JP2020177813A - Power storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、蓄電システムに関し、より特定的には、電圧センサと電流センサとを備えた蓄電システムに関する。 The present disclosure relates to a power storage system, and more specifically to a power storage system including a voltage sensor and a current sensor.
近年、ハイブリッド車などの車両の普及が進んでいる。これらの車両には、蓄電装置の電圧を検出するセンサと、蓄電装置に入出力される電流を検出する電圧センサとが設けられている。車両の制御装置は、電圧センサおよび電流センサからの信号に基づいて蓄電装置の内部抵抗またはSOC(State Of Charge)などを算出する。これにより、制御装置は、蓄電装置の状態を監視している。 In recent years, vehicles such as hybrid vehicles have become widespread. These vehicles are provided with a sensor for detecting the voltage of the power storage device and a voltage sensor for detecting the current input / output to the power storage device. The vehicle control device calculates the internal resistance or SOC (State Of Charge) of the power storage device based on the signals from the voltage sensor and the current sensor. As a result, the control device monitors the state of the power storage device.
特開2014−200125号公報(特許文献1)に開示されたバッテリ監視システムは、電流・電圧計測部と、複数の電圧計測部とを備える。電流・電圧計測部は、直列接続された複数のバッテリの電流と、複数のバッテリのうちの第1のバッテリの電圧とを計測指示に応じて計測する。複数の電圧計測部は、複数のバッテリのうちの第1のバッテリ以外の第2のバッテリの電圧を計測指示に応じて計測する。 The battery monitoring system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-200125 (Patent Document 1) includes a current / voltage measuring unit and a plurality of voltage measuring units. The current / voltage measuring unit measures the current of the plurality of batteries connected in series and the voltage of the first battery among the plurality of batteries according to the measurement instruction. The plurality of voltage measuring units measure the voltage of the second battery other than the first battery among the plurality of batteries according to the measurement instruction.
以下では、蓄電装置の状態を表すパラメータの一例として、蓄電装置の内部抵抗を用いて説明する。蓄電装置の内部抵抗は、電圧センサにより検出された電圧値を、電流センサにより検出された電流値で除算することにより算出される。電圧値および電流値は時間的に変化し得るので、蓄電装置の内部抵抗を高精度に算出するためには、同一タイミングで検出された電圧値と電流値とを用いることが望ましい。たとえば特許文献1に開示のバッテリ監視システムでは、計測指示の出力タイミングを適切に設定することで、電圧値の検出タイミングと電流値の検出タイミングとを一致させることができる。
In the following, as an example of the parameters representing the state of the power storage device, the internal resistance of the power storage device will be described. The internal resistance of the power storage device is calculated by dividing the voltage value detected by the voltage sensor by the current value detected by the current sensor. Since the voltage value and the current value can change with time, it is desirable to use the voltage value and the current value detected at the same timing in order to calculate the internal resistance of the power storage device with high accuracy. For example, in the battery monitoring system disclosed in
しかしながら、蓄電システムの構成によっては、電圧値の検出タイミングと電流値の検出タイミングとを一致させることができるとは必ずしも限らない。たとえば、電圧センサおよび電流センサの方式/動作によって、2つの検出タイミングを一致させることが困難である場合がある。そうすると、検出タイミングの時間差(同期ずれ)に起因して、蓄電装置の内部抵抗の算出精度が低下する可能性、言い換えると、蓄電装置の状態を高精度に監視できない可能性がある。 However, depending on the configuration of the power storage system, it is not always possible to match the detection timing of the voltage value with the detection timing of the current value. For example, it may be difficult to match the two detection timings depending on the method / operation of the voltage sensor and the current sensor. Then, due to the time difference (synchronization deviation) of the detection timing, the calculation accuracy of the internal resistance of the power storage device may decrease, in other words, the state of the power storage device may not be monitored with high accuracy.
本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、蓄電装置の電圧と電流とに基づき、蓄電装置の状態を高精度に監視可能とすることである。 The present disclosure has been made to solve such a problem, and an object of the present disclosure is to enable highly accurate monitoring of the state of the power storage device based on the voltage and current of the power storage device.
