JP2019169994A - Battery control device - Google Patents

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Abstract

To provide a battery control device for determining power to be limited, by more accurately reflecting a use state of a secondary battery.SOLUTION: A battery control device 150 for controlling charging/discharging, that is connected with a secondary battery, comprises: a charging/discharging frequency calculation part 153 for determining a load feature amount of a load applied to the secondary battery; and a power limit value calculation part 154 for determining a power limit value at which an input/output possible power of the secondary battery is limited, based on the load feature amount. The charging/discharging frequency calculation part determines a number of times per electricity application time during which a current value flowing through the secondary battery exceeds a predetermined threshold, as a frequency; and determines electricity application time during which the number of times is large, as a load feature amount.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電池制御装置に関する。   The present invention relates to a battery control device.

電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド自動車などに搭載される電池制御装置は、二次電池とモータ等の負荷との間に電気的に接続される。そして、電池制御装置は、二次電池の過度な使用を検知した場合は、二次電池の劣化による出力低下を抑制するために、二次電池からモータ等の負荷にかかる電力を制限する。   A battery control device mounted on an electric vehicle (EV), a plug-in hybrid vehicle, a hybrid vehicle, or the like is electrically connected between a secondary battery and a load such as a motor. When the battery control device detects excessive use of the secondary battery, the battery control device limits power applied from the secondary battery to a load such as a motor in order to suppress a decrease in output due to deterioration of the secondary battery.

特許文献1には、規定時間内に実効電流値が許容値を超えた時間の割合が所定の閾値よりも高い場合に充放電制限を行う技術が記載されている。   Patent Document 1 describes a technique for performing charge / discharge restriction when the ratio of the time during which the effective current value exceeds the allowable value within a specified time is higher than a predetermined threshold value.

国際公開WO2015/019875号International Publication WO2015 / 010875

二次電池は、車両等の実際の使用状態によって劣化の進み度合いが様々に変化する。特許文献1に記載の技術と比較して、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することが要望されている。   The degree of deterioration of the secondary battery varies depending on the actual use state of the vehicle or the like. Compared with the technique described in Patent Document 1, it is desired to determine the power to be limited by more accurately reflecting the usage state of the secondary battery.

本発明による電池制御装置は、二次電池と接続され、前記二次電池の充放電を制御する電池制御装置であって、前記二次電池の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、前記二次電池に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部と、前記負荷特徴量に基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限値演算部とを備える。   A battery control device according to the present invention is a battery control device that is connected to a secondary battery and controls charging / discharging of the secondary battery, based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery in a predetermined period, A charge / discharge frequency calculation unit for obtaining a load feature value of a load applied to the secondary battery; and a power limit value calculation unit for obtaining a power limit value for limiting the input / output possible power of the secondary battery based on the load feature value; Is provided.

本発明によれば、負荷特徴量に基づいて二次電池の入出力可能電力を制限するようにしたので、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。   According to the present invention, since the input / output possible power of the secondary battery is limited based on the load feature amount, the power to be limited is determined more accurately reflecting the usage state of the secondary battery. Can do.

電池システムの構成図である。It is a block diagram of a battery system. 単電池制御部の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of a cell control part. 電池制御部のブロック構成図である。It is a block block diagram of a battery control part. (a)(b)二次電池を流れる電流および通電時間回数テーブルを示す図である。(A) (b) It is a figure which shows the electric current which flows through a secondary battery, and the energization time frequency table. 電力制限率演算部のブロック構成図である。It is a block block diagram of a power limiting rate calculating part. 負荷判定指標(%)と電力制限率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a load determination parameter | index (%) and a power limiting rate. (a)(b)制限閾値マップの一例を示す図である。(A) (b) It is a figure which shows an example of a restriction | limiting threshold value map. (a)(b)連続通電時間の異なる電流波形を示すグラフである。(A) (b) It is a graph which shows the current waveform from which continuous energization time differs. (a)(b)連続通電時間の異なる電流波形が入力されたときの劣化挙動を示すグラフである。(A) (b) It is a graph which shows the degradation behavior when the current waveform from which continuous energization time differs is input. 電池制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a battery control part. (a)(b)は、本実施形態を適用しない場合のバッテリ電力、SOHRをそれぞれ示すグラフである。(A) and (b) are graphs respectively showing battery power and SOHR when the present embodiment is not applied. (a)(b)(c)は、本実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示すグラフである。(A) (b) (c) is a graph which respectively shows the battery electric power at the time of applying this embodiment, a load determination parameter | index, and SOHR. (a)(b)制限閾値マップの一例を示す図である。(A) (b) It is a figure which shows an example of a restriction | limiting threshold value map. 第2の実施形態における電力制限率演算部のブロック構成図である。It is a block block diagram of the power limiting rate calculating part in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における制限開始終了閾値テーブルを示す図である。It is a figure which shows the restriction | limiting start end threshold value table in 2nd Embodiment. (a)(b)第2の実施形態における負荷判定指標と電力制限率を対応付けた電力制限率マップである。(A) (b) It is the power limiting rate map which matched the load determination parameter | index and power limiting rate in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the battery control part in 2nd Embodiment. (a)(b)(c)は、第2の実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示すグラフである。(A) (b) (c) is a graph which respectively shows the battery electric power at the time of applying 2nd Embodiment, a load determination parameter | index, and SOHR. 第3の実施形態における二次電池を流れる電流とサンプリング点を示す図である。It is a figure which shows the electric current and sampling point which flow through the secondary battery in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるパワースペクトルと周波数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the power spectrum and frequency in 3rd Embodiment. (a)(b)は、第3の実施形態における制限閾値マップの一例を示す図である。(A) and (b) are figures which show an example of the restriction | limiting threshold value map in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the battery control part in 3rd Embodiment.

以下に説明する実施形態では、本発明による電池制御装置をプラグインハイブリッド自動車(PHEV)に適用した例で説明する。この他、本発明は、ハイブリッド自動車(HEV)、電気自動車(EV)などの乗用車やハイブリッド鉄道車両といった産業用車両にも適用できる。また、以下に説明する実施形態の構成では、二次電池としてリチウムイオン電池を適用した場合を例に説明する。二次電池としては、他にもニッケル水素電池や鉛電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどを用いてもよい。   In the embodiment described below, an example in which the battery control device according to the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle (PHEV) will be described. In addition, the present invention can also be applied to passenger vehicles such as hybrid vehicles (HEV) and electric vehicles (EV) and industrial vehicles such as hybrid railway vehicles. In the configuration of the embodiment described below, a case where a lithium ion battery is applied as a secondary battery will be described as an example. As the secondary battery, a nickel metal hydride battery, a lead battery, an electric double layer capacitor, a hybrid capacitor, or the like may be used.

[第1の実施形態]
第1の実施形態について、図1から図13を参照して説明する。
図1は、ハイブリッド自動車の電池システム100の構成図である。
電池システム100は、複数の単電池111から構成される組電池110と、単電池111の状態を監視する単電池管理部120と、組電池110に流れる電流を検知する電流検知部130と、組電池110の総電圧を検知する電圧検知部140と、組電池110の制御を行う電池制御部150と、組電池110、単電池111、単電池群112の電池特性に関する情報を格納する記憶部180とで構成される。
[First Embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
FIG. 1 is a configuration diagram of a battery system 100 of a hybrid vehicle.
The battery system 100 includes an assembled battery 110 composed of a plurality of unit cells 111, a unit cell management unit 120 that monitors the state of the unit cell 111, a current detection unit 130 that detects a current flowing through the assembled battery 110, and a group. A voltage detection unit 140 that detects the total voltage of the battery 110, a battery control unit 150 that controls the assembled battery 110, and a storage unit 180 that stores information on the battery characteristics of the assembled battery 110, the single battery 111, and the single battery group 112. It consists of.

電池制御部150には、単電池管理部120からフォトカプラのような絶縁素子170を介して送信される単電池111の電池電圧や温度、電流検知部130から送信される電池システム100に流れる電流値、電圧検知部140から送信される組電池110の総電圧値が入力される。電池制御部150は、入力された情報をもとに組電池110の状態検知などを行い、電力制限値等の演算を行う。また、電池制御部150が行った演算結果は、単電池管理部120や車両制御部200へ送信される。   The battery control unit 150 includes a battery voltage and temperature of the single cell 111 transmitted from the single cell management unit 120 via the insulating element 170 such as a photocoupler, and a current flowing through the battery system 100 transmitted from the current detection unit 130. Value and the total voltage value of the assembled battery 110 transmitted from the voltage detection unit 140 are input. The battery control unit 150 detects the state of the assembled battery 110 based on the input information and calculates a power limit value and the like. In addition, the calculation result performed by the battery control unit 150 is transmitted to the single cell management unit 120 and the vehicle control unit 200.

組電池(二次電池)110は、電気エネルギーの蓄積及び放出(直流電力の充放電)が可能な複数の単電池111(リチウムイオン電池)を電気的に直列に接続して構成される。1つの単電池111は、出力電圧が3.0〜4.2V(平均出力電圧:3.6V)であるとした場合を例に挙げて説明するが、これ以外の電圧仕様のものでも構わない。   The assembled battery (secondary battery) 110 is configured by electrically connecting a plurality of single cells 111 (lithium ion batteries) capable of storing and releasing electrical energy (charging and discharging DC power) in series. One unit cell 111 will be described by taking as an example a case where the output voltage is 3.0 to 4.2 V (average output voltage: 3.6 V), but may have a voltage specification other than this. .

組電池110を構成する単電池111は、電池状態の管理・制御を行う上で、所定の単位数にグループ分けが行われている。グループ分けされた単電池111は、電気的に直列に接続され、単電池群112a、112bを構成する。単電池群112a、112bのそれぞれの単電池111の個数は、例えば1個、4個、6個・・・というように、同数にグループ分けされる場合もあれば、4個と6個とを組み合わせる、異なる数にグループ分けされる場合もある。本実施形態では、説明を簡単にするために、組電池110は、4個の単電池111を電気的に直列に接続して、単電池群112a及び112bを構成し、さらに電気的に直列に接続し、合計8個の単電池111を備えるものとした。   The unit cells 111 constituting the assembled battery 110 are grouped into a predetermined number of units when managing and controlling the battery state. The grouped unit cells 111 are electrically connected in series to form unit cell groups 112a and 112b. The number of single cells 111 in each of the single cell groups 112a and 112b may be grouped in the same number, for example 1, 4, 6,... Sometimes combined and grouped into different numbers. In the present embodiment, in order to simplify the description, the assembled battery 110 includes four unit cells 111 electrically connected in series to form unit cell groups 112a and 112b, and further electrically connected in series. A total of eight unit cells 111 were connected.

