるため、SOCの計算方法は、第1方法から第2の方法に切り替えられる。切替のための判定方法については後述する。   As shown in FIG. 2, steps S12 to S15 are repeated loop processing. Therefore, the calculation of SOC or the like is repeatedly calculated while the battery 220 is in use. During the repetition of the calculation of the SOC, the SOC is calculated by the first method because the remaining battery level is initially in the flat first half region. When the remaining battery level decreases, the second half region is inclined, so that the SOC calculation method is switched from the first method to the second method. A determination method for switching will be described later.

[2.3 第1方法:電流積算法] [2.3 First Method: Current Integration Method]

第1方法で用いられる電流積算法では、電池に入出する電流値に基づいて、SOCが推定される。なお、ここでは、電池220は一次電池であるから、電池から出力された放電電流だけを考慮すればよい。   In the current integration method used in the first method, the SOC is estimated based on the current value entering and exiting the battery. Here, since the battery 220 is a primary battery, only the discharge current output from the battery needs to be considered.

電流積算法では、時刻tからtk+1に流れた電流をIとすると、時刻k+1におけるSOC(k+1)は、以下の式(1)のように表される。
In the current integration method, assuming that the current flowing from time t k to time t k + 1 is I, SOC (k + 1) at time k + 1 is expressed as the following equation (1).

式(1)において、時刻k=0のときのSOC(0)としては、ステップS11の初期設定で設定された初期SOCが用いられる。また、式(1)のFCCは、同じく初期設定で設定された初期FCCが用いられる。   In the equation (1), the initial SOC set in the initial setting in step S11 is used as the SOC (0) when the time k = 0. In addition, the initial FCC set in the initial setting is used as the FCC in Expression (1).

第1方法では、第2方法のようにOCV−SOC関係を用いないため、残量が多くフラットな前半領域においては、第2方法よりも、精度良くSOCを計算することができる。ただし、電流積算法で用いられる初期FCCは必ずしも信頼できるものではないため、電流積算法では、SOCの絶対値は比較的信頼性が低い。一方、電流積算法では、SOCの減少量は比較的精度良く表される。図2の処理においては、第1方法の電流積算法は、残量が比較的多いときに用いられ、残量が多いときには、SOCの正確な絶対値はさほど重要でなく、SOCのおおよその減少量がわかれば足りることが多い。このため、第1方法が用いられる場合には、初期FCCの信頼性の低さは、あまり問題とならない。   Since the first method does not use the OCV-SOC relationship as in the second method, the SOC can be calculated more accurately than in the second method in the first half region where the remaining amount is large and flat. However, since the initial FCC used in the current integration method is not necessarily reliable, the absolute value of the SOC is relatively low in the current integration method. On the other hand, in the current integration method, the amount of decrease in SOC is represented with relatively high accuracy. In the process of FIG. 2, the current integration method of the first method is used when the remaining amount is relatively large. When the remaining amount is large, the exact absolute value of the SOC is not so important, and the approximate decrease in the SOC is achieved. If you know the amount, it is often enough. For this reason, when the first method is used, the low reliability of the initial FCC is not a problem.

[2.4 第2方法:逐次最小二乗法] [2.4 Second Method: Sequential Least Squares Method]

第2方法では、第1方法とは異なり、初期FCCを用いることなく、SOCが計算される。この結果、初期FCCの信頼性に影響されることなく、OCV−SOC関係に基づいて、比較的精度良くSOCを計算することができる。図2の処理においては、第2方法は、残量が比較的少ないときに用いられ、残量が少ないときには、あとどのくらいの時間、電池220を使用できるかを正確に把握することがより重要になってくる。したがって、第2方法のように、初期FCCの信頼性に影響されることなくSOCを計算できることは有利である。   In the second method, unlike the first method, the SOC is calculated without using the initial FCC. As a result, the SOC can be calculated with relatively high accuracy based on the OCV-SOC relationship without being affected by the reliability of the initial FCC. In the processing of FIG. 2, the second method is used when the remaining amount is relatively low, and when the remaining amount is low, it is more important to accurately grasp how long the battery 220 can be used. It becomes. Therefore, as in the second method, it is advantageous that the SOC can be calculated without being affected by the reliability of the initial FCC.

