JP2018146343A - Battery management device and battery management method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリ管理装置及びバッテリ管理方法に関する。 The present invention relates to a battery management apparatus and a battery management method.
近年、充放電可能なバッテリ(以下、「二次電池」とも称す)の小型軽量化・高エネルギー密度化が進展してきている。上記進展に伴い、バッテリを駆動のためのエネルギー源とする輸送機器が普及してきている。このような輸送機器として、例えば、電動輸送機器(EV:Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド式輸送機器(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle、PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等の車両が例示される。 2. Description of the Related Art In recent years, a battery that can be charged / discharged (hereinafter also referred to as a “secondary battery”) has been reduced in size, weight, and energy density. With the above progress, transportation equipment using a battery as an energy source for driving is becoming widespread. Examples of such transport equipment include vehicles such as electric transport equipment (EV: Electric Vehicle), plug-in hybrid transport equipment (PHV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle). .
上記車両においては、例えば、バッテリに蓄電されたエネルギー量に対応する走行可能距離等を把握するために、バッテリの充電率(SOC:State of Charge)の推定が行わ
れている。SOCの推定は、バッテリに接続するバッテリ管理装置により行われる。
In the above vehicle, for example, in order to grasp the travelable distance corresponding to the amount of energy stored in the battery, estimation of the state of charge (SOC) of the battery is performed. The estimation of the SOC is performed by a battery management device connected to the battery.
SOCを推定するための手法として、SOCに応じてバッテリの起電圧が変化する特性を利用し、動作中のバッテリの端子電圧からSOCを推測することが知られている。上記推測手法においては、例えば、無負荷時の電池内部が平衡状態となっている開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)とSOCとの関係を対応付けたテーブル(「OCV−SOC特性」とも称す)が用いられる。上記車両は、例えば、予め実験的に求められた端子電圧とOCVとの関係に基づいてOCVを求め、該OCVに対応するSOCを上記テーブルを用いて推測する。バッテリのOCV−SOC特性は、例えば、バッテリを構成する要素(電極材料、電解質、活物質等)に依存し、バッテリの温度や劣化の度合いには依存しないことが知られている。 As a method for estimating the SOC, it is known that the SOC is estimated from the terminal voltage of the battery in operation using the characteristic that the electromotive voltage of the battery changes according to the SOC. In the above estimation method, for example, a table (also referred to as “OCV-SOC characteristics”) that associates the relationship between the open circuit voltage (OCV) and the SOC, in which the inside of the battery is in an equilibrium state when there is no load. Is used. For example, the vehicle obtains the OCV based on the relationship between the terminal voltage and the OCV obtained experimentally in advance, and estimates the SOC corresponding to the OCV using the table. It is known that the OCV-SOC characteristic of a battery depends on, for example, elements (electrode material, electrolyte, active material, etc.) constituting the battery, and does not depend on the temperature of the battery or the degree of deterioration.
なお、動作中のバッテリの内部状態は、主に温度環境や充放電電流量といった使用環境に応じて変化する。このため、車両においては、例えば、クーロンカウント法等を用いてバッテリの充放電電流を時間積分して現時点での電荷を求め、OCV−SOC特性に整合するようテーブル補正(以下、「SOC補正」とも称す)が行われてきた。 Note that the internal state of the battery in operation varies mainly depending on the usage environment such as the temperature environment and the amount of charge / discharge current. For this reason, in a vehicle, for example, the charge / discharge current of the battery is time-integrated using the Coulomb count method or the like to obtain the current charge, and the table correction (hereinafter referred to as “SOC correction”) is performed to match the OCV-SOC characteristics. Also called).
なお、本明細書で説明する技術に関連する技術が記載されている先行技術文献としては、以下の特許文献が存在している。 In addition, the following patent documents exist as prior art documents in which technologies related to the technologies described in this specification are described.
従来のSOC補正方法においては、観測された端子電圧や積算された充放電電流値の示すバッテリ状態が、例えば、OCV−SOC特性上の平たん部から傾斜部に移行したときに、OCV−SOC特性に整合するようにSOC補正を行っていた。ここで、傾斜部とは、バッテリのOCV−SOC特性において、高SOC側および低SOC側に出現する、単位充電率当たりのOCVの変化量が大きい領域である。 In the conventional SOC correction method, when the battery state indicated by the observed terminal voltage and the accumulated charge / discharge current value shifts from a flat part to an inclined part on the OCV-SOC characteristic, for example, the OCV-SOC The SOC correction is performed so as to match the characteristics. Here, the inclined portion is a region where the amount of change in the OCV per unit charge rate that appears on the high SOC side and the low SOC side in the OCV-SOC characteristic of the battery is large.
例えば、リチウムイオンバッテリでは、高SOC側の傾斜部は、95パーセント以上のSOC領域、低SOC側の傾斜部は、45パーセント未満のSOC領域において出現することが多い。リチウムイオンバッテリでは、SOCが45パーセント以上から95パーセント未満のOCV−SOC特性の、単位充電率当たりのOCVの変化量が少ない平たん部領域においては、単位充電率当たりのOCVの変化量が少なく、SOC補正が行えない状態となることがあった。 For example, in a lithium ion battery, the inclined portion on the high SOC side often appears in an SOC region of 95% or more, and the inclined portion on the low SOC side appears in an SOC region of less than 45%. In a lithium ion battery, the change amount of OCV per unit charge rate is small in the flat region where the change amount of OCV per unit charge rate is small and the OCV-SOC characteristic is between 45% and less than 95%. In some cases, SOC correction cannot be performed.
動作中のバッテリのSOCの推定精度を高め、バッテリに蓄電されたエネルギーの残量を的確に把握するためにも、早期のSOC補正が求められている。本発明の目的は、SOCの推定精度を向上し、OCVの変化量が少ないSOC領域においてもSOC補正を可能にする技術の提供にある。 Early SOC correction is required in order to improve the estimation accuracy of the SOC of the battery in operation and accurately grasp the remaining amount of energy stored in the battery. An object of the present invention is to provide a technique that improves SOC estimation accuracy and enables SOC correction even in an SOC region where the amount of change in OCV is small.