組電池110を構成する単電池111の状態を監視する単電池管理部120は、複数の単電池制御部121a、121bから構成されており、グループ分けされた単電池群112aに対して単電池制御部121aが、単電池群112bに対して単電池制御部121bが割り当てられる。単電池制御部121a、121bは割り当てられた単電池群112a、112bからの電力を受けて動作し、単電池群112a、112bを構成する単電池111の状態を監視及び制御する。   The unit cell management unit 120 that monitors the state of the unit cell 111 that constitutes the assembled battery 110 includes a plurality of unit cell control units 121a and 121b, and unit cell control is performed on the grouped unit cell group 112a. The unit cell 121a is assigned to the unit cell group 112b. The unit cell control units 121a and 121b operate by receiving power from the allocated unit cell groups 112a and 112b, and monitor and control the states of the unit cells 111 constituting the unit cell groups 112a and 112b.

図2は、単電池制御部121aの回路構成を示す図である。単電池制御部121bも同様の回路構成であるのでその説明を省略する。
単電池制御部121aは、電圧検出回路122、制御回路123、信号入出力回路124、温度検知部125を備える。電圧検出回路122は、各単電池111の端子間電圧を測定する。温度検知部125は、単電池群112aの温度を測定する。制御回路123は、電圧検出回路122および温度検知部125からの測定結果を受け取り、信号入出力回路124を介して電池制御部150に送信する。なお、自己放電や消費電流ばらつき等に伴い発生する単電池111間の電圧ばらつきを均等化する回路は、単電池制御部121aに実装されている一般的なものであるのでその記載を省略する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the unit cell control unit 121a. The unit cell control unit 121b has the same circuit configuration, and therefore its description is omitted.
The unit cell control unit 121a includes a voltage detection circuit 122, a control circuit 123, a signal input / output circuit 124, and a temperature detection unit 125. The voltage detection circuit 122 measures the voltage between the terminals of each unit cell 111. The temperature detection unit 125 measures the temperature of the cell group 112a. The control circuit 123 receives measurement results from the voltage detection circuit 122 and the temperature detection unit 125 and transmits the measurement results to the battery control unit 150 via the signal input / output circuit 124. Note that a circuit for equalizing voltage variations between the single cells 111 caused by self-discharge, current consumption variation, and the like is a general circuit mounted on the single cell control unit 121a, and thus description thereof is omitted.

図2における単電池制御部121aが備える温度検知部125は、単電池群112aの温度を測定する機能を有する。温度検知部125は、単電池群112a全体として1つの温度を測定し、単電池群112aを構成する単電池111の温度代表値としてその温度を取り扱う。温度検知部125が測定した温度は、単電池111、単電池群112a、または組電池110の状態を検知するための各種演算に用いられる。なお、単電池111毎に温度検知部125を設けて単電池111毎に温度を測定し、単電池111毎の温度に基づいて各種演算を実行してもよい。この場合は温度検知部125の数が多くなる分、単電池制御部121の構成が複雑となる。   The temperature detection unit 125 included in the unit cell control unit 121a in FIG. 2 has a function of measuring the temperature of the unit cell group 112a. The temperature detection unit 125 measures one temperature as a whole of the cell group 112a, and handles the temperature as a temperature representative value of the cell 111 constituting the cell group 112a. The temperature measured by the temperature detection unit 125 is used for various calculations for detecting the state of the cell 111, the cell group 112 a, or the assembled battery 110. In addition, the temperature detection part 125 may be provided for every single battery 111, temperature may be measured for every single battery 111, and various calculations may be performed based on the temperature for every single battery 111. In this case, the configuration of the unit cell control unit 121 becomes complicated as the number of the temperature detection units 125 increases.

図2では、温度検知部125を簡易的に図示したが、より詳細には、温度測定対象に温度センサが設置され、設置した温度センサが温度情報を電圧として出力する。この出力された測定結果が制御回路123を介して信号入出力回路124に送信され、信号入出力回路124が単電池制御部121aの外に測定結果を出力する。この一連の流れを実現する機能が単電池制御部121に温度検知部125として実装され、温度情報(電圧)の測定には電圧検出回路122を用いることもできる。   In FIG. 2, the temperature detection unit 125 is illustrated in a simplified manner, but more specifically, a temperature sensor is installed on the temperature measurement target, and the installed temperature sensor outputs temperature information as a voltage. The output measurement result is transmitted to the signal input / output circuit 124 via the control circuit 123, and the signal input / output circuit 124 outputs the measurement result to the outside of the unit cell control unit 121a. A function for realizing this series of flows is implemented as a temperature detection unit 125 in the single cell control unit 121, and the voltage detection circuit 122 can be used for measuring temperature information (voltage).

図1の説明に戻り、電池制御部150には、単電池管理部120から出力される単電池111の電池電圧や温度の計測値、電流検知部130からの電流値、電圧検知部140から出力される組電池110の総電圧値、記憶部180に格納された単電池111の電池特性情報が入力される。また、単電池管理部120は、単電池111が過充電もしくは過放電であるかの診断を行う機能や、単電池管理部120に通信エラーなどが発生した場合に異常信号を出力する機能を有しており、それらの診断結果や異常信号も電池制御部150に入力される。さらに、電池制御部150には、上位の制御装置である車両制御部200からの信号も入力される。   Returning to the description of FIG. 1, the battery control unit 150 outputs the measurement value of the battery voltage and temperature of the unit cell 111 output from the unit cell management unit 120, the current value from the current detection unit 130, and the output from the voltage detection unit 140. The total voltage value of the assembled battery 110 and the battery characteristic information of the cell 111 stored in the storage unit 180 are input. In addition, the cell management unit 120 has a function of diagnosing whether the cell 111 is overcharged or overdischarged, and a function of outputting an abnormal signal when a communication error occurs in the cell management unit 120. These diagnosis results and abnormal signals are also input to the battery control unit 150. Further, the battery control unit 150 also receives a signal from the vehicle control unit 200 that is a host control device.

電池制御部150は、入力された情報、および記憶部180に予め記憶されている電流制限値や単電池111の電池特性に基づいて、組電池110の充放電を適切に制御するための電力制限値の演算、単電池111の充電状態(SOC:State Of Charge)や劣化状態(SOHR:State Of Health based on Resistance)の演算などを実行する。電池制御部150は、これらの演算結果や、その演算結果に基づく指令を、単電池管理部120や車両制御部200に出力する。   The battery control unit 150 is configured to limit the power for appropriately controlling charging / discharging of the battery pack 110 based on the input information and the current limit value stored in advance in the storage unit 180 and the battery characteristics of the unit cell 111. Calculation of a value, calculation of a state of charge (SOC) or deterioration state (SOHR: State Of Health based on Resistance) of the cell 111, and the like are executed. The battery control unit 150 outputs these calculation results and instructions based on the calculation results to the single cell management unit 120 and the vehicle control unit 200.

記憶部180は、電池システム100の制限値や組電池110、単電池111、単電池群112a、112bの電池特性に関する情報を格納する。なお、本実施形態では、記憶部180は電池制御部150または単電池管理部120の外部に設置されている構成としたが、電池制御部150または単電池管理部120が記憶部を備える構成とし、この記憶部に上述の情報を格納してもよい。   The storage unit 180 stores information on the limit values of the battery system 100 and the battery characteristics of the assembled battery 110, the single battery 111, and the single battery groups 112a and 112b. In the present embodiment, the storage unit 180 is configured to be installed outside the battery control unit 150 or the unit cell management unit 120, but the battery control unit 150 or the unit cell management unit 120 includes a storage unit. The above information may be stored in the storage unit.

電池制御部150と単電池管理部120は、フォトカプラのような絶縁素子170を介して、信号線160により信号の送受信を行う。絶縁素子170を設けるのは、電池制御部150と単電池管理部120とで、動作電源が異なるためである。すなわち、単電池管理部120は、組電池110から電力をうけて動作するのに対して、電池制御部150は、車載補機用のバッテリ(例えば14V系バッテリ)を電源として用いている。絶縁素子170は、単電池管理部120を構成する回路基板に実装しても良いし、電池制御部150を構成する回路基板に実装しても良い。尚、システム構成によっては、絶縁素子170を省略することも可能である。   The battery control unit 150 and the single cell management unit 120 transmit and receive signals through the signal line 160 via an insulating element 170 such as a photocoupler. The insulating element 170 is provided because the operation power supply is different between the battery control unit 150 and the unit cell management unit 120. That is, the unit cell management unit 120 operates by receiving power from the assembled battery 110, whereas the battery control unit 150 uses a battery for on-vehicle auxiliary equipment (for example, a 14V battery) as a power source. The insulating element 170 may be mounted on a circuit board constituting the single cell management unit 120 or may be mounted on a circuit board constituting the battery control unit 150. Depending on the system configuration, the insulating element 170 may be omitted.

本実施形態における電池制御部150と、単電池制御部121a、121bとの通信について説明する。単電池制御部121a、121bは、それぞれが監視する単電池群112a、112bの電位の高い順に従って直列に接続されている。電池制御部150が送信した信号は、絶縁素子170を介して、信号線160により単電池制御部121aに入力される。単電池制御部121aの出力と単電池制御部121bの入力との間も同様に、信号線160により接続され、信号の伝送を行う。尚、本実施形態では、単電池制御部121aと単電池制御部121bと間の接続には、絶縁素子170を介していないが、絶縁素子170を介していても良い。そして、単電池制御部121bの出力は、絶縁素子170、信号線160を介して、電池制御部150へ伝送される。このように、電池制御部150と、単電池制御部121a、121bは、信号線160により、ループ状に接続されている。このループ接続は、デイジーチェーン接続あるいは数珠繋ぎ接続もしくは芋づる式接続と呼ぶ場合もある。   Communication between the battery control unit 150 and the cell control units 121a and 121b in the present embodiment will be described. The unit cell control units 121a and 121b are connected in series according to the order of potential of the unit cell groups 112a and 112b monitored by each unit. The signal transmitted by the battery control unit 150 is input to the single cell control unit 121a through the insulating element 170 through the signal line 160. Similarly, the signal line 160 connects between the output of the unit cell control unit 121a and the input of the unit cell control unit 121b to transmit signals. In the present embodiment, the insulating element 170 is not connected to the connection between the single cell control unit 121a and the single cell control unit 121b, but the insulating element 170 may be used. The output of the single battery control unit 121b is transmitted to the battery control unit 150 via the insulating element 170 and the signal line 160. Thus, the battery control unit 150 and the single cell control units 121a and 121b are connected in a loop shape by the signal line 160. This loop connection may be referred to as a daisy chain connection, a daisy chain connection, or a random connection.