本開示のある局面に従う蓄電システムは、蓄電装置と、蓄電装置の電圧を繰り返し検出し、その検出結果を示す信号を出力する電圧センサと、蓄電装置に入出力される電流を繰り返し検出し、その検出結果を示す信号を出力する電流センサと、電圧センサからの信号と電流センサからの信号とに基づいて、蓄電装置の状態を表すパラメータを算出する演算装置とを備える。演算装置は、電流センサによる第1の電流検出時刻と、電圧センサによる電圧検出時刻と、電流センサによる第2の電流検出時刻とがこの順に並ぶ場合に、電圧検出時刻と第1の電流検出時刻との間の時間差が、第2の電流検出時刻と電圧検出時刻との間の時間差よりも短いときには、電圧検出時刻における電圧値と第1の電流検出時刻における電流値と基づいてパラメータを算出する一方で、電圧検出時刻と第1の電流検出時刻との間の時間差が、第2の電流検出時刻と電圧検出時刻との間の時間差よりも長いときには、電圧検出時刻における電圧値と第2の電流検出時刻における電流値と基づいてパラメータを算出する。 A power storage system according to a certain aspect of the present disclosure repeatedly detects a power storage device, a voltage sensor that repeatedly detects the voltage of the power storage device and outputs a signal indicating the detection result, and repeatedly detects the current input / output to the power storage device. It includes a current sensor that outputs a signal indicating a detection result, and a calculation device that calculates a parameter indicating the state of the power storage device based on a signal from the voltage sensor and a signal from the current sensor. In the arithmetic unit, when the first current detection time by the current sensor, the voltage detection time by the voltage sensor, and the second current detection time by the current sensor are arranged in this order, the voltage detection time and the first current detection time When the time difference between and is shorter than the time difference between the second current detection time and the voltage detection time, the parameter is calculated based on the voltage value at the voltage detection time and the current value at the first current detection time. On the other hand, when the time difference between the voltage detection time and the first current detection time is longer than the time difference between the second current detection time and the voltage detection time, the voltage value at the voltage detection time and the second The parameter is calculated based on the current value at the current detection time.
上記構成によれば、演算装置は、第1の電流検出時刻と、それに続く電圧検出時刻との間の時間差を算出するとともに、その電圧検出時刻と、それに第2の電流検出時刻との間の時間差を算出する。そして、演算装置は、時間差が相対的に小さい方の電圧と電流とを組み合わせてパラメータ(内部抵抗、SOCなど)を算出する。時間差が小さいほど、その間の電流の変化量も小さい可能性が高いので、当該時間差に起因して生じるパラメータの算出誤差を低減し、パラメータの算出精度を向上させることができる。したがって、蓄電装置の状態を高精度に監視することができる。 According to the above configuration, the arithmetic unit calculates the time difference between the first current detection time and the subsequent voltage detection time, and also between the voltage detection time and the second current detection time. Calculate the time difference. Then, the arithmetic unit calculates a parameter (internal resistance, SOC, etc.) by combining the voltage and the current having a relatively small time difference. Since it is highly possible that the smaller the time difference is, the smaller the amount of change in the current during that time is, the parameter calculation error caused by the time difference can be reduced and the parameter calculation accuracy can be improved. Therefore, the state of the power storage device can be monitored with high accuracy.
本開示によれば、蓄電装置の電圧と電流とに基づき、蓄電装置の状態を高精度に監視することができる。 According to the present disclosure, the state of the power storage device can be monitored with high accuracy based on the voltage and current of the power storage device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
以下に説明する実施の形態では、本開示に蓄電システムが車両に搭載される例を説明する。しかし、本開示に係る蓄電システムの用途は車両用に限定されるものではない。 In the embodiment described below, an example in which the power storage system is mounted on a vehicle will be described in the present disclosure. However, the application of the power storage system according to the present disclosure is not limited to that for vehicles.