開示の技術の一側面は、バッテリ管理装置によって例示される。バッテリ管理装置は、無負荷状態の電池電圧と充電率との相関関係において、単位充電率当たりの電池電圧の変動幅が所定範囲内で推移する領域を含む電池の充電率を所定の方式により推定する推定手段を備える。バッテリ管理装置は、少なくとも電池の端子電圧を含み、電池の動作状態を推定するための情報を取得する取得手段と、電池の動作状態を模擬する等価回路モデルの低周波数応答側の抵抗および静電容量、あるいは、抵抗または静電容量を充電率の関数として定義する手段と、定義された関数と取得された動作状態を推定するための情報から導き出される充電率を用いて推定手段により推定された電池の充電率を補正する手段と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the disclosed technology is exemplified by a battery management device. The battery management device estimates the charging rate of a battery including a region where the fluctuation range of the battery voltage per unit charging rate changes within a predetermined range in a correlation between the battery voltage and the charging rate in a no-load state by a predetermined method. Estimating means for performing The battery management device includes at least a terminal voltage of a battery, acquisition means for acquiring information for estimating the operating state of the battery, resistance and electrostatic on the low frequency response side of an equivalent circuit model that simulates the operating state of the battery Estimated by the estimator using the means to define the capacity or resistance or capacitance as a function of the charge rate, and the charge rate derived from the defined function and the information to estimate the obtained operating state Means for correcting the charging rate of the battery.
開示の技術の一側面によれば、SOCの推定精度を向上し、OCVの変化量が少ないSOC領域においてもSOC補正を可能にする技術が提供される。 According to one aspect of the disclosed technology, there is provided a technology that improves SOC estimation accuracy and enables SOC correction even in an SOC region where the amount of change in OCV is small.
以下、図面を参照して、一実施形態に係るバッテリ管理装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本バッテリ管理装置は実施形態の構成には限定されない。 Hereinafter, a battery management device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the battery management apparatus is not limited to the configuration of the embodiment.
<実施の形態>
〔1.システム構成〕
図1は、本実施形態に係るバッテリ管理システムのブロック構成の一例を示す図である。図1に示すバッテリ管理システム(BMS:Battery Management System)1は、バッ
テリ2、センサ3、バッテリ管理装置10を含む。バッテリ管理装置10は、SOC推定部101を含む。
<Embodiment>
[1. System configuration〕
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a block configuration of a battery management system according to the present embodiment. A battery management system (BMS: Battery Management System) 1 shown in FIG. 1 includes a
図1のバッテリ管理システム1においては、動作中のバッテリ2の充放電状態や劣化状態(SOH:State Of Health)といったバッテリ状態が管理される。バッテリ管理シス
テム1は、例えば、バッテリ2を駆動のためのエネルギー源とするEV、PHV、PHEV等の車両に搭載される。以下の説明では、EV等の車両に設けられるバッテリ管理システム1について説明するが、バッテリ管理システム1は、充放電可能なバッテリ2をエネルギー源とするスマートフォン、PC(Personal Computer)等の情報機器に設けられて
もよく、太陽光や風力等の自然エネルギーを用いて発電した電力を蓄電する発電設備に設けられるとしてもよい。
In the
バッテリ2は、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ等の充放電可能な二次電池である。バッテリ2には、センサ3が取付けられる。センサ3は、バッテリ2の状態を推定するための情報を取得する取得手段である。センサ3には複数種類のセンサデバイスが含まれる。例えば、センサ3は、バッテリ2の充放電電流を検出する電流センサ、動作中のバッテリ2の端子電圧を検出する電圧センサ、バッテリ2の温度を検出する温度センサを含む。
The
センサ3は、例えば、4msといった所定の周期間隔でバッテリ2の状態を推定するための情報を検出する。センサ3を介して検出されたバッテリ2の状態を推定するための各種検出結果は、バッテリ管理装置10に出力される。各種検出結果は、例えば、バッテリ2のセンサ情報を検出した時刻を示す時刻情報と共に、バッテリ管理装置10に出力される。
The
バッテリ管理装置10は、センサ3を介して検出された各種検出結果を取得する。バッテリ管理装置10は、取得した各種検出結果に基づいて、現在のバッテリ2の充放電状態や劣化状態といったバッテリ状態を管理する。バッテリ管理装置10は、例えば、センサ3を介して検出された各種検出結果に基づいてSOCを推定し、バッテリ2の現在のバッテリ状態を把握する。SOCの推定は、SOC推定部101によって提供される。なお、SOCは、例えば、バッテリ2の満充電容量に対する残存容量の比率として表される。
The
〔2.装置構成〕
図2は、本実施形態に係るバッテリ管理装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。バッテリ管理装置10は、図2に例示するように、接続バス16によって相互に接続されたCPU(Central Processing Unit)11、主記憶装置12、補助記憶装置13
、通信IF(Interface)14、入出力IF15を備えるコンピュータとして構成される
。
[2. Device configuration〕
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
, And a communication IF (Interface) 14 and an input / output IF 15.
CPU11は、MPU(Microprocessor)、プロセッサとも呼ばれる。ただし、CPU11は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のCPUがマルチコア構成であってもよい。CPU11は、バッテリ管理装置10全体の制御を行う中央処理演算装置である。CPU11は、例えば、補助記憶装置13に記憶されたプログラムを主記憶装置12の作業領域に実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで所定の目的に合致した機能を提供する。
The
主記憶装置12は、CPU11がプログラムやデータをキャッシュしたり、作業領域を展開したりする記憶媒体である。主記憶装置12は、例えば、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。補助記憶装置13は、CPU11により実行されるプログラムや、動作の設定情報などを記憶する記憶媒体である。補助記憶装置13は、例えば、HDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid State D
rive)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ、USBメモリ
、SD(Secure Digital)メモリカード等である。通信IF14は、バッテリ管理装置10に接続するネットワーク等とのインターフェースである。バッテリ管理装置10に接続するネットワークには、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)等が含まれる。入出力IF15は、バッテリ管理装置10に接続するセン
サや機器との間でデータの入出力を行うインターフェースである。
The