車両制御部200は、電池制御部150の情報をもとに、電池システム100とリレー300及び310を介して接続されるインバータ400の制御を行う。電池システム100はインバータ400と接続され、組電池110が蓄えているエネルギーをもとに、モータジェネレータ410を駆動する。なお、車両制御部200は、電池制御部150から電力制限値を示す情報を受信した場合は、この電力制限値を超えないように、インバータ400の制御を行い、モータジェネレータ410を駆動する。電池制御部150が出力する電力制限値については後述する。   The vehicle control unit 200 controls the inverter 400 connected to the battery system 100 via the relays 300 and 310 based on the information of the battery control unit 150. Battery system 100 is connected to inverter 400 and drives motor generator 410 based on the energy stored in battery pack 110. When vehicle control unit 200 receives information indicating the power limit value from battery control unit 150, vehicle control unit 200 controls inverter 400 so as not to exceed the power limit value and drives motor generator 410. The power limit value output by the battery control unit 150 will be described later.

図3は、電池制御部150のブロック構成図である。
電池制御部150は、電池状態検知部151と、入出力可能電力演算部152と、充放電頻度演算部153と、電力制限率演算部154と、電力制限率反映部155とから構成される。
FIG. 3 is a block configuration diagram of the battery control unit 150.
The battery control unit 150 includes a battery state detection unit 151, an input / output possible power calculation unit 152, a charge / discharge frequency calculation unit 153, a power limit rate calculation unit 154, and a power limit rate reflection unit 155.

電池状態検知部151は、組電池110に流れる電流、組電池110の電圧、組電池110の温度の情報をもとに、組電池110のSOCやSOHRを演算して出力する。   The battery state detection unit 151 calculates and outputs the SOC and SOHR of the assembled battery 110 based on information on the current flowing through the assembled battery 110, the voltage of the assembled battery 110, and the temperature of the assembled battery 110.

入出力可能電力演算部152は、SOC、SOHR、組電池110の温度をもとに、入出力可能電力を演算して出力する。尚、SOC、SOHR、入出力可能電力の演算手法については周知であるのでその説明を省略する。   The input / output possible power calculation unit 152 calculates and outputs the input / output possible power based on the SOC, SOHR, and the temperature of the assembled battery 110. In addition, since the calculation method of SOC, SOHR, and input / output possible electric power is well known, the description is omitted.

充放電頻度演算部153は、組電池110に流れる電流をもとに、電流が連続して流れた通電時間を計測し、通電時間毎の頻度(回数)を格納する通電時間回数テーブルを出力する。出力された通電時間回数テーブルは、記憶部180に書き込まれ、次回の車両の起動時に読み出し、通電時間回数テーブルの中から最も頻度の高い通電時間を負荷特徴量として抽出し、電力制限率演算部154へ出力する。   The charge / discharge frequency calculation unit 153 measures the energization time during which the current continuously flows based on the current flowing through the assembled battery 110, and outputs the energization time count table that stores the frequency (number of times) for each energization time. . The output energization time count table is written in the storage unit 180, is read when the vehicle is next started, and the most frequently energized time is extracted as a load feature amount from the energization time count table, and the power limit rate calculation unit To 154.

電力制限率演算部154は、負荷特徴量と電圧、温度、SOCに基づいて、電力制限率を演算し、電力制限率反映部155に出力する。電力制限率反映部155は、入出力可能電力と電力制限率とに基づき、電力制限値を演算する。電力制限率、電力制限値については後述する。   The power limit rate calculating unit 154 calculates a power limit rate based on the load feature amount, voltage, temperature, and SOC, and outputs the calculated power limit rate to the power limit rate reflecting unit 155. The power limit rate reflecting unit 155 calculates a power limit value based on the input / output possible power and the power limit rate. The power limit rate and the power limit value will be described later.

図4(a)は、組電池110である二次電池を流れる電流を、図4(b)は、通電時間回数テーブルを示す図である。これらの図を参照して、充放電頻度演算部153による通電時間回数テーブルについて説明する。   4A shows the current flowing through the secondary battery as the assembled battery 110, and FIG. 4B shows the energization time count table. With reference to these drawings, the energization time count table by the charge / discharge frequency calculation unit 153 will be described.

図4(a)の横軸は時間であり、縦軸は二次電池を流れる電流の一例を示す。図4(a)において、電流を太線で示し、電流有効判定閾値を一点鎖線で示す。電流の絶対値が電流有効判定閾値より大きい領域は通電時間カウント有効領域である。電流の絶対値が電流有効判定閾値を下回る領域は通電時間カウント無効領域である。充放電頻度演算部153は、電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい場合、通電時間の計測を開始し、電流有効判定閾値を下回ったら、計測を終了する。そして、図4(b)に示す通電時間回数テーブルに、計測した通電時間に対応する頻度を+1加算する。   The horizontal axis of Fig.4 (a) is time, and a vertical axis | shaft shows an example of the electric current which flows through a secondary battery. In FIG. 4A, the current is indicated by a bold line, and the current validity determination threshold is indicated by a one-dot chain line. The region where the absolute value of the current is larger than the current validity determination threshold is the energization time count valid region. The region where the absolute value of the current is below the current validity determination threshold is the energization time count invalid region. The charging / discharging frequency calculation unit 153 starts measuring the energization time when the absolute value of the current is larger than the current effective determination threshold, and ends the measurement when the current is less than the current effective determination threshold. Then, +1 is added to the frequency corresponding to the measured energization time to the energization time count table shown in FIG.

図4(b)に示す通電時間は3秒毎に区分されており、図4(a)に示す電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい通電時間が1秒の場合は、図4(b)の通電時間0〜2に対応する頻度を+1加算する。図4(a)に示す電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい通電時間が5秒の場合は、図4(b)の通電時間4〜6に対応する頻度を+1加算する。図4(a)に示す電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい通電時間が18秒の場合は、図4(b)の通電時間16〜18に対応する頻度を+1加算する。このようにして、充放電頻度演算部153は、通電時間毎の頻度情報を通電時間回数テーブルに蓄積する。頻度情報が蓄積された通電時間回数テーブルは、車両停止時に記憶部180に格納され、次回の車両起動時に記憶部180から読み込まれる。読み込んだテーブルから最も頻度の高い通電時間を選択し、選択した結果を負荷特徴量として電力制限率演算部154へ出力する。充放電頻度演算部153は、負荷特徴量を決定したら、内部に記憶している通電時間回数テーブルの頻度情報はクリアし、再度、頻度情報の蓄積を再開する。   The energizing time shown in FIG. 4B is divided every 3 seconds, and when the energizing time in which the absolute value of the current shown in FIG. 4A is larger than the current validity determination threshold is 1 second, FIG. Add 1 to the frequency corresponding to the energization time 0 to 2 in b). When the energization time in which the absolute value of the current shown in FIG. 4A is larger than the current validity determination threshold is 5 seconds, the frequency corresponding to the energization times 4 to 6 in FIG. When the energization time in which the absolute value of the current shown in FIG. 4A is greater than the current validity determination threshold is 18 seconds, the frequency corresponding to the energization times 16 to 18 in FIG. In this manner, the charge / discharge frequency calculation unit 153 accumulates frequency information for each energization time in the energization time count table. The energization time count table in which the frequency information is accumulated is stored in the storage unit 180 when the vehicle is stopped, and is read from the storage unit 180 when the vehicle is next started. The most frequently energized time is selected from the read table, and the selected result is output to the power limit rate calculation unit 154 as a load feature amount. When the charge / discharge frequency calculation unit 153 determines the load feature value, the charge / discharge frequency calculation unit 153 clears the frequency information in the energization time count table stored therein and restarts accumulation of the frequency information again.

図5は、電力制限率演算部154のブロック構成図である。電力制限率演算部154は、閾値マップ選定部154−1と、閾値演算部154−2と、負荷判定指標演算部154−3と、制限率演算部154−4とにより構成される。   FIG. 5 is a block configuration diagram of the power limit rate calculation unit 154. The power limit rate calculation unit 154 includes a threshold map selection unit 154-1, a threshold value calculation unit 154-2, a load determination index calculation unit 154-3, and a limit rate calculation unit 154-4.

閾値マップ選定部154−1は、予め記憶部180に格納しておいた各負荷特徴量、本実施形態では、通電時間に対応した制限閾値マップのデータベースから、充放電頻度演算部153で決定された負荷特徴量に対応した制限閾値マップ(図7(a)または(b))を選択する。閾値演算部154−2は選択された図7(a)または(b)の制限閾値マップに基づいて、二次電池の温度と予め定められた時間窓Twに対応した電圧差制限値を決定して出力する。制限閾値マップおよび時間窓Twについては図7を参照して後述する。なお、制限閾値マップは電圧もしくは電流の制限特性である。   The threshold map selection unit 154-1 is determined by the charge / discharge frequency calculation unit 153 from each load feature amount stored in the storage unit 180 in advance, in this embodiment, from a database of limit threshold maps corresponding to energization times. The restriction threshold map (FIG. 7A or 7B) corresponding to the load feature amount is selected. The threshold value calculation unit 154-2 determines a voltage difference limit value corresponding to the temperature of the secondary battery and a predetermined time window Tw based on the selected limit threshold map of FIG. 7 (a) or (b). Output. The limit threshold map and the time window Tw will be described later with reference to FIG. The limit threshold map is a voltage or current limit characteristic.