図4は、第2方法に対応するステップS14の詳細を示している。図4の処理では、SOCのほか、FCC及び電池の残時間が計算される。残時間は、電池220の使用可能な残時間である。   FIG. 4 shows details of step S14 corresponding to the second method. In the process of FIG. 4, in addition to the SOC, the remaining time of the FCC and the battery is calculated. The remaining time is the remaining time that the battery 220 can be used.

図4に示すように、プロセッサ110は、ステップS21において、電池220の放電電流値Iから、電池220の使用開始から現在までの電流積算量Qを求める。求めた電流積算量Qはメモリ120に保存される。   As shown in FIG. 4, in step S <b> 21, the processor 110 obtains an accumulated current amount Q from the start of use of the battery 220 to the present from the discharge current value I of the battery 220. The obtained integrated current amount Q is stored in the memory 120.

プロセッサ110は、ステップS22において、OCVを計算する。OCVは、電池の端子電圧値Vから計算することができる。図5に示す電池220の等価回路モデルから明らかなように、端子電圧値Vは、以下の式(2)で表される。式(2)において、VIRは、内部インピーダンスRにおける電圧降下である。
In step S22, the processor 110 calculates the OCV. The OCV can be calculated from the terminal voltage value V of the battery. As is clear from the equivalent circuit model of the battery 220 shown in FIG. 5, the terminal voltage value V is expressed by the following equation (2). In the formula (2), V IR is a voltage drop in the internal impedance R.

なお、図5では、電池220の内部インピーダンスが、OCVに直列接続された抵抗Rだけで示された簡易な等価回路モデルとなっている。電池220の等価回路モデルは、キャパシタ等を含むより複雑なものであってもよい。   In FIG. 5, the internal impedance of the battery 220 is a simple equivalent circuit model indicated by only the resistor R connected in series with the OCV. The equivalent circuit model of the battery 220 may be more complicated including a capacitor and the like.

前述の式(2)より、OCVは、端子電圧値Vから、内部インピーダンスRにおける電圧降下VIR分を除くことで得られる。内部インピーダンスRにおける電圧降下VIRは、例えば、内部インピーダンスRと放電電流値Iとによって計算される。内部インピーダンスRは、放電電流値I及び温度Tに依存して変動するが、内部インピーダンスRの電流値I及び温度Tへの依存特性R(I,T)を予め求めておくことで、電流値I及び温度Tから、内部インピーダンスを一意に決定することができる。なお、予め求めたR(I,T)は、メモリ120の記憶領域123に保存され、OCV計算に用いられる。 From the above equation (2), the OCV can be obtained by removing the voltage drop VIR in the internal impedance R from the terminal voltage value V. The voltage drop V IR in the internal impedance R is calculated by, for example, the internal impedance R and the discharge current value I. Although the internal impedance R varies depending on the discharge current value I and the temperature T, the current value can be obtained by obtaining the dependency characteristic R (I, T) of the internal impedance R on the current value I and the temperature T in advance. From I and temperature T, the internal impedance can be uniquely determined. Note that R (I, T) obtained in advance is stored in the storage area 123 of the memory 120 and used for OCV calculation.

OCVをより精度良く求めるには、式(2)を直接適用するよりも、逐次最小二乗法を用いた逐次的な過渡応答解析により、OCV同定(システム同定)をするほうが好ましい。OCV同定の方法の例が、特許文献2に開示されている。特許文献2は、電池の等価回路モデルに基づき、逐次最小二乗法により電池の内部インピーダンスを同定し、内部インピーダンスからOCVを同定することを開示している。特許文献2の等価回路モデルは、キャパシタを含む高次のモデルであるが、以下では、理解の容易のため、図5の簡易な等価回路モデルに基づいて、逐次最小二乗法によるOCV同定法を説明する。   In order to obtain the OCV with higher accuracy, it is preferable to perform OCV identification (system identification) by sequential transient response analysis using the sequential least square method, rather than directly applying Equation (2). An example of the OCV identification method is disclosed in Patent Document 2. Patent Document 2 discloses that an internal impedance of a battery is identified by a sequential least square method based on an equivalent circuit model of the battery, and an OCV is identified from the internal impedance. The equivalent circuit model of Patent Document 2 is a higher-order model including a capacitor. However, for the sake of easy understanding, an OCV identification method based on the successive least squares method will be described below based on the simple equivalent circuit model of FIG. explain.

