JP2018146565A - 電池状態推定装置及び電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記複数の二次電池から取得された特定値に基づいて、上記二次電池の電池状態を推定する対象となる上記二次電池の数である対象数を変更可能に構成され、又は上記二次電池の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている、電池状態推定装置にある。
上記電池状態推定装置の実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
図1に示すように、本実施形態の電池状態推定装置1は、複数の二次電池2を有する電池モジュール10における電池状態を推定するものである。そして、電池状態推定装置1は、複数の二次電池2から取得された特定値に基づいて、二次電池2の電池状態を推定するための演算量を変更可能に構成されている。
図1に示す電池状態推定装置1は、電気自動車等の車両におけるバッテリ制御ユニットに搭載された二次電池2の電池状態を推定するものである。二次電池2は複数備えられて電池モジュール10を構成している。本実施例では、電池モジュール10には、10個の二次電池2が備えられている。電池モジュール10は、複数の二次電池からなるセルブロックを複数備えた構成を有していてもよい。当該電池モジュール10と電池状態推定装置1とから電源装置100が構成されている。
電池状態推定装置1によれば、二次電池2から取得された特定値に基づいて、複数の二次電池2の電池状態を推定する対象数を変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができる。
実施形態2の電池状態推定装置1では、図1に示す実施形態1の構成に加えて、図4に示すように、取得部3が電圧値取得部31を有し、格納部4が電圧値格納部42と電圧差格納部43とを有し、記憶部5が電圧差閾値記憶部51を有し、演算部6が電圧差算出部65と電圧差比較部66と変更判定部67とを有する。その他の構成要素は実施形態1の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態1の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
実施形態3の電池状態推定装置1では、図1に示す実施形態1の温度差格納部41、温度差閾値記憶部50、温度差算出部60、温度差比較部61、対象数設定部62及び対象決定部63に替えて、図6に示すように、温度閾値記憶部500、演算式記憶部510、温度比較部610、演算式設定部620を備える。そして、本実施形態では、温度取得部30は、特定値として二次電池2の温度を取得し、取得した温度を温度格納部40に格納する。その他の構成要素は実施形態1の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態1の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
二次電池2の温度が高い場合は、二次電池2の入出力抵抗が比較的小さくなり、二次電池の状態変化が小さい。そこで本実施形態の電池状態推定装置1によれば、特定値としての二次電池2の温度が温度閾値よりも大きい場合に、演算負荷の少ない演算式を用いて電池状態を推定することとしている。これにより、電池状態の変化の少ないときに演算負荷の少ない演算式を使用することにより、推定精度の低下を抑制して推定精度を維持しつつ、消費電力を低減することができる。
実施形態4の電池状態推定装置1では、図6に示す実施形態3の構成に加えて、図8に示すように、実施形態2における電圧値取得部31、電圧値格納部42、電圧差格納部43、電圧差閾値記憶部51、電圧差算出部65、電圧差比較部66及び変更判定部67を有する。その他の構成要素は実施形態1、2及び3の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態1、2及び3の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
実施形態5の電池状態推定装置1では、図1に示す実施形態1の温度取得部30、温度格納部40、温度差格納部41、温度差閾値記憶部50、温度差算出部60、温度差比較部61に替えて、図10に示すように、SOC取得部530、SOC格納部540、SOC差格納部541、SOC差閾値記憶部550、SOC差算出部560、SOC差比較部561を備える。その他の構成要素は実施形態1の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態1の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
電池状態推定装置1によれば、二次電池2から取得された特定値であるSOCに基づいて、複数の二次電池2の電池状態を推定する対象数を変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができる。
実施形態6の電池状態推定装置1では、図10に示す実施形態5の対象数設定部62に替えて、図14に示すように演算式設定部620を備えるとともに、記憶部5に演算式記憶部510を備える。その他の構成要素は実施形態5の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態5の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