負荷判定指標演算部154−3は、電圧差制限値と、二次電池の電圧、SOCに基づいて負荷判定指標を演算して出力する。以下、負荷判定指標の演算について説明する。
負荷判定指標演算部154−3は、入力されたSOCを開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)に変換し、以下の式(1)により電池電圧(CCV:Closed circuit voltage)と開放電圧の差分(以下、電圧差)を求める。

Figure 2019169994
ここで、ΔV(t)は電圧差(V)である。 The load determination index calculation unit 154-3 calculates and outputs a load determination index based on the voltage difference limit value, the voltage of the secondary battery, and the SOC. Hereinafter, calculation of the load determination index will be described.
The load determination index calculating unit 154-3 converts the input SOC into an open circuit voltage (OCV), and the difference between the battery voltage (CCV: Closed circuit voltage) and the open voltage (equation (1) below) Hereinafter, the voltage difference is obtained.
Figure 2019169994
Here, ΔV (t) is a voltage difference (V).

次に、過去の二次電池の使用履歴を判定する指標として、式(1)のΔV(t)の二乗に対する一次遅れフィルタ適用結果を以下の式(2)に基づいて演算する。

Figure 2019169994
ここで、ΔVFiter(t)はΔV2の一次遅れフィルタ適用結果(V2)、tsは制御周期(sec)、Twは時間窓(sec)である。 Next, the first-order lag filter application result for the square of ΔV (t) in equation (1) is calculated based on the following equation (2) as an index for determining the past usage history of the secondary battery.
Figure 2019169994
Here, ΔV Fiter (t) is a first-order lag filter application results of ΔV2 (V2), t s is the control period (sec), Tw is the time window (sec).

更に、式(3)で電圧の単位を揃える。

Figure 2019169994
ここで、ΔVRMS(t)は実効電圧差(V)である。そして、次式(4)で負荷判定指標(%)を求める。
Figure 2019169994
ここで、ΔVThresh(t)は制限閾値(V)、ΔVRatio(t)は負荷判定指標(%)である。 Further, the unit of voltage is made uniform by the expression (3).
Figure 2019169994
Here, ΔV RMS (t) is the effective voltage difference (V). Then, the load determination index (%) is obtained by the following equation (4).
Figure 2019169994
Here, ΔV Thresh (t) is a limit threshold (V), and ΔV Ratio (t) is a load determination index (%).

次に、制限率演算部154−4について図6を参照して説明する。図6は、負荷判定指標(%)と電力制限率との関係を示すグラフである。図6の横軸は負荷判定指標、縦軸は電力制限率を示している。負荷判定指標がTh1を超えると、電力制限率が1から減少し、Th2に到達したところで0となる。制限率演算部154−4は、負荷判定指標演算部154−3から出力された負荷判定指標をもとに図6に示すグラフを参照して電力制限率を演算する。   Next, the limiting rate calculation unit 154-4 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the load determination index (%) and the power limit rate. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the load determination index, and the vertical axis indicates the power limit rate. When the load determination index exceeds Th1, the power limit rate decreases from 1 and becomes 0 when it reaches Th2. The limit rate calculation unit 154-4 calculates the power limit rate with reference to the graph shown in FIG. 6 based on the load determination index output from the load determination index calculation unit 154-3.

図3に戻って、電力制限率反映部155について説明する。電力制限率反映部155では、電力制限率演算部154で演算した電力制限率と入出力可能電力演算部152で演算した入出力可能電力とから、以下の式(5)(6)に基づき、電力制限値を演算する。

Figure 2019169994
ここで、k(t)は電力制限率、Pchg_nolimit(t)は充電側の入出力可能電力、Pchg(t)は充電側の電力制限値である。
Figure 2019169994
ここで、k(t)は電力制限率、Pdis_nolimit(t)は放電側の入出力可能電力、Pdis(t)は放電側の電力制限値である。 Returning to FIG. 3, the power limit rate reflecting unit 155 will be described. Based on the following formulas (5) and (6), the power limiting rate reflecting unit 155 uses the power limiting rate calculated by the power limiting rate calculating unit 154 and the input / output possible power calculated by the input / output possible power calculating unit 152. Calculate the power limit value.
Figure 2019169994
Here, k (t) is the power limiting rate, Pchg_nolimit (t) is the input / output available power on the charging side, and Pchg (t) is the power limiting value on the charging side.
Figure 2019169994
Here, k (t) is the power limit rate, Pdis_nolimit (t) is the discharge-side input / output possible power, and Pdis (t) is the discharge-side power limit value.

図7(a)、図7(b)は、制限閾値マップの一例を示す図である。制限閾値マップは負荷特徴量、本実施形態では通電時間、に対応して記憶部180に格納されている。図7(a)、図7(b)の横軸は時間窓を、縦軸は電圧差制限値を表す。時間窓は、一次遅れフィルタの時定数であり、予め定められた定数である。   FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams illustrating an example of the limit threshold map. The limit threshold map is stored in the storage unit 180 corresponding to the load feature amount, in this embodiment, the energization time. In FIGS. 7A and 7B, the horizontal axis represents a time window, and the vertical axis represents a voltage difference limit value. The time window is a time constant of the first-order lag filter and is a predetermined constant.

図7(a)は短時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップである。図7(b)は長時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップであり、図7(a)と比較して、電圧差制限値も低くなる。また、二次電池の温度が低くなるほど電圧差制限値も低くなる。例えば、算出した負荷特徴量が短時間の連続通電である場合には、図7(a)の制限閾値マップが適用される。これらの負荷特徴量に応じた制限閾値マップは、予め二次電池の充放電試験により取得したもので、二次電池の制限特性を反映したものである。なお、制限閾値マップは図7(a)、図7(b)に示す2つに限定せず、通電時間に対応して複数設けてもよい。   FIG. 7A is a limit threshold map corresponding to a case where the frequency of continuous energization for a short time is high. FIG. 7B is a limit threshold map corresponding to a case where the frequency of continuous energization for a long time is high, and the voltage difference limit value is also lower than that in FIG. In addition, the voltage difference limit value decreases as the temperature of the secondary battery decreases. For example, when the calculated load feature amount is continuous energization for a short time, the limit threshold map of FIG. 7A is applied. The limit threshold map corresponding to these load feature amounts is obtained in advance by a charge / discharge test of the secondary battery, and reflects the limit characteristics of the secondary battery. The limit threshold map is not limited to the two shown in FIGS. 7A and 7B, and a plurality of limit threshold maps may be provided corresponding to the energization time.

図8(a)、図8(b)は、連続通電時間の異なる電流波形を示すグラフである。各図において、横軸は時間を、縦軸は電流を表す。さらに各図において、電流を太線で示し、電流有効判定閾値を一点鎖線で示す。図8(a)は、短時間通電の頻度が高い充放電の場合を示す。図8(b)は、長時間通電の頻度が高い充放電の場合を示す。   FIG. 8A and FIG. 8B are graphs showing current waveforms with different continuous energization times. In each figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents current. Further, in each figure, the current is indicated by a bold line, and the current validity determination threshold is indicated by a one-dot chain line. FIG. 8A shows the case of charging / discharging with a high frequency of short-time energization. FIG.8 (b) shows the case of charging / discharging with a high frequency of energization for a long time.

図9(a)、図9(b)は、連続通電時間の異なる電流波形が入力されたときの劣化挙動を示すグラフである。各図において、横軸は時間を、縦軸はSOHRを表す。図9(a)は、図8(a)の電流波形が繰り返し入力された場合の劣化挙動に対応し、短時間通電の頻度が高い充放電時の劣化挙動を示す。図9(b)は、図8(b)の電流波形が繰り返し入力された場合の劣化挙動に対応し、長時間通電の頻度が高い充放電時の劣化挙動を示す。図9(a)、図9(b)に示すように、電流もしくは電力の二乗平均値が同一であっても、充電もしくは放電の連続通電時間が異なると劣化挙動が異なる。具体的には、連続通電時間が長いケースでは、ある時刻で抵抗が急峻に上昇する領域Qがあり、劣化が急激に進む傾向が見られる。本実施形態では、劣化の急激な進行を抑制するため、電流二乗平均値が同一、かつ、連続通電時間の異なるパルス電流によるサイクル試験を実施し、劣化の急激な進行が発現しないような制限閾値マップを設定する。   FIGS. 9A and 9B are graphs showing deterioration behavior when current waveforms having different continuous energization times are input. In each figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents SOHR. FIG. 9A corresponds to the deterioration behavior when the current waveform of FIG. 8A is repeatedly input, and shows the deterioration behavior at the time of charging / discharging with a high frequency of short-time energization. FIG. 9B corresponds to the deterioration behavior when the current waveform of FIG. 8B is repeatedly input, and shows the deterioration behavior at the time of charging / discharging with a high frequency of energization for a long time. As shown in FIGS. 9A and 9B, even if the mean square value of the current or the power is the same, the deterioration behavior is different if the continuous energization time of charging or discharging is different. Specifically, in the case where the continuous energization time is long, there is a region Q in which the resistance sharply increases at a certain time, and the tendency for the deterioration to rapidly progress is seen. In this embodiment, in order to suppress rapid progress of deterioration, a cycle threshold test using pulse currents having the same mean square current value and different continuous energization times is performed, and a limiting threshold is set such that rapid progress of deterioration does not occur. Set up the map.

図10は、電池制御部150の動作を示すフローチャートである。
ステップS101で車両始動信号を受信すると、次のステップS102に進む。ステップS102では、充放電頻度演算部153は、前回走行終了時までの通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180から読み出し、次のステップS103に進む。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the battery control unit 150.
When the vehicle start signal is received in step S101, the process proceeds to the next step S102. In step S102, the charge / discharge frequency calculation unit 153 reads the energization time frequency information until the end of the previous run, that is, the energization time frequency table, from the storage unit 180, and proceeds to the next step S103.

ステップS103では、読み出した通電時間回数テーブルから最も頻度(回数)の高い通電時間を負荷特徴量として決定し、ステップS104へ進む。
ステップS104では、決定された通電時間、すなわち負荷特徴量に対応する制限閾値マップを記憶部180から読み出して選定する。そして、充放電頻度演算部153に記憶している通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルをクリアする。
In step S103, an energization time having the highest frequency (number of times) is determined as a load feature amount from the read energization time count table, and the process proceeds to step S104.
In step S104, a limit threshold map corresponding to the determined energization time, that is, the load feature amount is read from the storage unit 180 and selected. And the frequency information of the energization time memorize | stored in the charging / discharging frequency calculating part 153, ie, the energization time frequency table, is cleared.