[実施の形態]
<車両構成>
図1は、本実施の形態における車両の全体構成を概略的に示す図である。図1には一例としてハイブリッド車両が示されている。車両100は蓄電システム1を備える。蓄電システム1は、バッテリ10と、電圧センサ20と、電流センサ30と、電池用電子制御ユニット(電池ECU:Electronic Control Unit)40とを備える。車両100は、蓄電システム1に加えて、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)51と、平滑コンデンサC1と、コンバータ52と、平滑コンデンサC2と、インバータ61,62と、モータジェネレータ71,72と、エンジン81と、動力分割装置82と、駆動輪83と、ハイブリッド用電子制御ユニット(HV−ECU)90とをさらに備える。
[Embodiment]
<Vehicle configuration>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a vehicle according to the present embodiment. FIG. 1 shows a hybrid vehicle as an example. The
バッテリ10は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、たとえばニッケル水素電池またはリチウムイオン二次電池である。バッテリ10は、走行用のモータジェネレータ72へ電力を供給するために放電される。また、バッテリ10は、コンバータ52から正極線PL1へ出力される電力を受けて充電される。なお、バッテリ10は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。本開示に係る「蓄電装置」として、バッテリ10に代えて、電気二重層キャパシタ等のキャパシタを採用してもよい。
The
電圧センサ20は、正極線PL1と負極線NLとの間に電気的に接続されている。電圧センサ20は、バッテリ10の電圧VBを検出し、その検出結果を示す信号を電池ECU40に出力する。なお、電圧センサ20は、バッテリ10の内部(いわゆる電池パックの内部)に設けられていてもよい。
The
電流センサ30は、バッテリ10とSMR51との間において正極線PL1上に電気的に接続されている。電流センサ30は、バッテリ10に入出力される電流IBを検出し、その検出結果を示す信号を電池ECU40に出力する。電圧センサ20および電流センサ30の構成については図2にて、より詳細に説明する。
The
電池ECU40は、入出力ポート43と、CPU(Central Processing Unit)42と、メモリ42(図2参照)とを含んで構成されている。電池ECU40は、メモリ42に記憶された情報、ならびに、電圧センサ20および電流センサ30からの信号に基づいて、バッテリ10の状態を監視する。電池ECU40は、その監視結果をHV−ECU90に出力する。電池ECU40の構成についても図2にて詳細に説明する。
The
SMR51は、正極線PL1および負極線NLに電気的に接続されている。SMR51の閉成/開放は、HV−ECU90からの制御信号に応じて制御される。SMR51が閉成されている場合、バッテリ10とコンバータ52との間で電力の授受が行なわれ得る。
The
平滑コンデンサC1は、正極線PL1と負極線NLとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。 The smoothing capacitor C1 smoothes the AC component of the voltage fluctuation between the positive electrode line PL1 and the negative electrode line NL.
コンバータ52は、たとえば昇圧チョッパ回路であり、バッテリ10とインバータ61,62との間に電気的に接続されている。コンバータ52は、HV−ECU90からの制御信号に応じて、正極線PL1と正極線PL2との間で昇圧または降圧を行う。
The
平滑コンデンサC2は、正極線PL2と負極線NLとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。 The smoothing capacitor C2 smoothes the AC component of the voltage fluctuation between the positive electrode line PL2 and the negative electrode line NL.
インバータ61,62の各々は、一般的な三相インバータであり、正極線PL2および負極線NLに電気的に接続されている。インバータ61,62は、モータジェネレータ71,72に対応してそれぞれ設けられる。インバータ61は、HV−ECU90からの信号に基づいて、エンジン81の出力を用いてモータジェネレータ71が発電した交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を正極線PL2へ出力する。インバータ62は、HV−ECU90からの信号に基づいて、正極線PL2から受ける直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をモータジェネレータ72へ出力する。
Each of the
モータジェネレータ71,72の各々は、交流モータであり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された永久磁石型交流同期モータである。モータジェネレータ71は、動力分割装置82を介して受けるエンジン81の動力を用いて交流電力を発生し、その交流電力をインバータ61へ出力する。モータジェネレータ72は、インバータ62から受ける交流電力によって、駆動輪83を駆動するためのトルクを発生する。
Each of the
エンジン81は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。動力分割装置82は、たとえば遊星歯車機構(図示せず)によって構成され、エンジン81、モータジェネレータ71および駆動輪83の駆動軸に連結されている。エンジン81が発生する動力は、動力分割装置82によって2つの経路に分割される。一方は駆動輪83の駆動軸へ伝達される経路であり、他方はモータジェネレータ71へ伝達される経路である。
The
HV−ECU90は、電池ECU40と同様に、CPU、メモリおよび入出力ポート(いずれも図示せず)とを含んで構成されている。HV−ECU90は、SMR51、コンバータ52、インバータ61,62およびエンジン81を制御する。この制御は、予め記憶されたプログラムをCPUで実行するソフトウェア処理および/または電子回路によるハードウェア処理によって実現される。なお、エンジン81を制御するECU(エンジンECU)が別に設けられていてもよい。