まず、前述の式(2)を前進法により差分化し、観測ノイズの項w(k)を加えることにより、次の式(3),(4),(5)を得る。
First, the above equation (2) is differentiated by the forward method, and the following equation (3), (4), (5) is obtained by adding the observation noise term w (k).

ここで、式(3)のy(k)は、時刻kにおける実際の電池220の端子電圧を示す。式(4)は、時刻kにおいて利用可能なデータからなり、回帰ベクトルと呼ばれる。式(5)は、未知のパラメータからなる。   Here, y (k) in Expression (3) indicates the actual terminal voltage of the battery 220 at time k. Equation (4) consists of data available at time k and is called a regression vector. Equation (5) consists of unknown parameters.

逐次最小二乗法では、同じVIR(k)に対する、実際の端子電圧y(k)と、電池の等価回路モデルの端子電圧と、の誤差e(k)の二乗の総和を最小にするように、等価回路モデルのパラメータθ(k)を最適に求める。 In the successive least squares method, the sum of the squares of errors e (k) between the actual terminal voltage y (k) and the terminal voltage of the battery equivalent circuit model for the same V IR (k) is minimized. Then, the parameter θ (k) of the equivalent circuit model is optimally obtained.

ここでの逐次最小二乗法では、忘却要素を用いる。忘却要素を用いた逐次最小二乗法では、最初に推定パラメータθ(k)と共分散行列P(N)の初期値θ(0),P(0)と忘却係数λを設定する。共分散行列P(N)とは、式(6)に示すように、回帰ベクトルに関する行列である。
In this successive least square method, a forgetting element is used. In the successive least squares method using forgetting elements, first, an estimation parameter θ (k), initial values θ (0) and P (0) of a covariance matrix P (N), and a forgetting factor λ are set. The covariance matrix P (N) is a matrix related to the regression vector as shown in Expression (6).

逐次最小二乗法では、まず、共分散行列P(N)から、式(7)に基づいてゲインG(k)を計算する。
In the successive least squares method, first, a gain G (k) is calculated from the covariance matrix P (N) based on Expression (7).

次に、式(8)に示す出力予測誤差e(k)を求める。
Next, an output prediction error e (k) shown in Expression (8) is obtained.

そして、式(7),(8)で求めた値G(k),e(k)から、式(9)に基づいて、パラメータθ(k)に含まれるOCVを計算する。
Then, the OCV included in the parameter θ (k) is calculated from the values G (k) and e (k) obtained by the equations (7) and (8) based on the equation (9).

また、式(10)に基づいて、共分散行列P(k)を更新する。
Further, the covariance matrix P (k) is updated based on Expression (10).

OCVが計算されると、プロセッサ110は、ステップS23において、SOCを計算する。プロセッサ110は、SOCの計算のため、メモリ120に保存されたOCV−SOC関係122を用いる。逐次最小二乗法により計算されたOCVは、OCV−SOC関係112に基づき、SOCに変換される。   When the OCV is calculated, the processor 110 calculates the SOC in step S23. The processor 110 uses the OCV-SOC relationship 122 stored in the memory 120 for the calculation of the SOC. The OCV calculated by the successive least square method is converted into SOC based on the OCV-SOC relationship 112.