rive), EPROM (Erasable Programmable ROM), flash memory, USB memory, SD (Secure Digital) memory card, and the like. The communication IF 14 is an interface with a network connected to the
バッテリ管理システム1においては、入出力IF15を介し、センサ3で検出されたバッテリ2の状態を示す情報が取得される。また、通信IF14を介し、ネットワークに接続する各種ECU(Electronic Control Unit)等へのデータの入出力が行われる。上記
の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。また、上記の構成要素は、各種ECUの一部を構成するとしてもよい。
In the
バッテリ管理装置10は、CPU11のプログラムの実行により、SOC推定部101を含む処理機能が提供される。但し、上記処理機能の少なくとも一部の処理がDSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等
によって提供されてもよい。また、上記各処理機能の少なくとも一部が、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の専用LSI(large scale integration)、その他のデジタル回路であってもよい。また、上記各処理機能の少なくとも一部にアナログ回路を含むとしてもよい。
The
バッテリ管理装置10は、上記処理機能が参照し、或いは、管理するデータの格納先として補助記憶装置13を備える。補助記憶装置13には、図3で説明するOCV−SOC特性のマップ情報、図4から図6で説明する等価モデルの低周波側RC回路の抵抗、静電容量についてのSOCをパラメータとした定義関数が含まれる。補助記憶装置13に格納された上記情報は、プログラムの実行と共に読み出され、主記憶装置12の所定の作業領域に一時的に記憶される。
The
〔3.処理機能〕
図3は、バッテリ2のOCV−SOC特性を説明する図である。図3に示すOCV−SOC特性のデータは、リチウムイオンバッテリの一例である。図3において、縦軸はOCV(単位:V)を表し、横軸はSOC(単位:パーセント)を表す。図3において「◆」で連結された曲線は、バッテリ2に蓄電された電力エネルギーの放電側における特性を表し、「■」で連結された曲線は、バッテリ2に対して電力エネルギーを蓄電する充電側における特性を表す。なお、バッテリのOCV−SOC特性は、例えば、バッテリを構成する要素(電極材料、電解質、活物質等)に依存し、バッテリの温度や劣化の度合いには依存しないことが知られている。
[3. Processing function)
FIG. 3 is a diagram for explaining the OCV-SOC characteristic of the
図3に示すように、OCV−SOC特性において放電側の特性曲線および充電側の特性曲線は近似して変化する傾向にあり、それぞれに、単位充電率当たりのOCVの変化量が大きい領域である傾斜部を有する。また、単位充電率当たりのOCVが変化せずに粗一定となる(あるいは、所定の微小な範囲内で変動する)領域である平たん部を有する。図3においては、95パーセント以上の高SOC領域、45パーセント未満の低SOC領域において傾斜部が出現する。また、SOCが45パーセント以上から95パーセント未満の領域が平たん部である。このようなOCV−SOC特性がマップ化されて、バッテリ管理装置10の主記憶装置12に保持される。
As shown in FIG. 3, in the OCV-SOC characteristic, the characteristic curve on the discharge side and the characteristic curve on the charge side tend to change approximately, and each is a region where the change amount of the OCV per unit charging rate is large. It has an inclined part. In addition, it has a flat portion that is a region in which the OCV per unit charging rate is roughly constant without changing (or fluctuates within a predetermined minute range). In FIG. 3, the inclined portion appears in a high SOC region of 95% or more and a low SOC region of less than 45%. A region where the SOC is 45% or more and less than 95% is a flat portion. Such OCV-SOC characteristics are mapped and held in the
バッテリ状態の管理において、上記平たん部において充放電が繰り返される場合には、SOCに対するOCVが粗一定で推移するため、例えば、バッテリ2の端子電圧に基づいて現時点のSOCを推定することは困難である。このため、クーロンカウント法等によっ
てSOCを推定する手法がとられている。
In the management of the battery state, when charging / discharging is repeated in the flat part, since the OCV with respect to the SOC changes roughly and constant, it is difficult to estimate the current SOC based on the terminal voltage of the
クーロンカウント法の場合は、充放電電流を時間積分し、現時点でのバッテリ2へ出入りした電荷(電流)の積算値からSOCを推定する。但し、クーロンカウント法等によるSOC推定には誤差が含まれ、この誤差により推定したSOCが真値からずれるおそれがある。そのため、平たん部から傾斜部に移行したときに、クーロンカウント法等によって推定したSOCの値をOCV−SOC特性により推定されるSOCに更新するといったSOC補正が行われていた。尚、以下の説明では、クーロンカウント法等によるSOC推定として、クーロンカウント法を例に説明する。
In the case of the coulomb counting method, the charge / discharge current is integrated over time, and the SOC is estimated from the integrated value of the electric charge (current) that enters and exits the
図3に示すように、高SOC領域の平たん部と傾斜部との境目となるSOCは95パーセント以上である。このため、充電時においては、バッテリ2の満充電容量に到達したにもかかわらず充電状態が継続する過充電が生ずる虞がある。また、45パーセント未満の低SOC領域においては、10パーセント以下の場合には、単位充電率当たりのOCVの変化傾斜が急になる。このため、放電時においては、SOCが0パーセントの状態になり、バッテリ2を駆動のためのエネルギー源とする車両等の不意の停止や、バッテリ2の過放電が生じる虞がある。
As shown in FIG. 3, the SOC at the boundary between the flat portion and the inclined portion in the high SOC region is 95% or more. For this reason, at the time of charge, there is a possibility that overcharge in which the charged state continues despite the full charge capacity of the
過充電や過放電はバッテリ2の劣化を促しバッテリ寿命を縮める要因になる。バッテリ状態の管理の観点からは、過充電の抑止のため、少なくとも、95パーセント以上の高SOC領域に到達する以前の、平たん部のSOC領域において早期に上記のSOC補正を行うことが好ましい。
Overcharge and overdischarge promote deterioration of the
本実施形態のバッテリ管理装置10は、センサ3を介して観測されたバッテリ2の端子電圧、充放電電流に基づいて、現時点におけるバッテリ状態がOCV−SOC特性上の平たん部であることを判定する。そして、バッテリ管理装置10は、現在のバッテリ状態が平たん部のSOC領域にある場合には、動作状態のバッテリ2を模擬する等価回路モデルを用いて抵抗、容量等の各パラメータを設定し、端子電圧の推定を行う。等価回路モデルによる端子電圧の推定は、次回に観測されるバッテリ状態の予測値として行われる。そして、バッテリ管理装置10は、観測されたバッテリ状態と予測したバッテリ状態の誤差(偏差)を用いてSOCを求め、上記のSOC補正を行うことで、平たん部のSOC領域における早期のSOC補正を可能にする。
The
図4は、動作中のバッテリ2を模擬する等価回路モデルの一例を示す図である。一般的に、動作中のバッテリ2を模擬する等価回路モデルとして、バッテリ2の開回路電圧(OCV)と内部インピーダンスとの2つの要素で表すことができる。内部インピーダンスは、さらに、電解質内のイオンの泳動過程、電極と電解質の界面での電子の授受を行う電荷移動過程、界面におけるイオンの拡散過程の3つの要素により表される。ここで、動作中のバッテリ2における、電極と電解質の界面での電子の授受を行う電荷移動過程、界面におけるイオンの拡散過程はRC並列回路として近似される過渡現象であり、前者は時定数が数ミリ秒から数百ミリ秒、後者は時定数が数秒から数千秒のオーダを有する過渡応答である。なお、電解質内のイオン泳動過程はオーム抵抗として表される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit model that simulates the