Like the
<蓄電システム構成>
図2は、蓄電システム1の構成例を示す機能ブロック図である。図2を参照して、前述のように、蓄電システム1は、バッテリ10と、電圧センサ20と、電流センサ30と、電池ECU40とを備える。
<Power storage system configuration>
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of the
電圧センサ20は、デジタル出力の電圧センサであり、A/Dコンバータ21と、フィルタ22とを含む。/Dコンバータ21は、図示しない検出機構(たとえばホール素子)により検出されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、フィルタ22に出力する。フィルタ22は、A/Dコンバータ21からのデジタル信号をソフトウェア処理および/またはハードウェア処理によりフィルタリングして電池ECU40に出力する。この信号は、電圧センサ20は、電池ECU40からの出力指令CMDに電圧センサ20が応答することで出力される。
The
電流センサ30は、デジタル出力の電流センサであり、A/Dコンバータ31と、フィルタ32と、ドライバ33とを含む。A/Dコンバータ31は、A/Dコンバータ21と同様に、図示しない検出機構により検出されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、フィルタ32に出力する。フィルタ32は、A/Dコンバータ31からのデジタル信号をソフトウェア処理および/またはハードウェア処理によりフィルタリングしてドライバ33に出力する。ドライバ33は、フィルタ32によりフィルタリングされたデジタル信号の電池ECU40への出力を安定化する。ドライバ33からの信号は、電池ECU40からの出力指令を受けることなく電池ECU40に出力される。
The
電池ECU40は、CPU41と、メモリ42と、入出力ポート43を含む。入出力ポート43は、電圧センサ20からの信号を受ける入力ポートIN1と、電圧センサ20に対して出力指令CMDを出力する出力ポートOUT1と、電流センサ30からの信号を受ける入力ポートIN2とを含む。入出力ポート43には、電流センサ30に対して出力指令を出力する出力ポートは含まれていない。
The
CPU41は、出力指令CMDを電圧センサ20に出力する。また、CPU41は、電圧センサ20からの信号と、電流センサ30からの信号とに基づいて、バッテリ10の内部抵抗を算出する。CPU41は、バッテリ10の内部抵抗の算出結果をHV−ECU90に出力する。なお、CPU41は、ソフトウェア的に信号にフィルタリング処理を行うソフトフィルタ411を含んでもよい。
The
<電圧/電流の検出タイミング>
以上のように構成された蓄電システム1は、電池ECU40による信号の処理に特徴を有する。この特徴の理解を容易にするため、以下では、比較例における信号処理と対比しながら説明する。なお、比較例に係る蓄電システムにおける電圧センサおよび電流センサの構成は、本実施の形態に係る蓄電システム1における電圧センサ20および電流センサ30の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。なお、以下では、電池ECU40に含まれる構成要素(CPU41、入出力ポート43など)を特に区別しない場合には、単に電池ECU40と記載する。なお、電池ECU40は、本開示に係る「演算装置」に相当する。
<Voltage / current detection timing>
The
図3は、比較例における信号処理を説明するためのタイミングチャートである。図3を参照して、電池ECU40は、電圧センサ20に対して、たとえば一定周期で出力指令CMDを出力する。電圧センサ20は、出力指令CMDに応答して、バッテリ10の電圧の検出結果を示す信号を送信(出力)する。図3に示す例では、時刻t13に1回目のバッテリ10の電圧値(電圧VB1)の検出が完了する。言い換えると、電池ECU40は、時刻t13におけるバッテリ10の電圧値を電圧VB1として取得する。同様に、時刻t16に2回目の電圧VB2の検出が完了し、時刻t18に3回目の電圧VB3の検出が完了する。このように、電池ECU40は、電池ECU40自身の制御に基づいてバッテリ10の電圧値を取得している。
FIG. 3 is a timing chart for explaining signal processing in the comparative example. With reference to FIG. 3, the
一方、電池ECU40は、電流センサ30に対しては出力指令を出力しない。電流センサ30は、自律的に、バッテリ10の入出力電流を検出し、その検出結果を示す信号を送信する。図3に示す例では、時刻t11に1回目のバッテリ10の電流値(電流IB1)の検出が完了する。その後、1回目の電流IB1のフィルタリング処理が実行され、時刻t12において当該フィルタリング処理が完了し、電流センサ30から電池ECU40へのデータ送信(検出結果の出力)が開始される。続く時刻t14に2回目のバッテリ10の電流値(電流IB2)の検出が完了する。そして、時刻t15において2回目の電流IB1のフィルタリング処理が完了し、電流センサ30からのデータ送信が開始される。説明は繰り返さないが、3回目の一連の処理についても同様である。
On the other hand, the
この場合、電池ECU40は、時刻t13において検出された電圧VB1と、時刻t11において検出された電流IB1とを用いて、1回目の内部抵抗を算出する。しかし、時刻t11と時刻t13との間にはΔt1の時間差が存在する。このことは、電圧VB1の検出タイミングと電流IB1の検出タイミングとが完全には同期しておらず、時間的なずれが発生していることを意味している。よって、以下では、このずれを「同期ずれΔt1」とも記載する。
In this case, the
同様に、電池ECU40は、時刻t16において検出された電圧VB2と、時刻t14において検出された電流IB2とを用いて、2回目の内部抵抗を算出する。時刻t14と時刻t16との間には同期ずれΔt2が存在する。さらに、電池ECU40は、時刻t18において検出された電圧VB3と、時刻t19において検出された電流IB3とを用いて、3回目の内部抵抗を算出する。時刻t18と時刻t19との間には同期ずれΔt3が存在する。
Similarly, the