[2.5 FCC計算] [2.5 FCC calculation]

SOCが計算されると、プロセッサ110は、ステップS24において、FCCを計算する。FCCは、FCCの上限値FCCと、電池220の放電電流値Iに応じて生じるロスQlossと、を用いて計算される。FCCの上限値FCCは、ステップS23で計算されたSOCとステップS21で計算された放電電流積算量Qとを用いて、計算される。 When the SOC is calculated, the processor 110 calculates the FCC in step S24. The FCC is calculated using the upper limit FCC u of the FCC and the loss Q loss that occurs according to the discharge current value I of the battery 220. The upper limit FCC u of FCC is calculated using the SOC calculated in step S23 and the discharge current integrated amount Q calculated in step S21.

FCCは、例えば、以下の式に基づいて計算される。まず、FCCの上限値FCCは、以下の式(11)により計算される。
The FCC is calculated based on the following formula, for example. First, the upper limit FCC u of FCC is calculated by the following equation (11).

式(11)により計算される上限値FCCは、放電電流値I=0のときの理論的なFCCである。つまり、上限値FCCは、電流値I=0であることにより、電池220の端子電圧値VがOCVと等しい場合のFCCである。しかし、図6に示すように、放電電流Iが流れることによって、端子電圧値Vは、内部インピーダンスRによる電圧降下分I×Rほど、OCVよりも低くなる。このため、実際のFCCは、上限値FCCよりも小さくなる。したがって、FCCは、上限値FCCから、放電電流Iが流れることによって生じるロスQloss分を減じることで求めることができる。 The upper limit value FCC u calculated by the equation (11) is a theoretical FCC when the discharge current value I = 0. That is, the upper limit value FCC u is an FCC when the terminal voltage value V of the battery 220 is equal to the OCV because the current value I = 0. However, as shown in FIG. 6, when the discharge current I flows, the terminal voltage value V becomes lower than the OCV by the voltage drop I × R due to the internal impedance R. For this reason, the actual FCC is smaller than the upper limit value FCC u . Therefore, the FCC can be obtained by subtracting the loss Q loss caused by the discharge current I from the upper limit FCC u .

FCCは、例えば、以下の式(12)により計算される。式(12)では、FCC、は電流依存性及び温度依存性を有するため、FCC(I,T)と表されている。
The FCC is calculated by, for example, the following formula (12). In the formula (12), FCC is expressed as FCC (I, T) because it has current dependency and temperature dependency.

式(12)において、I×R(I,T)×dQ/dVの項が、ロスQlossを示す。式(12)において、Iは、放電電流値である。R(I,T)は、電流I及び温度Tに応じた内部インピーダンスRの値である。内部インピーダンスRは、電流I及び温度Tに依存して変化するため、ロスQlossも電流依存性及び温度依存性を持つ。内部インピーダンスRは、電流I及び温度Tに基づいて計算され、メモリの領域123に保存されている。dQ/dVは、図6に示すような電流積算量Qに応じたOCV変化曲線において、Qの増加に応じてOCVが減少する傾斜領域の近似直線の傾きを示す。dQ/dVは、図6に示すような電流積算量に応じた端子電圧V変化曲線において、Qの増加に応じて端子電圧Vが減少する傾斜領域の近似直線の傾きであってもよい。傾きdQ/dVは、予め実験で求めておいて、メモリ120に保存されたものであってもよいし、OCV又は端子電圧Vと、電流積算量Qと、に基づいて計算されたものであってもよい。 In equation (12), the term I × R (I, T) × dQ / dV represents the loss Q loss . In Formula (12), I is a discharge current value. R (I, T) is a value of the internal impedance R according to the current I and the temperature T. Since the internal impedance R changes depending on the current I and the temperature T, the loss Q loss also has current dependency and temperature dependency. The internal impedance R is calculated based on the current I and the temperature T, and is stored in the memory area 123. dQ / dV indicates the slope of an approximate straight line in the slope region in which the OCV decreases as Q increases in the OCV change curve corresponding to the current accumulated amount Q as shown in FIG. dQ / dV may be an inclination of an approximate straight line of an inclined region in which the terminal voltage V decreases as Q increases in the terminal voltage V change curve corresponding to the integrated current amount as shown in FIG. The slope dQ / dV may be obtained in advance through experiments and stored in the memory 120, or may be calculated based on the OCV or terminal voltage V and the current integration amount Q. May be.