図4に示すように、本実施形態に係る等価回路モデルでは、バッテリ2の開回路電圧が無負荷状態のバッテリ電圧(Vocv)、動作中のバッテリ2の電解質内のイオン泳動過程が抵抗(R0)として表される。また、動作中のバッテリ2における過渡現象は低周波側RC回路(R1、C1)、高周波側RC回路(R2、C2)として表される。低周波側RC回路(R1、C1)は、界面におけるイオンの拡散過程を表し、高周波側RC回路(R2、C2)は電極と電解質の界面での電子の授受を行う電荷移動過程を表す。なお、図4において、電流(I)はセンサ3を介して観測されるバッテリ2の電流を表し、端子電
圧(V)はセンサ3を介して観測されるバッテリ2の端子電圧を表す。
As shown in FIG. 4, in the equivalent circuit model according to the present embodiment, the open circuit voltage of the
図4の等価回路モデルに基づいて、バッテリ2の充放電実験を行った結果、図5、図6に示す結果が得られた。図5は、充放電時におけるバッテリ2の各抵抗(R0、R1、R2)とSOCとの関係を表す図であり、縦軸は抵抗値(mΩ)を表し、横軸はSOCを表す。また、図6は、充放電時におけるバッテリ2の各コンデンサ(C1、C2)とSOCとの関係を表す図であり、縦軸はキャパシタ(F)を表し、横軸はSOCを表す。
Based on the equivalent circuit model shown in FIG. 4, the
図5において、「○」で連結された曲線は、放電時の抵抗R2のSOC特性を表し、「▲」で連結された曲線は、充電時の抵抗R2のSOC特性を表す。同様に、「×」で連結された曲線は、放電時の抵抗R0のSOC特性を表し、「◆」で連結された曲線は、充電時の抵抗R0のSOC特性を表す。また、「*」で連結された曲線は、放電時の抵抗R1のSOC特性を表し、「■」で連結された曲線は、充電時の抵抗R1のSOC特性を表す。 In FIG. 5, the curve connected with “◯” represents the SOC characteristic of the resistor R2 during discharging, and the curve connected with “▲” represents the SOC characteristic of the resistor R2 during charging. Similarly, a curve connected with “x” represents the SOC characteristic of the resistor R0 during discharging, and a curve connected with “♦” represents the SOC characteristic of the resistor R0 during charging. A curve connected with “*” represents the SOC characteristic of the resistor R1 during discharging, and a curve connected with “■” represents the SOC characteristic of the resistor R1 during charging.
図5に示すように、充放電時の抵抗R2は、SOCの増加に伴って0.9mΩから0.8mΩの範囲内で減少する変化傾向を有する。同様に、充放電時の抵抗R0は、SOCの増加に伴って0.8mΩから0.7mΩの範囲内で減少する変化傾向を有する。また、充放電時の抵抗R1は、SOCの増加に伴って0.8mΩから0.3mΩの範囲内で減少する変化傾向を有する。 As shown in FIG. 5, the resistance R2 at the time of charging / discharging has a change tendency which decreases within the range of 0.9 mΩ to 0.8 mΩ as the SOC increases. Similarly, the resistance R0 at the time of charging / discharging has a change tendency which decreases within the range of 0.8 mΩ to 0.7 mΩ as the SOC increases. Further, the resistance R1 at the time of charging / discharging has a changing tendency to decrease within the range of 0.8 mΩ to 0.3 mΩ as the SOC increases.
SOCの増加に伴う各抵抗の減少特性を比較すると、抵抗R1の変化率が相対的に最も大きいことが判る。また、SOCが40パーセント付近から90パーセント付近の抵抗R1の減少変化傾向は、SOCの増加・減少変化に依存して増加・減少変化することが判る。 Comparing the reduction characteristics of each resistance with increasing SOC, it can be seen that the rate of change of the resistance R1 is relatively largest. It can also be seen that the decreasing change tendency of the resistance R1 when the SOC is around 40 percent to 90 percent changes depending on the increase / decrease change in the SOC.
次に、図6において、「◆」で連結された曲線は、充電時のコンデンサC1のSOC特性を表し、「▲」で連結された曲線は、放電時のコンデンサC1のSOC特性を表す。同様に、「■」で連結された曲線は、充電時のコンデンサC2のSOC特性を表し、「×」で連結された曲線は、放電時のコンデンサC2のSOC特性を表す。なお、図6においては、充電時のコンデンサC2のSOC特性と放電時のコンデンサC2のSOC特性とは、重なり合っている。 Next, in FIG. 6, the curve connected with “♦” represents the SOC characteristic of the capacitor C1 during charging, and the curve connected with “▲” represents the SOC characteristic of the capacitor C1 during discharging. Similarly, the curve connected with “■” represents the SOC characteristic of the capacitor C2 during charging, and the curve connected with “x” represents the SOC characteristic of the capacitor C2 during discharging. In FIG. 6, the SOC characteristic of the capacitor C2 during charging and the SOC characteristic of the capacitor C2 during discharging overlap.
図6に示すように、充放電時のコンデンサC1は、SOCの増加に伴って120F付近から280F付近の範囲内で増加する変化傾向を有する。一方、充放電時のコンデンサC2は、粗0Fで一定であり、SOCの増加に伴う変化傾向は有さない。SOCの増加に伴うコンデンサC1の変化傾向として、SOCが70パーセント未満の領域における変化率よりも70パーセント以上の領域における変化率が大きいことが判る。 As shown in FIG. 6, the capacitor C1 at the time of charging / discharging has a change tendency which increases in the range from about 120F to about 280F as the SOC increases. On the other hand, the capacitor C2 at the time of charging / discharging is constant at rough 0F, and does not have a change tendency with an increase in SOC. As the change tendency of the capacitor C1 with the increase in the SOC, it can be seen that the change rate in the region where the SOC is 70% or more is larger than the change rate in the region where the SOC is less than 70%.
図5、図6に示すように、現時点におけるバッテリ状態がOCV−SOC特性上における平たん部の領域であっても、等価回路モデルに示す低周波側RC回路(R1、C1)は、SOCの増加変化、減少変化に依存することが判る。 As shown in FIGS. 5 and 6, even if the current battery state is a flat region on the OCV-SOC characteristic, the low frequency side RC circuit (R1, C1) shown in the equivalent circuit model is It turns out that it depends on an increase change and a decrease change.