電池ECU40が電流の検出タイミングを制御していないので、3つの同期ずれΔt1〜Δt3は互いに異なり得る。図3に示す例では、同期ずれΔt1が最も長く、同期ずれΔt2が次に長く、同期ずれΔt3が最も短い。同期ずれが長いほど、電圧VBと電流IBとの対応関係が悪化し得る。つまり、同期ずれの時間内に電圧VB(または電流IB)が変化する可能性が高くなったり、電圧VB(または電流IB)の変化量が大きくなったりする可能性がある。そうすると、バッテリ10の内部抵抗の算出精度が低下する可能性がある。
Since the
そこで、本実施の形態においては、以下に説明するように、内部抵抗の算出に用いる電圧VBと電流IBとの組合せを、同期ずれΔt1〜Δt3の大きさに応じて決定する構成を採用する。より具体的には、本実施の形態では、2つのルールのうちのどちらのルールに従って内部抵抗を算出するかを同期ずれΔt1〜Δt3の大きさに応じて決定する。上記2つのルールを「第1の同期ルール」および「第2の同期ルール」と称する。以下、各ルールについて説明する。 Therefore, in the present embodiment, as described below, a configuration is adopted in which the combination of the voltage VB and the current IB used for calculating the internal resistance is determined according to the magnitude of the synchronization deviation Δt1 to Δt3. More specifically, in the present embodiment, which of the two rules is used to calculate the internal resistance is determined according to the magnitude of the synchronization deviation Δt1 to Δt3. The above two rules are referred to as a "first synchronization rule" and a "second synchronization rule". Each rule will be described below.
図4は、本実施の形態における第1の同期ルールを説明するためのタイミングチャートである。図5は、本実施の形態における第2の同期ルールを説明するためのタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart for explaining the first synchronization rule in the present embodiment. FIG. 5 is a timing chart for explaining the second synchronization rule in the present embodiment.
図4を参照して、本実施の形態では、電池ECU40は、電流IB1の検出時刻t21と電圧VB1の検出時刻t23との間の「時間差TA」(比較例における同期ずれΔt1に相当)を算出する。さらに、電池ECU40は、電圧VB1の検出時刻t23と電流IB2の検出時刻t24との間の「時間差TB」を算出する。そして、電池ECU40は、時間差TAと時間差TBとを比較する。時間差TAが時間差TBよりも短い場合には、電池ECU40は、第1の同期ルールを採用する。第1の同期ルールでは、電池ECU40は、1回目の電圧VB1と1回目の電流IB1とに基づいてバッテリ10の内部抵抗を算出する。これに対し、図5に示すように、時間差TBが時間差TAよりも短い場合には、電池ECU40は、第2の同期ルールを採用し、1回目の電圧VB1と2回目の電流IB2とに基づいてバッテリ10の内部抵抗を算出する。
With reference to FIG. 4, in the present embodiment, the
このように、本実施の形態においては、電池ECU40は、ある電流IBの検出タイミングと、それに続く電圧VBの検出タイミングとの間の時間差TAを算出するとともに、その電圧VBの検出タイミングと、それに続く電流IBの検出タイミングとの間の時間差TBを算出する。そして、電池ECU40は、時間差が相対的に小さい方の電圧VBと電流IBとを組み合わせて内部抵抗を算出する。時間差が小さいほど、その間の電流IBの変化量も小さい可能性が高い。したがって、時間差(同期ずれ)に起因して生じる内部抵抗の誤差を低減し、内部抵抗の算出精度を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
ただし、本実施の形態に示す例では、電流IBの検出は電流センサ30の内部処理であるため、電池ECU40が電流IBの検出時刻(t21,t31等)を正確に取得することはできない。つまり、電池ECU40が時間差TA,TBを直接的に算出することは困難である。一方、電池ECU40は、電流IBを示す信号の受信開始時刻(t22,t32等)については正確に取得することができる。そして、電流IBを示す信号の受信開始時刻と電圧VBの検出時刻(t33,t33等)との間の時間差αに基づいて、時間差TAと時間差TBとの大小関係を判定することができる。より詳細には、電流センサ30の仕様(内部処理の所要時間など)に基づいて、閾値THを予め設定しておく。そうすると、時間差αが閾値TH以下である場合には、時間差TAの方が時間差TB以下になる。逆に、時間差αが閾値THよりも長い場合には、時間差TBの方が時間差TAよりも短くなる。
However, in the example shown in this embodiment, since the detection of the current IB is an internal process of the
なお、時間差αの設定手法は上記手法に限定されるものではない。たとえば、電圧VBの検出時刻(t23,t33等)と、その直後の電流IBを示す信号の受信終了時刻との間の時間差をαとしてもよい。 The method for setting the time difference α is not limited to the above method. For example, the time difference between the detection time of the voltage VB (t23, t33, etc.) and the reception end time of the signal indicating the current IB immediately after that may be α.