[2.6 FCCを利用した残時間等の計算] [2.6 Calculation of remaining time using FCC]

FCC(I,T)が計算されると、プロセッサ110は、ステップS25において、電池220の使用可能な残時間tを計算する。残時間tは、例えば、FCC(I,T)及びQを用いて、以下の式(13)によって計算される。
When FCC (I, T) is calculated, the processor 110 calculates the remaining usable time t of the battery 220 in step S25. The remaining time t is calculated by the following equation (13) using, for example, FCC (I, T) and Q.

プロセッサ110は、ステップS24によってFCC(I,T)が計算されるまでは、残時間tの計算の必要があれば、式(13)のFCC(I,T)として、初期FCCを用いる。初期FCCは必ずしも信頼できないため初期FCCから計算された残時間tの信頼性も低いが、ステップS24によってFCC(I,T)が計算されるまでは、初期FCCを代替として用いて、残時間tを計算することができる。   If it is necessary to calculate the remaining time t until FCC (I, T) is calculated in step S24, the processor 110 uses the initial FCC as FCC (I, T) in Expression (13). Since the initial FCC is not always reliable, the reliability of the remaining time t calculated from the initial FCC is low, but the remaining time t is used as an alternative until the FCC (I, T) is calculated in step S24. Can be calculated.

また、プロセッサは、ステップS24によって計算されたFCCの大きさ又は変動に応じて、電池220の劣化を示すデータを求めても良い。劣化の度合いは、例えば、初期FCC又は電池残量が多い時のFCCを基準FCCとして、基準FCCに対する現在のFCCの減少度合いから算出される。また、現在のFCCが、所定の閾値よりも小さくなったときに、電池220が劣化したと判定することもできる。   Further, the processor may obtain data indicating the deterioration of the battery 220 in accordance with the magnitude or fluctuation of the FCC calculated in step S24. The degree of deterioration is calculated from, for example, the current FCC decrease with respect to the reference FCC, with the initial FCC or the FCC when the remaining battery level is high as the reference FCC. It can also be determined that the battery 220 has deteriorated when the current FCC becomes smaller than a predetermined threshold.

[2.7 切替判定] [2.7 Switching judgment]

以下、図2のステップS12の判定方法の例を説明する。プロセッサ110は、所定の切り替え指標の値を監視し、切り替え指標の値と閾値とを比較し、比較結果に基づいて、SOCの計算方法を、第1方法(ステップS13)から第2方法(ステップS14)に切り替える。   Hereinafter, an example of the determination method in step S12 of FIG. 2 will be described. The processor 110 monitors a predetermined switching index value, compares the switching index value with a threshold value, and changes the SOC calculation method from the first method (step S13) to the second method (step S13). Switch to S14).

切り替え指標の第1例は、SOC自体又はSOCから計算される値である。プロセッサ110は、例えば、第1方法で計算されたSOC自体を切り替え指標とし、SOCが所定の閾値(例えば、30%)を下回ったら、図3の傾斜領域に入ったものとみなして、SOCの計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることができる。   The first example of the switching index is a value calculated from the SOC itself or the SOC. For example, the processor 110 uses the SOC itself calculated by the first method as a switching index. When the SOC falls below a predetermined threshold (for example, 30%), the processor 110 considers that the SOC has entered the inclined region in FIG. The calculation method can be switched from the first method to the second method.

切り替え指標の第2例は、OCV自体又はOCVから計算される値である。プロセッサ110は、SOCの計算方法が第2方法に切り替えられる前から、ステップS22と同様の方法でOCVを計算しておき、計算されたOCVに基づいて、SOCの計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることができる。例えば、OCV自体を切り替え指標とし、OCV自体が所定の閾値電圧(例えば、図3において2.7[V])を下回ったら、図3の傾斜領域に入ったものとみなして、SOCの計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることができる。   The second example of the switching index is a value calculated from the OCV itself or the OCV. The processor 110 calculates the OCV by the same method as in step S22 before the SOC calculation method is switched to the second method, and the SOC calculation method is changed from the first method based on the calculated OCV. It is possible to switch to the second method. For example, when the OCV itself is used as a switching index, and the OCV itself falls below a predetermined threshold voltage (for example, 2.7 [V] in FIG. 3), it is considered that the OCV itself has entered the inclined region in FIG. Can be switched from the first method to the second method.