本実施形態のバッテリ管理装置10のSOC推定部101は、現在のバッテリ状態が平たん部のSOC領域にある場合には、図4に示す等価回路モデルの低周波側RC回路の定数(R1、C1)をSOCに依存する関数として定義する。即ち、低周波側RC回路の定数(R1、C1)につき、図5および図6に示す特性となるようSOCをパラメータとした関数を作成して予め主記憶装置12に記憶しておき、現在のバッテリ状態が平たん部のSOC領域にある場合には、この関数に基づき低周波側RC回路の定数(R1、C1)を推定する。
When the current battery state is in the flat SOC region, the
そして、バッテリ管理装置10のSOC推定部101は、SOCの関数として定義された低周波側RC回路のR1、C1に基づいて、動作中のバッテリ2の端子電圧を表す推定式を導出する。本実施形態のバッテリ管理装置10のSOC推定部101は、端子電圧を表す推定式によって求められた推定結果と観測結果の誤差に基づいて現在のバッテリ状態に対するSOCを求め、上記SOC補正を行う。
Then, the
〔4.等価回路モデルに基づく推定関数〕
図4に示す等価回路モデルに基づく、動作中のバッテリ2のバッテリ状態を示す推定式は、次に示す式(1)で表される。
An estimation formula indicating the battery state of the
式(1)において、状態関数:x´(k)は、観測時点における動作中のバッテリ2のバッテリ状態を表し、引数:(k)は、センサ3を介して検出されたバッテリ状態を推定するための情報(例えば、端子電圧、電流、温度等)のサンプリング列を表す。バッテリ状態を推定するための情報は、例えば、所定の一定周期(Δt)間隔で取得される。また、式(1)において、変数:v1(k)は低周波側RC回路(R1、C1)の両端電圧を表し、変数:v2(k)は高周波側RC回路(R2、C2)の両端電圧を表し、変数(Sca)はバッテリ2の満充電容量(定格容量)を表し、変数iは一定周期間隔でセンサ3を介して観測された電流(I)を表す。
In equation (1), the state function: x ′ (k) represents the battery state of the
なお、図5、図6を用いて説明したように、低周波側RC回路(R1、C1)は、SOCに依存する関数として定義される。例えば、バッテリ管理装置10の提供者は、図5、図6に例示の特性を実験的に測定し、式(2)に示すように、実験結果に基づいてSOCに依存する関数を定義すればよい。
上記実験結果に基づく関数の定義において、バッテリ管理装置10の提供者は、バッテリ2の温度に対応する複数の関数を定義するとしてもよい。なお、図5、図6を用いて説明したように、高周波側RC回路(R2、C2)は、SOCへの依存度は低いと推定される。このため、高周波側RC回路(R2、C2)の値は、予め実験的に求められた定数としてもよい。低周波側RC回路(R1、C1)と同様にして、バッテリ管理装置10の提供者は、高周波側RC回路(R2、C2)の値についても、バッテリ2の温度に対応する
複数の定数を持つとしてもよい。
In the definition of the function based on the experimental result, the provider of the
また、図4に示す等価回路モデルに基づく、動作中のバッテリ2の観測予測式は、次に示す式(3)で表される。
式(3)において、予測端子電圧:Vp(k)は観測時点におけるバッテリ2の端子電圧の予測値を表す。また、式(2)の抵抗R0は、予め実験的に求められた定数として表される。抵抗R0の値は、バッテリを構成する要素(電極材料、電解質、活物質等)によって特定される。なお、式(3)における変数:v1(k)、v2(k)、SOC(k)のそれぞれは、式(1)により推定される。
In Expression (3), the predicted terminal voltage: Vp (k) represents the predicted value of the terminal voltage of the
バッテリ管理装置10のSOC推定部101は、式(1)によって推定された推定SOCから、式(3)に示すOCV(k)を予測し、該OCV(k)と変数:v1(k)、v2(k)から予測端子電圧:Vp(k)を予測する。なお、ここでのOCV(k)は、図3を用いて説明した、マップ化されたOCV−SOC特性から求められる(充放電カーブフィッティング)。
The
バッテリ管理装置10のSOC推定部101は、式(4)に示すように、式(3)で予測された予測端子電圧:Vp(k)と観測時点で測定された端子電圧:Vt(k)とを比較する。SOC推定部101は、予測された予測端子電圧:Vp(k)と観測時点で測定された端子電圧:Vt(k)とが相違する場合には、推定誤差:y(k)を求め、該推定誤差:y(k)に基づいて式(1)で推定された推定SOCを補正する。ここで、式(1)で推定された推定SOCを「事前推定SOC」とも称し、式(4)で補正されたSOCを「事後推定SOC」とも称する。バッテリ管理装置10においては、事後推定SOCを用いてクーロンカウント法等により推定したSOCが補正される。
式(4)において、カルマンゲイン:G(k)は、拡張カルマンフィルタにより導出される。バッテリ管理装置10のSOC推定部101は、式(5)に示す事前誤差共分散:P ̄(k)、式(6)に示すカルマンゲインの導出式、式(7)に示す事後誤差共分散P(k)を用いて式(4)に示すカルマンゲイン:G(k)を導出する。
バッテリ管理装置10のSOC推定部101は、以上の処理を、例えば、センサ3を介して観測されたバッテリ状態を推定するための情報(電流、電圧、温度等)の入力更新毎に繰り返す。この結果、本実施形態のバッテリ管理装置10においては、例えば、図5、図6を用いて説明したように、SOCが70パーセント以上の領域においては、C1、R1の変化傾向に伴う予測端子電圧:Vp(k)の変化量を捕えてSOCを推定し、クーロンカウント法により推定したSOCの補正が可能になる。
同様に、バッテリ管理装置10においては、例えば、SOCが70パーセント未満の領域においては主にR1の変化傾向に伴う予測端子電圧:Vp(k)の変化量を捕えてSOCを推定し、クーロンカウントにより推定したSOCの補正が可能になる。
本実施形態のバッテリ管理装置10においては、等価回路モデルに示す低周波側RC回路(R1、C1)のSOC依存性に基づいて、OCV−SOC特性上の平たん部領域におけるSOC補正が可能になる。以上の実施形態は、カルマンフィルタを用いて推定したSOCで、クーロンカウント法により推定したSOCを補正する例を示したものである。
The
Similarly, in the
In the
〔5.処理フロー〕
以下、図7を参照し、本実施形態に係るSOC推定処理を説明する。図7は、バッテリ管理装置10で提供されるSOC推定処理の一例を示すフローチャートである。本実施形
態のバッテリ管理装置10は、例えば、CPU11等が補助記憶装置13に記憶された各種プログラムや各種データを読み出して実行することで、図7に示すSOC推定処理を提供する。なお、SOC推定処理は主にSOC推定部101により提供される。また、バッテリ管理装置10のCPU11等は、補助記憶装置13に格納されたOCV−SOC特性、各種パラメータ等を主記憶装置12の所定の領域に読出し可能に展開し、処理を実行する。
[5. Processing flow
Hereinafter, the SOC estimation processing according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the SOC estimation process provided by the