ステップS105では、電力制限率演算部154は、選定した制限閾値マップに基づき決定された電圧差制限値、電圧、温度、SOCに基づき、電力制限率を演算する。そして、電力制限率反映部155は、入出力可能電力と電力制限率に基づいて電力制限値を演算する。演算された電力制限値は車両制御部200へ出力される。車両制御部200は、インバータ400を駆動して、入力された電力制限値を超えないように二次電池への入出力可能電力を制限する。また、充放電頻度演算部153は、新たに通電時間の頻度情報を更新する。   In step S105, the power limit rate calculation unit 154 calculates the power limit rate based on the voltage difference limit value, voltage, temperature, and SOC determined based on the selected limit threshold map. Then, the power limit rate reflecting unit 155 calculates a power limit value based on the input / output possible power and the power limit rate. The calculated power limit value is output to the vehicle control unit 200. The vehicle control unit 200 drives the inverter 400 to limit the power that can be input to and output from the secondary battery so as not to exceed the input power limit value. Further, the charge / discharge frequency calculation unit 153 newly updates the frequency information of the energization time.

ステップS106では、車両停止信号を受信したかを判定する。車両停止信号を受信するまでは、ステップS105による動作を継続し、車両停止信号を受信した後、通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180に記憶し、電池制御部150は動作を停止する。   In step S106, it is determined whether a vehicle stop signal has been received. Until the vehicle stop signal is received, the operation according to step S105 is continued. After receiving the vehicle stop signal, the energization time frequency information, that is, the energization time frequency table is stored in the storage unit 180, and the battery control unit 150 operates. To stop.

図11(a)(b)は、本実施形態を適用しない場合のバッテリ電力、SOHRをそれぞれ示している。図11(a)において、Pchgは充電側の電力制限値、Pdisは放電側の電力制限値である。本実施形態を適用しない場合、車両起動時に頻度情報に基づく制限閾値マップの変更を行わず、同一の制限閾値マップを常時、使用する。このため、図11(a)に示すように、車両停止信号を受信するまでの充放電の履歴を反映した電力の制限を実行することができない。結果として、車両停止信号受信前に長い通電時間の電流が高頻度に発生するような充放電をしていたとしても、これに合わせた適切な制限を行うことが出来ず、図11(b)に示すように、過度な電池使用により、充放電中に内部抵抗が急峻に上昇する領域Qがある。   FIGS. 11A and 11B show battery power and SOHR when this embodiment is not applied. In FIG. 11A, Pchg is a power limit value on the charge side, and Pdis is a power limit value on the discharge side. When this embodiment is not applied, the same limit threshold map is always used without changing the limit threshold map based on the frequency information when the vehicle is started. For this reason, as shown to Fig.11 (a), the restriction | limiting of the electric power reflecting the log | history of charging / discharging until a vehicle stop signal is received cannot be performed. As a result, even if charging / discharging is performed such that a long energization time current occurs frequently before the vehicle stop signal is received, it is not possible to perform appropriate restriction according to this, and FIG. As shown in FIG. 4, there is a region Q in which the internal resistance sharply increases during charging / discharging due to excessive battery use.

図12(a)(b)(c)は、本実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示している。Pchgは充電側の電力制限値、Pdisは放電側の電力制限値である。車両停止信号を受信した場合に頻度情報を記憶し、車両起動信号を受信後に、記憶している頻度情報をもとに制限閾値マップを設定する。図12の例は、短い通電時間に対応した図7(a)の制限閾値マップに基づいて演算された負荷判定指標が、長い通電時間に対応した制限閾値マップに基づいて演算された負荷判定指標に変化した場合を想定して示している。その結果、図12(b)に示すように、負荷判定指標が閾値を上回ることになる。これにより、図12(a)に示すように、電力が制限され、電池の過渡な使用が抑えられる。そして、図12(c)に示すように、領域Q’においてもSOHRが抑えられて二次電池の劣化が抑制される。   12A, 12B, and 12C show the battery power, the load determination index, and the SOHR when the present embodiment is applied. Pchg is a power limit value on the charge side, and Pdis is a power limit value on the discharge side. When the vehicle stop signal is received, the frequency information is stored. After receiving the vehicle start signal, the limit threshold map is set based on the stored frequency information. In the example of FIG. 12, the load determination index calculated based on the limit threshold map corresponding to the short energization time is calculated based on the limit threshold map corresponding to the long energization time. It assumes that the case has changed. As a result, as shown in FIG. 12B, the load determination index exceeds the threshold value. Thereby, as shown to Fig.12 (a), electric power is restrict | limited and the transient use of a battery is suppressed. And as shown in FIG.12 (c), SOHR is suppressed also in area | region Q ', and deterioration of a secondary battery is suppressed.

尚、本実施形態では、電池電圧と開放電圧の電圧差をもとに、式(1)から式(4)に基づいて、負荷判定指標を演算する構成としているが、これに限定されるものではない。電圧差を用いた場合と同様の手法で、電流を用いて、以下の式(7)から式(9)に基づいて、負荷判定指標を演算する構成としてもよい。

Figure 2019169994
Figure 2019169994
Figure 2019169994
ここで、I(t):電流(A)、IFiter(t):I2の一次遅れフィルタ適用結果(A2)、ts:制御周期(sec)、Tw:時間窓(sec)、IRMS(t):実効電流(A)、IThresh(t):電流制限値(A)、IRatio(t):電流ベース負荷判定指標(%)である。 In the present embodiment, the load determination index is calculated based on the formula (1) to formula (4) based on the voltage difference between the battery voltage and the open circuit voltage. However, the present invention is not limited to this. is not. The load determination index may be calculated based on the following formulas (7) to (9) using the current in the same manner as when the voltage difference is used.
Figure 2019169994
Figure 2019169994
Figure 2019169994
Where, I (t): current (A), I Fiter (t): I2 primary delay filter application result (A2), t s : control period (sec), T w : time window (sec), I RMS (t): Effective current (A), I Thresh (t): Current limit value (A), I Ratio (t): Current base load determination index (%).

図13(a)、図13(b)は、電流制限値による制限閾値マップの一例を示す図である。制限閾値マップは、二次電池の特性に応じて、負荷特徴量、本実施形態では通電時間、に対応付けて記憶部180に格納されている。図13(a)、図13(b)の横軸は時間窓を、縦軸は電流制限値を表す。図13(a)は短時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップである。図13(b)は長時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップであり、図13(a)と比較して、電流制限値も低くなる。また、二次電池の温度が低くなるほど電流制限値も低くなる。例えば、算出した負荷特徴量が短時間の連続通電である場合には、図13(a)の制限閾値マップが適用される。これらの負荷特徴量に応じた制限閾値マップは予め二次電池の充放電試験により取得する。   FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating an example of a limit threshold map based on a current limit value. The limit threshold map is stored in the storage unit 180 in association with the load feature amount, which is the energization time in the present embodiment, according to the characteristics of the secondary battery. In FIGS. 13A and 13B, the horizontal axis represents a time window, and the vertical axis represents a current limit value. FIG. 13A is a limit threshold map corresponding to a case where the frequency of continuous energization for a short time is high. FIG. 13B is a limit threshold map corresponding to the case where the frequency of continuous energization for a long time is high, and the current limit value is also lower than that in FIG. Further, the current limit value decreases as the temperature of the secondary battery decreases. For example, when the calculated load feature quantity is continuous energization for a short time, the limit threshold map of FIG. 13A is applied. The limit threshold map corresponding to these load feature amounts is acquired in advance by a charge / discharge test of the secondary battery.

電流制限値をもとに電力を制限する場合においても、図10に示したフローチャートと同様の手順に沿って処理を行う。この場合も、先に述べた電圧差制限値をもとに電力を制限する場合と同等の効果を得ることができる。   Even when power is limited based on the current limit value, processing is performed according to the same procedure as that in the flowchart shown in FIG. In this case as well, the same effect as when the power is limited based on the voltage difference limit value described above can be obtained.

本実施形態によれば、二次電池の使用状態に応じた適切な電力制限値を演算することが可能となり、二次電池の劣化を適切に抑制し、結果として電池システムの保護とエネルギーの最大活用を両立することが可能な電池制御装置を提供することが出来る。   According to the present embodiment, it is possible to calculate an appropriate power limit value according to the usage state of the secondary battery, and appropriately suppress deterioration of the secondary battery, resulting in protection of the battery system and maximum energy. It is possible to provide a battery control device that can be used at the same time.

[第2の実施形態]
第2の実施形態について図14〜図18を参照して説明する。第1の実施形態において、図1に示した電池システムの構成図、図2に示した単電池制御部の回路構成を示す図、図3に示した電池制御部のブロック構成図は、本実施形態でも同様であるので、図示およびその説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the configuration diagram of the battery system shown in FIG. 1, the diagram showing the circuit configuration of the unit cell control unit shown in FIG. 2, and the block configuration diagram of the battery control unit shown in FIG. Since the configuration is the same, the illustration and description thereof are omitted.

第1の実施形態では、図7(a)、図7(b)に例示するような、短時間の通電の頻度、長時間の通電の頻度に対応する制限閾値マップを記憶部180に格納し、通電時間の頻度(回数)の多いものを負荷特徴量として、この負荷特徴量に対応する電圧差制限閾値マップまたは電流制限閾値マップを選択して電力を制限する電池制御装置について述べた。第2の実施形態では、負荷特徴量に対応する電力制限率マップを用いて電力を制限する電池制御装置について述べる。   In the first embodiment, the limit threshold map corresponding to the frequency of short-time energization and the frequency of long-time energization as illustrated in FIGS. 7A and 7B is stored in the storage unit 180. A battery control device has been described in which a load feature amount having a high frequency (number of times) of energization time is selected and a voltage difference limit threshold map or a current limit threshold map corresponding to the load feature amount is selected to limit power. In the second embodiment, a battery control device that limits power using a power limit rate map corresponding to a load feature amount will be described.

図14は、第2の実施形態における電力制限率演算部154’のブロック構成図である。電力制限率演算部154’は、閾値演算部154−2’と、負荷判定指標演算部154−3’と、制限率演算部154−4’と、制限開始/終了閾値決定部154−5’とにより構成される。   FIG. 14 is a block configuration diagram of the power limiting rate calculation unit 154 ′ according to the second embodiment. The power limit rate calculation unit 154 ′ includes a threshold value calculation unit 154-2 ′, a load determination index calculation unit 154-3 ′, a limit rate calculation unit 154-4 ′, and a limit start / end threshold value determination unit 154-5 ′. It consists of.