切り替え指標は、SOCの変化に対するOCVの変化を示すdOCV/dSOCであってもよい。dOCV/dSOCは、例えば、ステップS13の第1方法で計算されたSOCと、ステップS22と同様の方法で計算されたOCVと、に基づいて計算される。図3の傾斜領域では、dOCV/dSOCが大きくなるため、dOCV/dSOCを切り替え指標として用いると、OCVの変化度合いが大きくなったところで、SOCの計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることができる。OCV自体ではなく、OCVの変化度合いを切り替え指標として用いると、電池の種類にかかわらず、切り替えの判定が行える。なお、OCVの変化度合いを示す指標としては、dOCV/dQであってもよいし、dOCV/dtであってもよい。   The switching index may be dOCV / dSOC indicating a change in OCV with respect to a change in SOC. For example, dOCV / dSOC is calculated based on the SOC calculated by the first method in step S13 and the OCV calculated by the same method as in step S22. Since dOCV / dSOC increases in the inclined region of FIG. 3, when dOCV / dSOC is used as a switching index, the SOC calculation method is switched from the first method to the second method when the degree of change in OCV increases. be able to. If the degree of change in OCV is used as a switching index instead of the OCV itself, switching can be determined regardless of the type of battery. The index indicating the degree of change in OCV may be dOCV / dQ or dOCV / dt.

切り替え指標の第3例は、電池220の内部インピーダンスR自体又は内部インピーダンスRから計算される値である。プロセッサ110は、SOCの計算方法が第2方法に切り替えられる前から、例えば、特許文献2に記載の内部インピーダンス同定方法と同様の方法で内部インピーダンスを計算しておき、計算された内部インピーダンスに基づいて、SOCの計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることができる。内部インピーダンスRは、図7に示すように、SOCが減少すると増加する。そこで、例えば、内部インピーダンスR自体を切り替え指標とし、内部インピーダンスRが閾値を上回ったら、SOCの計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることができる。   A third example of the switching index is a value calculated from the internal impedance R itself or the internal impedance R of the battery 220. The processor 110 calculates the internal impedance by, for example, the same method as the internal impedance identification method described in Patent Document 2 before the SOC calculation method is switched to the second method, and based on the calculated internal impedance. Thus, the SOC calculation method can be switched from the first method to the second method. The internal impedance R increases as the SOC decreases, as shown in FIG. Therefore, for example, when the internal impedance R itself is used as a switching index, and the internal impedance R exceeds a threshold value, the SOC calculation method can be switched from the first method to the second method.

切り替え指標は、SOCの変化に対する内部インピーダンスRの変化を示すdR/dSOCであってもよい。内部インピーダンス自体ではなく、内部インピーダンスRの変化度合を切り替え指標として用いると、電池の種類にかかわらず、切り替えの判定が行える。なお、内部インピーダンスの変化度合いを示す指標としては、dR/dQであってもよいし、dR/dtであってもよい。   The switching index may be dR / dSOC indicating a change in internal impedance R with respect to a change in SOC. If the degree of change of the internal impedance R is used as a switching index instead of the internal impedance itself, switching can be determined regardless of the type of battery. The index indicating the degree of change in internal impedance may be dR / dQ or dR / dt.

図7に示すように、内部インピーダンスRの増加は、OCVの減少に先立って生じる。そこで、プロセッサ110は、最初は、内部インピーダンスRの変化を監視しておき、内部インピーダンスRの増加が検出されると、OCVの変化の監視を開始し、OCVの変化に基づいて、SOCの計算方法を第1方法から第2方法に切り替えることができる。このようにすることで、内部インピーダンスRの変化に基づいてOCVの変化を事前に察知することができ、高精度にOCVの変化を検出することが可能となる。   As shown in FIG. 7, the increase in internal impedance R occurs prior to the decrease in OCV. Therefore, the processor 110 initially monitors the change in the internal impedance R, and when an increase in the internal impedance R is detected, starts monitoring the change in the OCV, and calculates the SOC based on the change in the OCV. The method can be switched from the first method to the second method. By doing in this way, the change of OCV can be detected in advance based on the change of the internal impedance R, and the change of the OCV can be detected with high accuracy.