本実施形態の電池状態推定装置1では、二次電池2から取得された特定値としてのSOC差に基づいて、複数の二次電池2の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができ、発熱を抑制することができる。
実施形態7の電池状態推定装置1では、図10に示す実施形態5におけるSOC差格納部541、SOC差閾値記憶部550、SOC差算出部560、SOC差比較部561、に替えて、図16に示すようにSOC−OCV曲線記憶部700、傾き格納部741、傾き閾値記憶部750、傾き抽出部760、傾き比較部761を備える。さらに、温度取得部30を備える。その他の構成要素は実施形態5の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態5の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
電池状態推定装置1によれば、二次電池2から取得された特定値であるSOCにより抽出されたSOC−OCV曲線の傾きに基づいて、複数の二次電池2の電池状態を推定する対象数を変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができ、発熱を抑制することができる。
実施形態8の電池状態推定装置1では、図16に示す実施形態7の対象数設定部62に替えて、図20に示すように演算式設定部620を備えるとともに、記憶部5に演算式記憶部510を備える。その他の構成要素は実施形態5の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態7の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
本実施形態の電池状態推定装置1では、二次電池2から取得された特定値であるSOCにより抽出されたSOC−OCV曲線の傾きに基づいて、複数の二次電池2の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができ、発熱を抑制することができることとなる。
2 二次電池
10 電池モジュール
30 温度取得部
31 電圧値取得部
50 温度差閾値記憶部
51 電圧差閾値記憶部
530 SOC取得部
561 SOC差比較部
61 温度差比較部
610 温度比較部
62 対象数設定部
620 演算式設定部
63 対象決定部
64 電池状態推定部
700 SOC−OCV曲線記憶部
Claims (15)
- 複数の二次電池(2)を有する電池モジュール(10)における電池状態を推定する電池状態推定装置(1)であって、
上記複数の二次電池から取得された特定値に基づいて、上記二次電池の電池状態を推定する対象となる上記二次電池の数である対象数を変更可能に構成され、又は上記二次電池の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている、電池状態推定装置。 - 上記特定値は上記二次電池の温度に基づいて算出される、請求項1に記載の電池状態推定装置。
- 少なくとも2つの上記二次電池の温度を取得する温度取得部(30)と、
上記特定値として上記温度取得部が取得した少なくとも2つの温度における温度差を算出する温度差算出部(60)と、
上記温度差算出部が算出した温度差と、予め設定された温度差閾値とを比較する温度差比較部(61)と、
該温度差比較部の比較結果に基づいて、上記対象数を設定する対象数設定部(62)と、
該対象数設定部により設定された上記対象数に相当する数の上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部(64)と、
を有し、
上記対象数設定部は、上記温度差比較部の比較結果が上記温度差算出部が算出した温度差が上記温度差閾値よりも小さいことを示す場合に上記対象数を減少させる、請求項2に記載の電池状態推定装置。 - 上記温度差閾値が予め複数記憶された温度差閾値記憶部(50)を備え、
上記温度差比較部は、上記温度取得部が取得した少なくとも2つの温度のうちのいずれかに基づいて上記温度差閾値記憶部から上記温度差閾値を抽出し、該抽出した温度差閾値と上記温度差算出部が算出した温度差とを比較する、
請求項2又は3に記載の電池状態推定装置。 - 上記複数の二次電池の端子電圧を取得する電圧値取得部(31)と、
該電圧値取得部が取得した複数の電圧値からその差分を算出する電圧差算出部(65)と、
該電圧差算出部により算出された電圧差と予め設定された電圧差閾値とを比較する電圧差比較部(66)と、
該電圧差比較部の比較結果に基づいて上記対象数を変更するか否かを判定する変更判定部(67)と、
を備え、
上記対象数設定部は、上記変更判定部の判定結果に基づいて上記対象数を変更する、請求項3又は4に記載の電池状態推定装置。 - 上記特定値として上記二次電池の温度を取得する温度取得部(30)と、
上記温度取得部が取得した温度と予め設定された温度閾値とを比較する温度比較部(610)と、
該温度比較部の比較結果に基づいて上記電池状態を推定するための演算式を設定する演算式設定部(620)と、
該演算式設定部により設定された上記演算式に基づいて上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部(64)と、
を有し、
上記演算式設定部は、上記温度比較部の比較結果が上記温度取得部が取得した温度が上記温度閾値よりも大きいことを示す場合に、上記演算式として演算負荷の少ない演算式を設定する、請求項2に記載の電池状態推定装置。 - 上記複数の二次電池の端子電圧を取得する電圧値取得部(31)と、
該電圧値取得部が取得した複数の電圧値からその差分を算出する電圧差算出部(65)と、