図15は、制限開始終了閾値テーブルを示す図である。制限開始終了閾値テーブルは、負荷特徴量(通電時間)に対応して、制限開始閾値(Th1)と制限終了閾値(Th2)とを記憶している。例えば、負荷特徴量(通電時間)が5秒以上で30秒未満では、制限開始閾値は、Th1-1であり、制限終了閾値は、Th2-1である。制限開始閾値および制限終了閾値は、例えば、通電時間が長い程、小さい値を設定する。制限開始終了閾値テーブルは予め記憶部180に記憶されている。   FIG. 15 is a diagram illustrating a restriction start / end threshold table. The restriction start / end threshold table stores a restriction start threshold (Th1) and a restriction end threshold (Th2) corresponding to the load feature amount (energization time). For example, when the load feature amount (energization time) is 5 seconds or more and less than 30 seconds, the restriction start threshold is Th1-1, and the restriction end threshold is Th2-1. For example, the limit start threshold value and the limit end threshold value are set to be smaller as the energization time is longer. The restriction start / end threshold table is stored in the storage unit 180 in advance.

制限開始/終了閾値決定部154−5’は、入力された負荷特徴量に対応した制限開始閾値および制限終了閾値を図15に示す制限開始終了閾値テーブルを参照して決定する。決定した制限開始閾値および制限終了閾値は、制限率演算部154−4’へ送信される。   The restriction start / end threshold value determination unit 154-5 'determines the restriction start threshold value and the restriction end threshold value corresponding to the input load feature amount with reference to the restriction start / end threshold value table shown in FIG. The determined limit start threshold value and limit end threshold value are transmitted to the limit rate calculation unit 154-4 '.

閾値演算部154−2’は、図7を参照して説明した制限閾値マップのうち平均的な制限閾値マップを一つ記憶している。そして、閾値演算部154−2’は、記憶している制限閾値マップに基づいて、二次電池の温度と予め定められた時間窓Twに対応した電圧差制限値を決定して出力する。   The threshold value calculation unit 154-2 'stores one average limit threshold map among the limit threshold maps described with reference to FIG. Then, the threshold calculator 154-2 'determines and outputs a voltage difference limit value corresponding to the temperature of the secondary battery and a predetermined time window Tw based on the stored limit threshold map.

負荷判定指標演算部154−3’は、電圧差制限値と、二次電池の電圧、SOCに基づいて負荷判定指標を演算して出力する。負荷判定指標の演算は、第1の実施形態で述べた負荷判定指標演算部154−3による演算と同様であるのでその説明を省略する。   The load determination index calculation unit 154-3 'calculates and outputs a load determination index based on the voltage difference limit value, the voltage of the secondary battery, and the SOC. Since the calculation of the load determination index is the same as the calculation by the load determination index calculation unit 154-3 described in the first embodiment, the description thereof is omitted.

制限率演算部154−4’は、制限開始閾値および制限終了閾値に対応する電力制限率マップと負荷判定指標とに基づき、電力制限率を演算して出力する。   The limit rate calculation unit 154-4 'calculates and outputs the power limit rate based on the power limit rate map and the load determination index corresponding to the limit start threshold value and the limit end threshold value.

図16(a)、図16(b)は、制限率演算部154−4’における負荷判定指標と電力制限率を対応付けた電力制限率マップである。図16(a)、図16(b)において、横軸は負荷判定指標を、縦軸は電力制限率を示す。これらの電力制限率マップは、図15で示した制限開始終了閾値テーブルの制限開始閾値(Th1)と制限終了閾値(Th2)で規定されるマップを示している。これらの負荷特徴量に応じた電力制限率マップは、予め二次電池の充放電試験により取得したもので、二次電池の制限特性を反映したものである。なお、電力制限率マップは記憶部180に記憶してもよく、また記憶部180に記憶されている制限開始終了閾値テーブルの制限開始閾値(Th1)と制限終了閾値(Th2)に基づいて演算・生成してもよい。   FIGS. 16A and 16B are power limit rate maps in which the load determination index and the power limit rate in the limit rate calculation unit 154-4 'are associated with each other. In FIG. 16A and FIG. 16B, the horizontal axis represents the load determination index, and the vertical axis represents the power limiting rate. These power restriction rate maps are maps defined by the restriction start threshold (Th1) and the restriction end threshold (Th2) in the restriction start / end threshold table shown in FIG. The power limit rate map corresponding to these load feature amounts is obtained in advance by a charge / discharge test of the secondary battery, and reflects the limit characteristics of the secondary battery. The power limit rate map may be stored in the storage unit 180, or calculated based on the limit start threshold (Th1) and the limit end threshold (Th2) in the limit start / end threshold table stored in the storage unit 180. It may be generated.

図16(a)は、短時間の通電頻度が高い場合を示している。この図では、負荷判定指標が比較的大きい範囲で制限開始閾値Th1-1、制限終了閾値Th2-1が設定されている。制限開始閾値Th1-1以下の負荷判定指標では電力出力の制限は行わない。制限開始閾値Th1-1から徐々に電力出力の制限を行い、制限終了閾値Th2-1では完全に電力を制限する。   FIG. 16A shows a case where the energization frequency in a short time is high. In this figure, a restriction start threshold Th1-1 and a restriction end threshold Th2-1 are set in a range where the load determination index is relatively large. The power output is not limited by the load determination index equal to or less than the limit start threshold Th1-1. The power output is gradually limited from the limit start threshold Th1-1, and the power is completely limited at the limit end threshold Th2-1.

図16(b)は、長時間の通電頻度が高い場合を示している。制限開始閾値Th1-2、制限終了閾値Th2-2を、短時間の通電頻度が高い場合よりも、より負荷判定指標が小さい範囲で設定されている。これにより、短時間通電の場合よりもより制限を厳しく設定することができる。   FIG. 16B shows a case where the energization frequency for a long time is high. The limit start threshold Th1-2 and the limit end threshold Th2-2 are set in a range in which the load determination index is smaller than when the short-time energization frequency is high. Thereby, a restriction | limiting can be set more strictly rather than the case of energization for a short time.

図17は、第2の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。
ステップS201で車両始動信号を受信すると、次のステップS202に進む。ステップS202では、充放電頻度演算部153は、前回走行終了時までの通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180から読み出し、次のステップS203に進む。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the battery control unit in the second embodiment.
When the vehicle start signal is received in step S201, the process proceeds to the next step S202. In step S202, the charge / discharge frequency calculation unit 153 reads the energization time frequency information until the end of the previous run, that is, the energization time frequency table, from the storage unit 180, and proceeds to the next step S203.

ステップS203では、読み出した通電時間回数テーブルから最も頻度(回数)の高い通電時間を負荷特徴量として決定し、ステップS204へ進む。
ステップS204では、決定された通電時間、すなわち負荷特徴量に対応する制限開始終了閾値テーブルを記憶部180から読み出して、制限開始閾値および制限終了閾値を決定する。そして、充放電頻度演算部153に記憶している通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルをクリアする。
In step S203, the energization time having the highest frequency (number of times) is determined as the load feature amount from the read energization time count table, and the process proceeds to step S204.
In step S204, the restriction start / end threshold table corresponding to the determined energization time, that is, the load feature amount is read from the storage unit 180, and the restriction start threshold and the limit end threshold are determined. And the frequency information of the energization time memorize | stored in the charging / discharging frequency calculating part 153, ie, the energization time frequency table, is cleared.

ステップS205では、電力制限率演算部154’は、決定した制限開始閾値および制限終了閾値に対応する電力制限率マップに基づいて、電力制限率を演算する。そして、電力制限率反映部155は、入出力可能電力と電力制限率に基づいて電力制限値を演算する。演算された電力制限値は車両制御部200へ出力される。車両制御部200は、インバータ400を駆動して、入力された電力制限値を超えないように二次電池への入出力可能電力を制限する。また、充放電頻度演算部153は、新たに通電時間の頻度情報を更新する。   In step S205, the power limit rate calculation unit 154 'calculates the power limit rate based on the power limit rate map corresponding to the determined limit start threshold and limit end threshold. Then, the power limit rate reflecting unit 155 calculates a power limit value based on the input / output possible power and the power limit rate. The calculated power limit value is output to the vehicle control unit 200. The vehicle control unit 200 drives the inverter 400 to limit the power that can be input to and output from the secondary battery so as not to exceed the input power limit value. Further, the charge / discharge frequency calculation unit 153 newly updates the frequency information of the energization time.

ステップS206では、車両停止信号を受信したかを判定する。車両停止信号を受信するまでは、ステップS205による動作を継続し、車両停止信号を受信した後、通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180に記憶し、電池制御部150は動作を停止する。   In step S206, it is determined whether a vehicle stop signal has been received. Until the vehicle stop signal is received, the operation in step S205 is continued. After receiving the vehicle stop signal, the frequency information of the energization time, that is, the energization time frequency table is stored in the storage unit 180, and the battery control unit 150 operates. To stop.

図18(a)(b)(c)は、本実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示している。Pchgは充電側の電力制限値、Pdisは放電側の電力制限値である。車両停止信号受信した場合に頻度情報を記憶し、車両起動信号受信した場合に、記憶している頻度情報をもとに制限開始閾値および制限終了閾値を決定する。その結果、長い通電時間に対応した制限開始閾値および制限終了閾値に対応する電力制限率マップを適用すると、図18(b)に示すように、負荷判定指標が閾値を上回る。これにより、図18(a)に示すように、電力が制限され、電池の過渡な使用が抑えられる。そして、図18(c)に示すように、領域Q’’においてもSOHRが抑えられて二次電池の劣化が抑制されることが分かる。   18A, 18B, and 18C show the battery power, the load determination index, and the SOHR when this embodiment is applied. Pchg is a power limit value on the charge side, and Pdis is a power limit value on the discharge side. When the vehicle stop signal is received, the frequency information is stored. When the vehicle start signal is received, the restriction start threshold value and the restriction end threshold value are determined based on the stored frequency information. As a result, when the power limit rate map corresponding to the limit start threshold and the limit end threshold corresponding to the long energization time is applied, the load determination index exceeds the threshold as shown in FIG. Thereby, as shown to Fig.18 (a), electric power is restrict | limited and the transient use of a battery is suppressed. Then, as shown in FIG. 18C, it can be seen that SOHR is suppressed even in the region Q ″, and the deterioration of the secondary battery is suppressed.