また、プロセッサ110は、最初は、SOC自体の値だけを監視し、内部インピーダンスRが所定の閾値(例えば、50%)を下回ると、内部インピーダンスRの変化を監視し、内部インピーダンスRの増加が検出されると、SOCの変化を監視してもよい。また、プロセッサ110は、内部インピーダンスRが所定の閾値を下回ると、SOCの変化を監視してもよい。このようにすると、処理負荷をさほど上げずに、切り替え判定のための監視を行うことができる。すなわち、SOCは、ステップS13において計算されるため、SOC自体だけを監視するのであれば、ステップS12の判定のための指標を別途計算する必要がなく、処理負荷の上昇を抑制できる。   The processor 110 initially monitors only the value of the SOC itself. When the internal impedance R falls below a predetermined threshold (for example, 50%), the processor 110 monitors the change in the internal impedance R, and the increase in the internal impedance R Once detected, the SOC change may be monitored. Further, the processor 110 may monitor a change in the SOC when the internal impedance R falls below a predetermined threshold. In this way, monitoring for switching determination can be performed without increasing the processing load so much. That is, since the SOC is calculated in step S13, if only the SOC itself is monitored, it is not necessary to separately calculate an index for the determination in step S12, and an increase in processing load can be suppressed.

このように、複数の切り替え指標を組み合わせて、ステップS12の判定を行うのが好適である。   Thus, it is preferable to perform the determination in step S12 by combining a plurality of switching indexes.

[3.付記] [3. Addendum]

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.

図2において、FCCの計算は、ステップS14だけ行われ、SOCの計算がステップS13の第1方法で行われている場合には行われないが、ステップS12及びステップS13を省略することで、FCCの計算を常に行ってもよい。多くの二次電池は、SOCが高い領域でも、SOCの減少に伴ってOCVが減少するため、ステップS14と同様の方法により、FCCを計算することができる。   In FIG. 2, the FCC calculation is performed only in step S14, and is not performed when the SOC calculation is performed in the first method of step S13. However, by omitting step S12 and step S13, the FCC is calculated. May be always calculated. In many secondary batteries, even when the SOC is high, the OCV decreases as the SOC decreases. Therefore, the FCC can be calculated by the same method as in step S14.

また、本明細書は、次の電池管理方法も当然に開示している。すなわち、本明細書において開示された電池の管理方法は、前記充電状態の計算を繰り返すことを含み、前記充電状態の計算を繰り返すことは、前記充電状態の計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることを含む。   This specification also naturally discloses the following battery management method. That is, the battery management method disclosed in the present specification includes repeating the calculation of the state of charge, and repeating the calculation of the state of charge includes changing the method of calculating the state of charge from the first method to the second method. Including switching to a method.

100 管理装置
110 プロセッサ
120 メモリ
130 入力装置
140 出力装置
150 無線機
200 センサモジュール
210 プロセッサ
220 電池
230 センシングデバイス
240 電流計
250 電圧計
260 温度計
270 無線機
100 Management Device 110 Processor 120 Memory 130 Input Device 140 Output Device 150 Radio 200 Sensor Module 210 Processor 220 Battery 230 Sensing Device 240 Ammeter 250 Voltmeter 260 Thermometer 270 Radio

Claims (12)