なお、バッテリ管理装置10では、図7に示すSOC推定処理は、例えば、センサ3を介して観測されたバッテリ2のバッテリ状態を示す情報(電流、電圧、温度)の入力更新毎に繰り返される。
In the
図7に示すフローチャートにおいて、処理の開始は、バッテリ2のバッテリ状態を推定するためのセンサ情報(電流、端子電圧、温度等)の入力更新のときが例示される。センサ3は、例えば、4msといった所定の周期間隔でバッテリ2の電流、端子電圧、温度といった情報を検出する。センサ3を介して検出されたバッテリ2の状態を推定するための各種検出結果は、検出時刻を示す時刻情報と共にバッテリ管理装置10に出力される。バッテリ管理装置10は、例えば、センサ3から出力された各種検出結果を時刻情報と共に、主記憶装置12の所定の領域に一時的に記憶する。
In the flowchart shown in FIG. 7, the start of the process is exemplified when the input of sensor information (current, terminal voltage, temperature, etc.) for estimating the battery state of the
バッテリ管理装置10は、主記憶装置12を参照し、所定期間におけるバッテリ2の電流変化を判定する(S1)。ここで、所定期間とは、例えば、最新の10分間における単位時間(例えば、100ms)が例示される。単位時間の電流変化は、例えば、単位時間における電流積分値として表すことができる。バッテリ管理装置10は、所定期間における単位時間の電流積分値に基づいて、バッテリ2の電極に生じた分極(電極と電解質の界面での電子の授受を行う電荷移動過程、界面におけるイオンの拡散過程)の解消の有無を判断する。
The
最新の10分間における単位時間の電流積分値が、予め定められた所定値(例えば、300mA)以下の場合には、バッテリ2の電極に生じた分極は解消されていると判断できる。バッテリ2の分極が解消されていると判断できる場合には、バッテリ管理装置10は、センサ3を介して検出されたバッテリ2の端子電圧を、図3を用いて説明したOCV−SOC特性と照合可能なOCVと見做すことができる。
When the current integrated value per unit time in the latest 10 minutes is equal to or less than a predetermined value (for example, 300 mA), it can be determined that the polarization generated in the electrode of the
一方、最新の10分間における単位時間の電流積分値が、予め定められた所定値(例えば、300mA)以上の場合には、バッテリ2の電極に生じた分極は解消されていないと判断できる。バッテリ2の分極が解消されていないと判断できる場合には、バッテリ管理装置10は、現時点のバッテリ2のSOCをクーロンカウント法によって推定する。
On the other hand, when the current integrated value per unit time in the latest 10 minutes is equal to or greater than a predetermined value (for example, 300 mA), it can be determined that the polarization generated in the electrode of the
バッテリ管理装置10は、最新の10分間における単位時間の電流積分値が、予め定められた所定値以下の場合には(S1,yes)、S2の処理に移行する。一方、バッテリ管理装置10は、最新の10分間における単位時間の電流積分値が、予め定められた所定値以下でない場合には(S1,no)、S4の処理に移行する。
If the current integrated value of the unit time in the latest 10 minutes is equal to or smaller than a predetermined value (S1, yes), the
S2の処理では、バッテリ管理装置10は、センサ3を介して検出されたバッテリ2の端子電圧をOCVとして採用する。そして、バッテリ管理装置10は、主記憶装置12の所定領域に保持された、マップ化されたOCV−SOC特性に基づいてSOC値を求め、該求められたSOC値(SOCmとも称す)を制御値として採用する(S3)。
In the process of S2, the
S4の処理では、バッテリ管理装置10は、クーロンカウント法によって、観測された充電電流を時間積分し、バッテリ2へ充電された電荷(電流)の積算値を求めることで現
時点のバッテリ2の状態に対応するSOCを推定する。なお、クーロンカウント法によって推定されたSOCを「SOCc」とも称する。
In the process of S4, the
なお、S1の処理で「yes」になるのは、車両の起動時等のバッテリ電圧が安定した状態の時であり、車両の運転中は、バッテリ2の充放電が繰り返されるため、S1で「yes」になる機会が少ない。よって、車両の運転中はほとんどの機会でS4の処理のクーロン法により推定されたSOCcが制御に使用される。
It should be noted that “yes” in the process of S1 is when the battery voltage is stable, such as when the vehicle is started, and the
S5の処理では、バッテリ管理装置10は、主記憶装置12を参照し、最新100msの期間でサンプリングされた電流値(i)を取得する。バッテリ管理装置10は、取得した電流値を積分し、積分値が「0」以上であることを判定する。バッテリ管理装置10は、最新100msの期間における電流積分値が「0」以上の場合には、バッテリ2は充電状態にあると判定する。また、バッテリ管理装置10は、最新100msの期間における電流積分値が「0」以上でない場合には、バッテリ2は放電状態にあると判定する。
In the process of S5, the
バッテリ管理装置10は、最新100msの期間における電流積分値が「0」以上の場合には(S5,yes)、S6の処理に移行する。一方、バッテリ管理装置10は、最新100msの期間における電流積分値が「0」以上でない場合には(S5,no)、S8の処理に移行する。
When the current integrated value in the latest 100 ms period is “0” or more (S5, yes), the
S6の処理では、充電状態にある観測時点のバッテリ2がOCV−SOC特性上の平たん部の領域であるか否かが判定される。すなわち、S3またはS4で推定した現時点のSOCがOCV−SOC特性上の平坦部の領域に対応するか否かを判定する。バッテリ管理装置10は、現時点のSOCが、OCV−SOC特性上の平たん部の領域に対応しない場合には(S6,no)、図7に示すSOC推定処理を終了する。バッテリ管理装置10においては、S3の処理で採用されたSOCm、あるいは、S4の処理で求められたSOCcが観測時点のバッテリ2のSOCとして採用される。
In the process of S6, it is determined whether or not the
一方、バッテリ管理装置10は、現時点のSOCが、OCV−SOC特性上の平たん部の領域に対応する場合には(S6,yes)、S7の処理に移行する。
On the other hand, when the current SOC corresponds to the flat area on the OCV-SOC characteristic (S6, yes), the