上記電圧差算出部により算出された電圧差と予め設定された電圧差閾値とを比較する電圧差比較部(66)と、
該電圧差比較部の比較結果に基づいて上記演算式の設定を変更するか否かを判定する変更判定部(67)と、
を備え、
上記演算式設定部は、上記変更判定部の判定結果に基づいて上記演算式の設定を変更する、請求項6に記載の電池状態推定装置。 - 上記特定値は上記二次電池の充電状態であるSOCに基づいて算出される、請求項1に記載の電池状態推定装置。
- 少なくとも2つの上記二次電池のSOCを取得するSOC取得部(530)と、
上記特定値として上記SOC取得部が取得した少なくとも2つのSOCの差を算出するSOC差算出部(560)と、
上記SOC差算出部が算出したSOCの差と、予め設定されたSOC差閾値とを比較するSOC差比較部(561)と、
該SOC差比較部の比較結果に基づいて、上記対象数を設定する対象数設定部(62)と、
該対象数設定部により設定された上記対象数に相当する数の上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部(64)と、
を有し、
上記対象数設定部は、上記SOC差比較部の比較結果が上記SOC差算出部が算出したSOCの差が上記SOC差閾値よりも小さいことを示す場合に上記対象数を減少させる、請求項8に記載の電池状態推定装置。 - 少なくとも2つの上記二次電池のSOCを取得するSOC取得部(530)と、
上記特定値として上記SOC取得部が取得した少なくとも2つのSOCの差を算出するSOC差算出部(560)と、
上記SOC差算出部が算出したSOCの差と、予め設定されたSOC差閾値とを比較するSOC差比較部(561)と、
該SOC比較部の比較結果に基づいて上記電池状態を推定するための演算式を設定する演算式設定部(620)と、
該演算式設定部により設定された上記演算式に基づいて上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部(64)と、
を有し、
上記演算式設定部は、上記SOC差比較部の比較結果が上記SOC差算出部が算出したSOC差が上記SOC差閾値よりも小さいことを示す場合に、上記演算式として演算負荷の少ない演算式を設定する、請求項8に記載の電池状態推定装置。 - 上記SOC差閾値が予め複数記憶されたSOC差閾値記憶部(550)を備え、
上記SOC差比較部は、上記SOC取得部が取得したSOC又は上記二次電池の温度に基づいて上記SOC差閾値記憶部から上記SOC差閾値を抽出し、該抽出したSOC差閾値と上記SOC差算出部が算出したSOC差とを比較する、請求項9又は10に記載の電池状態推定装置。 - 上記二次電池のSOCを取得するSOC取得部(530)と、
上記二次電池におけるSOCと開放電圧であるOCVとの対応関係を示すSOC−OCV曲線が予め記憶されたSOC−OCV曲線記憶部(700)と、
上記特定値として上記SOC取得部が取得した上記SOCに基づいて、上記SOC−OCV曲線記憶部に記憶された上記SOC−OCV曲線から該SOC−OCV曲線の傾きを抽出する傾き抽出部(760)と、
該傾き抽出部が抽出した上記傾きと予め設定された傾き閾値とを比較する傾き比較部(761)と、
該傾き比較部の比較結果に基づいて、上記対象数を設定する対象数設定部(62)と、
該対象数設定部により設定された上記対象数に相当する数の上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部(64)と、
を有し、
上記対象数設定部は、上記傾き比較部の比較結果が上記傾き抽出部が抽出した上記傾きが上記傾き閾値よりも小さいことを示す場合に上記対象数を減少させる、請求項8に記載の電池状態推定装置。 - 上記二次電池のSOCを取得するSOC取得部(530)と、
上記二次電池におけるSOCと開放電圧であるOCVとの対応関係を示すSOC−OCV曲線が予め記憶されたSOC−OCV曲線記憶部(700)と、
上記特定値として上記SOC取得部が取得した上記SOCに基づいて、上記SOC−OCV曲線記憶部に記憶された上記SOC−OCV曲線から該SOC−OCV曲線の傾きを抽出する傾き抽出部(760)と、
該傾き抽出部が抽出した上記傾きと予め設定された傾き閾値とを比較する傾き比較部(761)と、
該傾き比較部の比較結果に基づいて上記電池状態を推定するための演算式を設定する演算式設定部(620)と、
該演算式設定部により設定された上記演算式に基づいて上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部(64)と、
を有し、
上記演算式設定部は、上記傾き比較部の比較結果が上記傾き抽出部が抽出した上記傾きが上記傾き閾値よりも小さいことを示す場合に上記演算式として演算負荷の少ない演算式を設定する、請求項8に記載の電池状態推定装置。 - 上記二次電池の温度を取得する温度取得部(30)と、
上記傾き閾値が予め複数記憶された傾き閾値記憶部(750)と、
を備え、
上記傾き比較部は、上記温度取得部が取得した温度に基づいて上記傾き閾値記憶部から上記傾き閾値を抽出し、該抽出した傾き閾値と上記傾き抽出部が抽出した上記傾きとを比較する、請求項12又は13に記載の電池状態推定装置。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の電池状態推定装置と、該電池状態推定装置により電池状態が推定されるように構成された10個以上の上記二次電池を有する上記電池モジュールと、を備える電源装置。
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