電池の管理方法であって、
前記電池の充電状態と放電電流積算量とを用いて、前記総充電容量の上限値を計算し、
前記上限値と、前記電池の放電電流値に応じて生じるロスと、を用いて、前記総充電容量を計算する
ことを含む電池管理方法。
A battery management method,
Using the state of charge of the battery and the accumulated discharge current, calculate the upper limit of the total charge capacity,
A battery management method, comprising: calculating the total charge capacity using the upper limit value and a loss generated according to a discharge current value of the battery.
前記ロスは、前記放電電流によって前記電池の内部インピーダンスに生じる電圧降下と、前記放電電流積算量の増加に伴う前記電池の電圧減少特性と、を用いて計算される
請求項1に記載の方法。
The method according to claim 1, wherein the loss is calculated using a voltage drop that occurs in an internal impedance of the battery due to the discharge current and a voltage decrease characteristic of the battery that accompanies an increase in the accumulated amount of discharge current.
前記充電状態は、前記電池の開回路電圧から計算され、
前記開回路電圧は、逐次最小二乗法により計算される
請求項1又は2に記載の方法。
The state of charge is calculated from the open circuit voltage of the battery,
The method according to claim 1, wherein the open circuit voltage is calculated by a sequential least square method.
前記総充電容量から、前記電池の使用可能残時間を計算することを更に含む
請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
The method according to claim 1, further comprising calculating a remaining usable time of the battery from the total charge capacity.
前記総充電容量から、前記電池の劣化状態を計算することを更に含む
請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
The method according to claim 1, further comprising calculating a deterioration state of the battery from the total charge capacity.
前記充電状態の計算を繰り返すことを更に含み、
前記充電状態の計算を繰り返すことは、前記充電状態の計算方法を、第1方法から第2方法に切り替えることを含む
請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
Further comprising repeating the calculation of the state of charge,
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein repeating the calculation of the state of charge includes switching the method of calculating the state of charge from a first method to a second method.
前記第1方法は、電流積算法により前記充電状態を計算する方法であり、
前記第2方法は、前記電池の閉回路電圧から前記充電状態を計算する方法である
請求項6に記載の方法。
The first method is a method of calculating the state of charge by a current integration method,
The method according to claim 6, wherein the second method is a method of calculating the state of charge from a closed circuit voltage of the battery.
前記閉回路電圧は、逐次最小二乗法により計算される
請求項7に記載の方法。
The method according to claim 7, wherein the closed circuit voltage is calculated by a sequential least squares method.
第1方法から第2方法に切り替えるか否かを、切り替え指標に基づいて判定することを更に含み、
前記切り替え指標は、電池の充電状態、閉回路電圧、開回路電圧の変化、内部インピーダンス、及び内部インピーダンスの変化からなる群から選択される1又は複数の指標である
請求項6〜8のいずれか1項に記載の方法。
Determining whether to switch from the first method to the second method based on the switching index;
The switching index is one or a plurality of indices selected from the group consisting of a battery charge state, closed circuit voltage, change in open circuit voltage, internal impedance, and change in internal impedance. 2. The method according to item 1.
前記電池は、一次電池である
請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
The method according to claim 1, wherein the battery is a primary battery.
電池を管理する処理を実行するプロセッサを備え、
前記処理は、
前記電池の充電状態と放電電流積算量とを用いて、前記総充電容量の上限値を計算する処理と、
前記上限値と、前記電池の放電電流値に応じて生じるロスと、を用いて、前記総充電容量を計算する処理と、
を含む電池管理装置。
A processor for performing processing for managing the battery;
The process is
Using the state of charge of the battery and the accumulated discharge current, a process for calculating an upper limit value of the total charge capacity;
A process of calculating the total charge capacity using the upper limit value and a loss generated according to the discharge current value of the battery;
Battery management device including
電池を管理する処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記処理は、
前記電池の充電状態と放電電流積算量とを用いて、前記総充電容量の上限値を計算する処理と、
前記上限値と、前記電池の放電電流値に応じて生じるロスと、を用いて、前記総充電容量を計算する処理と、
を含むコンピュータプログラム。
A computer program for causing a computer to execute a process for managing a battery,
The process is
Using the state of charge of the battery and the accumulated discharge current, a process for calculating an upper limit value of the total charge capacity;
A process of calculating the total charge capacity using the upper limit value and a loss generated according to the discharge current value of the battery;
A computer program containing
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