S7の処理では、バッテリ管理装置10は、図4に示す等価回路モデルの低周波側RC回路の定数(R1、C1)を、図5および図6で示される特性を模擬した式(2)で示されるSOCに依存する関数から推定する。そして、バッテリ管理装置10は、式(1)から式(7)に基づいて予測端子電圧:Vp(k)と観測時点で測定された端子電圧:Vt(k)との推定誤差:y(k)を求め、該推定誤差:y(k)に基づいて式(1)で推定された推定SOCを補正し、事後推定SOCとする。
In the process of S7, the
バッテリ管理装置10は、事後推定SOCによりステップ3で推定したSOC、または、ステップS4で推定したクーロンカウント法によるSOCを更新する。即ち、バッテリ管理装置10は、事後推定SOCでOCV−SOCマップより推定したSOC、または、クーロンカウント法により推定したSOCを補正する。バッテリ管理装置10は、S7の処理後、図7に示すSOC推定処理を終了する。
The
S8の処理では、放電状態にある観測時点のバッテリ2がOCV−SOC特性上の平たん部の領域であるか否かが判定される。すなわち、バッテリ管理装置10は、S3またはS4の処理で推定した現時点のSOCがOCV−SOC特性上の平たん部の領域に対応するかを判定する。バッテリ管理装置10は、現時点のSOCが、OCV−SOC特性上の平たん部の領域に対応しない場合には(S8,no)、図7に示すSOC推定処理を終了する。バッテリ管理装置10においては、S3の処理で採用されたSOCm、あるいは、
S4の処理で求められたSOCcが観測時点のバッテリ2のSOCとして採用される。
In the process of S8, it is determined whether or not the
The SOCc obtained in the process of S4 is adopted as the SOC of the
一方、バッテリ管理装置10は、現時点のSOCが、OCV−SOC特性上の平たん部の領域に対応する場合には(S8,yes)、S9の処理に移行する。
On the other hand, when the current SOC corresponds to the flat area on the OCV-SOC characteristic (S8, yes), the
S9の処理では、バッテリ管理装置10は、図4に示す等価回路モデルの低周波側RC回路の定数(R1、C1)を、図5および図6で示される特性を模擬した式(2)で示されるSOCに依存する関数から推定する。そして、バッテリ管理装置10は、S7の処理と同様に、式(1)から式(7)に基づいて予測端子電圧:Vp(k)と観測時点で測定された端子電圧:Vt(k)との推定誤差:y(k)を求め、該推定誤差:y(k)に基づいて式(1)で推定された推定SOCを補正し、事後推定SOCとする。
In the process of S9, the
バッテリ管理装置10は、事後推定SOCによりステップS3で推定したSOC、またはステップ4で推定したクーロンカウント法によるSOCを更新する。S7の処理と同様に、バッテリ管理装置10は、事後推定SOCでOCV−SOCマップより推定したSOC、または、クーロンカウント法により推定したSOCを補正する。バッテリ管理装置10は、S9の処理後、図7に示すSOC推定処理を終了する。
The
以上、説明したように、本実施形態のバッテリ管理装置10においては、バッテリ2のバッテリ状態を推定するための情報(電流、端子電圧、温度等)の入力更新に応じて、観測時点のバッテリ2がOCV−SOC特性上の平たん部の領域に対応するか否かを判定できる。バッテリ管理装置10は、観測時点のバッテリ2が上記平たん部の領域に対応する場合には、等価回路モデルに基づいて、低周波側RC回路(R1、C1)の変化傾向に伴うVp(k)の変化量を捕えてSOCを推定し、クーロンカウント法により推定したSOCの補正が可能になる。
As described above, in the
この結果、本実施形態のバッテリ管理装置10においては、OCV−SOC特性上の平たん部領域(OCVの変化量が少ないSOC領域)におけるSOC補正が可能になる。本実施形態のバッテリ管理装置10によれば、SOCの推定精度が向上される。
As a result, in the
(変形例)
図5を用いて説明したように、等価回路モデルにおける各抵抗(R0、R1、R2)は、SOCの増加に伴い、所定の範囲内で減少する変化傾向を有する。変形例のバッテリ管理装置10においては、充放電時のバッテリ2の総抵抗(R0+R1+R2)とSOCとの相関特性を予め実験的に取得し、総抵抗の変化特性を曲線近似してSOC補正を行うとしてもよい。
(Modification)
As described with reference to FIG. 5, each resistance (R0, R1, R2) in the equivalent circuit model has a tendency to change within a predetermined range as the SOC increases. In the
例えば、観測時点における端子電圧Vtと電流iとの関係は、以下の式(8)で表すことができる。なお、Vocvは、無負荷状態のバッテリ電圧(OCV)を表す。
端子電圧Vt=Vocv+(R0+R1+R2)*電流i 式(8)
For example, the relationship between the terminal voltage Vt and the current i at the time of observation can be expressed by the following formula (8). Vocv represents a battery voltage (OCV) in a no-load state.
Terminal voltage Vt = Vocv + (R0 + R1 + R2) * current i Formula (8)
図8は、総抵抗の変化特性の曲線近似の一例を示す図である。図8において、縦軸は抵抗(mΩ)を表し、横軸はSOC(パーセント)を表す。図8において、「◆」で連結された曲線は、充電時の総抵抗−SOC特性を表し、「■」で連結された曲線は、放電時の総抵抗−SOC特性を表す。また、実線で示される曲線は充電時の総抵抗−SOC特性を曲線近似したものであり、破線で示される曲線は放電時の総抵抗−SOC特性を曲線近似したものである。 FIG. 8 is a diagram showing an example of curve approximation of the change characteristic of the total resistance. In FIG. 8, the vertical axis represents resistance (mΩ), and the horizontal axis represents SOC (percentage). In FIG. 8, a curve connected with “♦” represents the total resistance-SOC characteristic during charging, and a curve connected with “■” represents the total resistance-SOC characteristic during discharging. A curve indicated by a solid line is a curve approximation of the total resistance-SOC characteristic during charging, and a curve indicated by a broken line is a curve approximation of the total resistance-SOC characteristic during discharging.