本実施形態によれば、二次電池の使用状態に応じた適切な電力制限値を演算することが可能となり、二次電池の劣化を適切に抑制し、結果として電池システムの保護とエネルギーの最大活用を両立することが可能な電池制御装置を提供することが出来る。   According to the present embodiment, it is possible to calculate an appropriate power limit value according to the usage state of the secondary battery, and appropriately suppress deterioration of the secondary battery, resulting in protection of the battery system and maximum energy. It is possible to provide a battery control device that can be used at the same time.

[第3の実施形態]
第1の実施形態や第2の実施形態では、負荷特徴量を通電時間の頻度情報をもとに、最も頻度の高い通電時間に対応した制限閾値マップや電力制限率マップを用いた。第3の実施形態では、電流値を周波数分析(フーリエ変換)し、周波数に応じたパワースペクトルを求めて、最もパワースペクトルの高い周波数に対応した制限閾値マップを選択し、負荷判定指標を演算する。
[Third Embodiment]
In the first embodiment and the second embodiment, the limit threshold map and the power limit rate map corresponding to the most frequent energization time are used based on the load feature amount frequency information of the energization time. In the third embodiment, the current value is subjected to frequency analysis (Fourier transform), a power spectrum corresponding to the frequency is obtained, a limit threshold map corresponding to the frequency having the highest power spectrum is selected, and a load determination index is calculated. .

第3の実施形態について図19〜図22を参照して説明する。
第1の実施形態において、図1に示した電池システムの構成図、図2に示した単電池制御部の回路構成を示す図、図3に示した電池制御部のブロック構成図は、本実施形態でも同様であるので、図示およびその説明を省略する。
本実施形態における電池制御部150は、第1の実施形態で説明した図3に記載の構成と同様であるが、電池制御部150における充放電頻度演算部153の処理内容が異なる。
A third embodiment will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, the configuration diagram of the battery system shown in FIG. 1, the diagram showing the circuit configuration of the unit cell control unit shown in FIG. 2, and the block configuration diagram of the battery control unit shown in FIG. Since the configuration is the same, the illustration and description thereof are omitted.
The battery control unit 150 in the present embodiment is the same as the configuration described in the first embodiment and described in FIG. 3, but the processing content of the charge / discharge frequency calculation unit 153 in the battery control unit 150 is different.

図19、図20に基づき、本実施形態における充放電頻度演算部153の動作を説明する。図19は二次電池を流れる電流とサンプリング点を示す図である。横軸は時間、縦軸は電流を示す。本実施形態における充放電頻度演算部153は、図19に示すように、入力である電流値を所定のサンプリング周期で車両の1走行中、もしくは、所定のサンプリング点数を確保出来るまでサンプリングする。そして、サンプリングした結果を用いて周波数解析(フーリエ変換)を行い、周波数毎のパワースペクトルを計算する。   Based on FIG. 19, FIG. 20, operation | movement of the charging / discharging frequency calculating part 153 in this embodiment is demonstrated. FIG. 19 is a diagram showing the current flowing through the secondary battery and the sampling points. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents current. As shown in FIG. 19, the charge / discharge frequency calculation unit 153 in this embodiment samples an input current value while the vehicle is traveling at a predetermined sampling cycle or until a predetermined number of sampling points can be secured. Then, frequency analysis (Fourier transform) is performed using the sampled result, and a power spectrum for each frequency is calculated.

図20は、パワースペクトルと周波数の関係を示す図である。横軸は周波数、縦軸はパワースペクトルを示す。本実施形態では、最も強度の高いパワースペクトルに対応した周波数を特定し、特定した周波数に基づいて、制限閾値マップを決定する。   FIG. 20 is a diagram illustrating the relationship between the power spectrum and the frequency. The horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents the power spectrum. In the present embodiment, the frequency corresponding to the power spectrum with the highest intensity is specified, and the limit threshold map is determined based on the specified frequency.

図21(a)(b)は、本実施形態における制限閾値マップの一例を示す図である。図21(a)は負荷の周波数が高い場合の制限値を示しており、図21(b)は負荷の周波数が低い場合の制限値を示している。周波数が高い、すなわち、図8(a)に示すような充電と放電の切り替え頻度が高いパターンは、第1の実施形態で述べた連続通電時間の短いパターン、つまり、短時間で充電と放電が切り替わるパターンの頻度が高いと考えられる。このため、図21(a)のような比較的、緩めの制限特性を適用する。一方で、周波数が低い、すなわち、図8(b)に示すような充電と放電の切り替え頻度が少ないパターンは、第1の実施形態で述べた連続通電時間の長いパターン、つまり、充電もしくは放電が継続する時間が長いパターンの頻度が高いと考えられる。このため、図21(b)のような比較的、厳しめの制限特性を適用する。   FIGS. 21A and 21B are diagrams illustrating an example of the limit threshold map in the present embodiment. FIG. 21A shows the limit value when the load frequency is high, and FIG. 21B shows the limit value when the load frequency is low. A pattern having a high frequency, that is, a high switching frequency between charging and discharging as shown in FIG. 8A is a pattern having a short continuous energization time described in the first embodiment, that is, charging and discharging are performed in a short time. The frequency of switching patterns is considered high. For this reason, a relatively loose restriction characteristic as shown in FIG. On the other hand, a pattern with a low frequency, that is, a low switching frequency between charging and discharging as shown in FIG. 8B is a pattern with a long continuous energization time described in the first embodiment, that is, charging or discharging. It is considered that the frequency of the long-lasting pattern is high. For this reason, a relatively strict restriction characteristic as shown in FIG.

図22は、第3の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。
ステップS301で車両始動信号を受信すると、次のステップS302に進む。ステップS302では、前回に走行した電流データに基づく周波数分析した結果を記憶部180から読み出し、次のステップS303に進む。
FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the battery control unit in the third embodiment.
When the vehicle start signal is received in step S301, the process proceeds to the next step S302. In step S302, the result of the frequency analysis based on the current data traveled last time is read from the storage unit 180, and the process proceeds to the next step S303.

ステップS303では、読み出した周波数分析した結果からパワースペクトルの最も高い周波数成分を抽出し、ステップS304へ進む。
ステップS304では、抽出した周波数成分に対応する制限閾値マップを記憶部180から読み出して決定する。
In step S303, the highest frequency component of the power spectrum is extracted from the read frequency analysis result, and the process proceeds to step S304.
In step S304, a limit threshold map corresponding to the extracted frequency component is read from the storage unit 180 and determined.

ステップS305では、決定した制限マップに基づき、電力制限値を演算すると共に、走行中の電流データを計測し、必要なサンプル数が取得されたら周波数解析(フーリエ変換)を実施する。そして、演算された電力制限値は車両制御部200へ出力される。車両制御部200は、インバータ400を駆動して、入力された電力制限値を超えないように二次電池への入出力可能電力を制限する。   In step S305, a power limit value is calculated based on the determined limit map, current data during traveling is measured, and frequency analysis (Fourier transform) is performed when the necessary number of samples is acquired. Then, the calculated power limit value is output to vehicle control unit 200. The vehicle control unit 200 drives the inverter 400 to limit the power that can be input to and output from the secondary battery so as not to exceed the input power limit value.

ステップS306では、車両停止信号を受信したかを判定する。車両停止信号を受信するまでは、ステップS305による動作を継続し、車両停止信号を受信した後、走行中の電流データに基づく周波数解析結果を記憶部180に記憶し、電池制御部150は動作を停止する。   In step S306, it is determined whether a vehicle stop signal has been received. Until the vehicle stop signal is received, the operation in step S305 is continued. After receiving the vehicle stop signal, the frequency analysis result based on the current data during travel is stored in the storage unit 180, and the battery control unit 150 performs the operation. Stop.

尚、本実施形態では、周波数に応じた制限閾値マップを用いて、スペクトルの高い周波数に対応した制限閾値を設定する構成としたが、第2の実施形態で説明した内容と同様に、周波数に応じて制限開始閾値および制限終了閾値を変更する構成としてもよい。すなわち、スペクトルの高い周波数が周波数の高い領域にある場合は、図16(a)のような負荷判定指標の高い領域で制限を施し、スペクトルの高い周波数が周波数の低い領域にある場合は、図16(b)のような負荷判定指標の小さい領域から制限を施すような制限制御を実施する。   In the present embodiment, the limit threshold map corresponding to the frequency is used to set the limit threshold corresponding to the high frequency of the spectrum, but the frequency is set in the same manner as described in the second embodiment. The restriction start threshold and the restriction end threshold may be changed accordingly. That is, when the high frequency of the spectrum is in the high frequency region, the restriction is applied in the high load determination index region as shown in FIG. 16A, and when the high frequency of the spectrum is in the low frequency region, Restriction control is performed such that restriction is performed from a region with a small load determination index such as 16 (b).

本実施形態によれば、二次電池の使用状態に応じた適切な電力制限値を演算することが可能となり、二次電池の劣化を適切に抑制し、結果として電池システムの保護とエネルギーの最大活用を両立することが可能な電池制御装置を提供することが出来る。   According to the present embodiment, it is possible to calculate an appropriate power limit value according to the usage state of the secondary battery, and appropriately suppress deterioration of the secondary battery, resulting in protection of the battery system and maximum energy. It is possible to provide a battery control device that can be used at the same time.

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)二次電池110と接続され、二次電池110の充放電を制御する電池制御装置(電池制御部150)は、二次電池110の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、二次電池110に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部153と、負荷特徴量に基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率演算部154、電力制限率反映部155とを備える。これにより、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。電力制限率演算部154、電力制限率反映部155は電力制限値演算部を構成する。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) A battery control device (battery control unit 150) that is connected to the secondary battery 110 and controls charging / discharging of the secondary battery 110 is based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery 110 in a predetermined period. A charge / discharge frequency calculation unit 153 that calculates a load feature amount of a load applied to the secondary battery 110, and a power limit rate calculation unit 154 that calculates a power limit value that limits the input / output power of the secondary battery 110 based on the load feature amount. The power limiting rate reflecting unit 155 is provided. Thereby, the electric power which should be restrict | limited can be determined reflecting the use condition of a secondary battery more appropriately. The power limit rate calculation unit 154 and the power limit rate reflection unit 155 constitute a power limit value calculation unit.