図8に示すように、充電時の総抵抗−SOC特性は、SOCの多項式:(Y=9E ̄0.5x2−0.0154x+2.5462)として曲線近似される。また、放電時の総抵
抗−SOC特性は、SOCの多項式:(Y=6E ̄0.5x2−0.0127x+2.446)として曲線近似される。
As shown in FIG. 8, the total resistance-SOC characteristic during charging is approximated by a curve as an SOC polynomial: (Y = 9E ̄0.5x 2 −0.0154x + 2.5462). Further, the total resistance-SOC characteristic at the time of discharging is approximated by a curve as an SOC polynomial: (Y = 6E ̄0.5x 2 −0.0127x + 2.446).
変形例のバッテリ管理装置10においては、例えば、観測時点における端子電圧Vtと電流i、および、式(8)を用いて動作中のバッテリ2の総抵抗(R0+R1+R2)が求められる。変形例のバッテリ管理装置10は、図8に示す近似曲線を用いて観測時点の総抵抗に対応するSOC(「事後推定SOC」に相当)を特定する。そして、変形例のバッテリ管理装置10は、特定した上記SOCに基づいてクーロンカウント法等により推定したSOCを補正するとすればよい。
In the
(変形例2)
また、変形例2のバッテリ管理装置10は、充放電時に係るバッテリ2の端子電圧Vt、電流iを実験的に測定し、該測定値に対応するSOC特性をマップ化して保持するとしてもよい。予め実験的に取得されたバッテリ2の充放電時に係る端子電圧Vt、電流iは、図4に示す等価モデルの総体的な出力値と見做すことができる。
(Modification 2)
Moreover, the
図9は、充電時において等価回路モデルに基づいて測定された端子電圧−SOC特性の一例を示す図である。図9の縦軸はSOC(パーセント)を表し、横軸は端子電圧(V)を表す。図9において、曲線g1は、充電電流:0.8Aについての端子電圧−SOC特性を表す。同様にして、曲線g2、g3、g4、g5、g6、g7、g8、g9、g10は、それぞれ充電電流:4A、8A、40A、80A、112A、144A、176A、208A、240Aについての端子電圧−SOC特性を表す。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of terminal voltage-SOC characteristics measured based on an equivalent circuit model during charging. The vertical axis in FIG. 9 represents SOC (percent), and the horizontal axis represents terminal voltage (V). In FIG. 9, a curve g1 represents a terminal voltage-SOC characteristic with respect to a charging current: 0.8A. Similarly, the curves g2, g3, g4, g5, g6, g7, g8, g9, g10 are the charging currents: 4A, 8A, 40A, 80A, 112A, 144A, 176A, 208A, 240A, respectively. Represents SOC characteristics.
図9の曲線g1からg6に示すように、充電電流が140A付近までは、充電時の端子電圧とSOCとの関係において、端子電圧に対する依存性が存在することが判る。また、140A以上においては、SOCが90パーセント(曲線g7:144A)、70パーセント(曲線g8:176A)、50パーセント(曲線g9:208A)、35パーセント(曲線g10:240A)近傍の領域において、端子電圧に対する依存性が存在することが判る。 As shown by curves g1 to g6 in FIG. 9, it can be seen that there is a dependency on the terminal voltage in the relationship between the terminal voltage and the SOC at the time of charging until the charging current is around 140A. At 140A or higher, the SOC is 90 percent (curve g7: 144A), 70 percent (curve g8: 176A), 50 percent (curve g9: 208A), and 35 percent (curve g10: 240A). It can be seen that there is a dependency on voltage.
バッテリ管理装置10は、例えば、図9に示す端子電圧−SOC特性を電流値、あるいは、端子電圧毎にマップ化して補助記憶装置13に保持する。補助記憶装置13に保持された電流値、あるいは、端子電圧毎のマップ化された特性は、処理の実行の際に主記憶装置12の所定の領域に読出し可能に展開される。バッテリ管理装置10は、例えば、バッテリ2から計測された端子電圧Vt、電流i、および、マップ化された端子電圧−SOC特性に従ってSOCを特定する。そして、バッテリ管理装置10は、特定したSOCでクーロンカウント法等により推定したSOCを補正すればよい。
For example, the
1 バッテリ管理システム
2 バッテリ(充放電可能な二次電池)
3 センサ
10 バッテリ管理装置
11 CPU
12 主記憶装置
13 補助記憶装置
14 通信IF
15 入出力IF
16 接続バス
101 SOC推定部
1
3
12
15 I / O IF
16
Claims (2)
所定の方式により前記電池の充電率を推定する推定手段と、
少なくとも前記電池の端子電圧を含み、前記電池の動作状態を推定するための情報を取得する取得手段と、
前記電池の動作状態を模擬する等価回路モデルの低周波数応答側の抵抗および静電容量、あるいは、前記抵抗または前記静電容量を前記充電率の関数として定義する手段と、
前記定義された関数と前記取得された動作状態を推定するための情報から導き出される充電率を用いて前記推定手段により推定された前記電池の充電率を補正する手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ管理装置。 In the correlation between the battery voltage in the no-load state and the charging rate, a battery management device for a battery including a region where the fluctuation range of the battery voltage per unit charging rate changes within a predetermined range,
Estimating means for estimating a charging rate of the battery by a predetermined method;
Obtaining means for obtaining information for estimating an operating state of the battery, including at least a terminal voltage of the battery;
A resistor and capacitance on the low frequency response side of an equivalent circuit model that simulates the operating state of the battery, or means for defining the resistance or capacitance as a function of the charge rate;
Means for correcting the charging rate of the battery estimated by the estimating means using a charging rate derived from the defined function and information for estimating the acquired operating state;
A battery management device comprising:
所定の方式により前記電池の充電率を推定すると共に、
少なくとも前記電池の端子電圧を含み、前記電池の動作状態を推定するための情報を取得し、
前記電池の動作状態を模擬する等価回路モデルの低周波数応答側の抵抗および静電容量、あるいは、前記抵抗または前記静電容量を前記充電率の関数として定義し、
前記定義された関数と前記取得された動作状態を推定するための情報から導き出される充電率を用いて前記所定の方式により推定された前記電池の充電率を補正する、
ことを特徴とするバッテリ管理方法。
In the correlation between the battery voltage in the no-load state and the charging rate, a battery management method for a battery including a region where the fluctuation range of the battery voltage per unit charging rate changes within a predetermined range,
While estimating the charging rate of the battery by a predetermined method,
Including at least the terminal voltage of the battery, obtaining information for estimating the operating state of the battery,
Define the resistance and capacitance on the low frequency response side of the equivalent circuit model that simulates the operating state of the battery, or define the resistance or capacitance as a function of the charge rate,
Correcting the charging rate of the battery estimated by the predetermined method using the charging rate derived from the defined function and the information for estimating the acquired operating state;
A battery management method.
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