(2)(1)に記載の電池制御装置において、充放電頻度演算部153は、頻度として、二次電池110に流れる電流値が所定の閾値を超える通電時間当たりの回数を求め、負荷特徴量として、回数が多い通電時間を求める。これにより、二次電池の通電時間の回数に応じて制限すべき電力を決定することができる。 (2) In the battery control device according to (1), the charge / discharge frequency calculation unit 153 obtains the number of times per energization time that the current value flowing through the secondary battery 110 exceeds a predetermined threshold as the frequency, and the load feature amount As a result, the energization time with a large number of times is obtained. Thereby, the electric power which should be restrict | limited can be determined according to the frequency | count of the energization time of a secondary battery.

(3)第1実施形態における(1)または(2)に記載の電池制御装置は、負荷特徴量と二次電池の電圧もしくは電流の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部180を備える。電力制限値演算部を構成する電力制限率演算部154は、充放電頻度演算部153より求められた負荷特徴量に対応する制限閾値マップに基づいて、電圧もしくは電流の制限値を求め、この制限値より電力制限率を求める。電力制限率反映部155は、二次電池110の入出力可能電力と電力制限率とに基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める。これにより、二次電池の使用状態を制限閾値マップに基づいてより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。 (3) The battery control device according to (1) or (2) in the first embodiment stores a limit threshold map in which a load feature amount and a voltage or current limit characteristic of a secondary battery are associated with each other. 180. The power limit rate calculation unit 154 constituting the power limit value calculation unit obtains a voltage or current limit value based on a limit threshold map corresponding to the load feature amount obtained from the charge / discharge frequency calculation unit 153, and this limit The power limit rate is obtained from the value. The power limit rate reflecting unit 155 obtains a power limit value for limiting the input / output possible power of the secondary battery 110 based on the input / output possible power of the secondary battery 110 and the power limit rate. As a result, it is possible to determine the power to be limited by more accurately reflecting the usage state of the secondary battery based on the limit threshold map.

(4)第2実施形態における(1)または(2)に記載の電池制御装置は、負荷特徴量と二次電池の電力の制限特性とを対応付けた電力制限率マップを格納する記憶部180を備える。電力制限率演算部154は、充放電頻度演算部153より求められた負荷特徴量に対応する電力制限率マップに基づいて、電力制限率を求める。電力制限率反映部155は、二次電池110の入出力可能電力と電力制限率とに基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める。これにより、二次電池の使用状態を電力制限率マップに基づいてより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。 (4) The battery control device according to (1) or (2) in the second embodiment stores a power limiting rate map in which a load feature amount and a power limiting characteristic of a secondary battery are associated with each other. Is provided. The power limit rate calculation unit 154 calculates the power limit rate based on the power limit rate map corresponding to the load feature amount calculated by the charge / discharge frequency calculation unit 153. The power limit rate reflecting unit 155 obtains a power limit value for limiting the input / output possible power of the secondary battery 110 based on the input / output possible power of the secondary battery 110 and the power limit rate. As a result, it is possible to determine the power to be limited by more accurately reflecting the usage state of the secondary battery based on the power limit rate map.

(5)第3実施形態における(1)に記載の電池制御装置において、充放電頻度演算部153は、頻度として、二次電池110に流れる電流の周波数スペクトルを求め、負荷特徴量として、高い周波数スペクトルに対応した周波数を特定する。これにより、二次電池に流れる電流の周波数スペクトルに応じて制限すべき電力を決定することができる。 (5) In the battery control device according to (1) in the third embodiment, the charge / discharge frequency calculation unit 153 obtains the frequency spectrum of the current flowing through the secondary battery 110 as the frequency, and uses the high frequency as the load feature amount. The frequency corresponding to the spectrum is specified. Thereby, the electric power which should be restrict | limited can be determined according to the frequency spectrum of the electric current which flows into a secondary battery.

(6)(5)に記載の電池制御装置はさらに、二次電池110に流れる電流の周波数と二次電池110の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部180を備える。電力制限率演算部154は、充放電頻度演算部153より求められた高い周波数スペクトルに対応した周波数に応じた制限閾値マップに基づいて、電力制限率を求める。電力制限率反映部155は、二次電池110の入出力可能電力と電力制限率とに基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める。これにより、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。 (6) The battery control device according to (5) further includes a storage unit 180 that stores a limit threshold map that associates the frequency of the current flowing through the secondary battery 110 with the limit characteristics of the secondary battery 110. The power limit rate calculation unit 154 calculates the power limit rate based on the limit threshold map corresponding to the frequency corresponding to the high frequency spectrum determined by the charge / discharge frequency calculation unit 153. The power limit rate reflecting unit 155 obtains a power limit value for limiting the input / output possible power of the secondary battery 110 based on the input / output possible power of the secondary battery 110 and the power limit rate. Thereby, the electric power which should be restrict | limited can be determined reflecting the use condition of a secondary battery more appropriately.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are not impaired. .

100 電池システム
110 組電池
120 単電池管理部
130 電流検知部
140 電圧検知部
150 電池制御部
151 電池状態検知部
152 入出力可能電力演算部
153 充放電頻度演算部
154 電力制限率演算部
155 電力制限率反映部
156 充放電制限部
180 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Battery system 110 Battery pack 120 Single battery management part 130 Current detection part 140 Voltage detection part 150 Battery control part 151 Battery state detection part 152 Input / output possible electric power calculation part 153 Charge / discharge frequency calculation part 154 Power limit rate calculation part 155 Power limit Rate reflecting unit 156 Charging / discharging limiting unit 180 Storage unit

Claims (6)

二次電池と接続され、前記二次電池の充放電を制御する電池制御装置であって、
前記二次電池の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、前記二次電池に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部と、
前記負荷特徴量に基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限値演算部とを備える電池制御装置。
A battery control device that is connected to a secondary battery and controls charging and discharging of the secondary battery,
A charge / discharge frequency calculation unit for obtaining a load feature amount of a load applied to the secondary battery based on the frequency of charge and discharge in a predetermined period of the secondary battery;
A battery control apparatus comprising: a power limit value calculation unit that obtains a power limit value that limits input / output possible power of the secondary battery based on the load feature amount.
請求項1に記載の電池制御装置において、
前記充放電頻度演算部は、前記頻度として、前記二次電池に流れる電流値が所定の閾値を超える通電時間当たりの回数を求め、前記負荷特徴量として、前記回数が多い通電時間を求める電池制御装置。
The battery control device according to claim 1,
The charge / discharge frequency calculation unit obtains the number of times per energization time when the current value flowing through the secondary battery exceeds a predetermined threshold as the frequency, and obtains the energization time with a large number of times as the load feature amount apparatus.
請求項1または請求項2に記載の電池制御装置において、
前記負荷特徴量と前記二次電池の電圧もしくは電流の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部を備え、
前記電力制限値演算部は、
前記充放電頻度演算部より求められた前記負荷特徴量に対応する制限閾値マップに基づいて、電圧もしくは電流の制限値を求め、この制限値より電力制限率を求める電力制限率演算部と、
前記二次電池の入出力可能電力と前記電力制限率とに基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率反映部とを備える電池制御装置。
The battery control device according to claim 1 or 2,
A storage unit that stores a limit threshold map that associates the load feature amount with a voltage or current limit characteristic of the secondary battery;
The power limit value calculator is
Based on a limit threshold map corresponding to the load feature amount determined by the charge / discharge frequency calculation unit, a limit value of voltage or current is determined, and a power limit rate calculation unit that calculates a power limit rate from the limit value;
A battery control apparatus comprising: a power limit rate reflecting unit that obtains a power limit value that limits input / output possible power of the secondary battery based on the input / output possible power of the secondary battery and the power limit rate.
請求項1または請求項2に記載の電池制御装置において、
前記負荷特徴量と前記二次電池の電力の制限特性とを対応付けた電力制限率マップを格納する記憶部を備え、
前記電力制限値演算部は、
前記充放電頻度演算部より求められた前記負荷特徴量に対応する電力制限率マップに基づいて、電力制限率を求める電力制限率演算部と、
前記二次電池の入出力可能電力と前記電力制限率とに基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率反映部とを備える電池制御装置。
The battery control device according to claim 1 or 2,
A storage unit for storing a power limit rate map in which the load feature amount and the power limit characteristic of the secondary battery are associated with each other;
The power limit value calculator is
Based on a power limit rate map corresponding to the load feature amount determined by the charge / discharge frequency calculation unit, a power limit rate calculation unit for determining a power limit rate;
A battery control apparatus comprising: a power limit rate reflecting unit that obtains a power limit value that limits input / output possible power of the secondary battery based on the input / output possible power of the secondary battery and the power limit rate.
請求項1に記載の電池制御装置において、
前記充放電頻度演算部は、前記頻度として、前記二次電池に流れる電流の周波数スペクトルを求め、前記負荷特徴量として、高い周波数スペクトルに対応した周波数を特定する電池制御装置。
The battery control device according to claim 1,
The said charge / discharge frequency calculating part is a battery control apparatus which calculates | requires the frequency spectrum of the electric current which flows into the said secondary battery as said frequency, and specifies the frequency corresponding to a high frequency spectrum as said load feature-value.
請求項5に記載の電池制御装置において、
前記二次電池に流れる電流の周波数と前記二次電池の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部を備え、
前記電力制限値演算部は、
前記充放電頻度演算部より求められた前記高い周波数スペクトルに対応した周波数に応じた制限閾値マップに基づいて、電力制限率を求める電力制限率演算部と、
前記二次電池の入出力可能電力と前記電力制限率とに基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率反映部とを備える電池制御装置。
The battery control device according to claim 5,
A storage unit that stores a limit threshold map that associates the frequency of the current flowing through the secondary battery with the limit characteristics of the secondary battery;
The power limit value calculator is
Based on a limit threshold map corresponding to the frequency corresponding to the high frequency spectrum determined by the charge / discharge frequency calculation unit, a power limit rate calculation unit for determining a power limit rate;
A battery control apparatus comprising: a power limit rate reflecting unit that obtains a power limit value that limits input / output possible power of the secondary battery based on the input / output possible power of the secondary battery and the power limit rate.
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