<内部抵抗算出フロー>
図6は、本実施の形態における内部抵抗算出処理を説明するためのフローチャートである。図6では、図中左側に電流センサ30により実行される処理を示し、中央に電池ECU40により実行される処理を示し、右側に電圧センサ20により実行される処理を示す。中央の処理は、所定の制御周期が経過する毎または所定条件が成立する度に電池ECU40によってメインルーチンから読み出されて繰り返し実行される。なお、電池ECU40により実行される各ステップ(以下、Sと略す)は、基本的には電池ECU40によるソフトウェア処理によって実現されるが、電池ECU40内に作製された専用のハードウェア(図示しない電子回路)によって実現されてもよい。
<Internal resistance calculation flow>
FIG. 6 is a flowchart for explaining the internal resistance calculation process in the present embodiment. In FIG. 6, the process executed by the
S11において、電流センサ30は、バッテリ10を流れる電流IBを検出する。その後、電流センサ30は、検出された電流IBに対して所定の内部処理(フィルタリング処理など)を行い(S12)、その処理結果を電池ECU40に送信する(S13)。この一連の処理は、電池ECU40からの指令に依存せず、電流センサ30が独立して実行する。
In S11, the
一方、S21において、電池ECU40は、バッテリ10の電圧VBを検出して出力するためのトリガとなる指令(出力指令)CMDを電圧センサ20に送信する。電圧センサ20は、電池ECU40からの出力指令CMDに応答して、バッテリ10の電圧VBを検出する(S31)。さらに、電圧センサ20は、検出された電圧VBに対して所定の内部処理(フィルタリング処理など)を行い(S32)、その処理結果を電池ECU40に送信する(S33)。
On the other hand, in S21, the
電池ECU40は、出力指令CMDの送信後に、電流センサ30から送信された電流IBを受信する(S22)。また、電池ECU40は、電圧センサ20から送信された電圧VBを受信する(S23)。電池ECU40は、受信した電圧VBおよび電流IBの値をメモリ42に一時的に格納する。
After transmitting the output command CMD, the
S24において、電池ECU40は、電流IBの受信開始時刻(S22の処理開始時刻)と、電圧VBの受信時刻(S23の処理終了時刻)との間の時間差αを算出する。そして、電池ECU40は、算出された時間差αを予め定められた閾値THと比較する(S25)。閾値αは、前述のように、時間差αが閾値TH以下である場合にはTA≦TBであり、時間差αが閾値THよりも長い場合にはTB<TAであるように定められている。
In S24, the
時間差αが閾値TH以下である場合(S25においてYES)、電池ECU40は、今回の演算周期で受信した電圧VB(n)と、今回の演算周期で受信した電流IB(n)とを組み合わせる第1の同期ルール(図4参照)に従って、今回の演算周期におけるバッテリ10の内部抵抗R(n)を算出する(S26)。なお、nとは、演算周期の番号を示す自然数である。
R(n)=VB(n)/IB(n) ・・・(1)
When the time difference α is equal to or less than the threshold value TH (YES in S25), the
R (n) = VB (n) / IB (n) ... (1)
一方、時間差αが閾値THよりも長い場合(S25においてNO)には、電池ECU40は、今回の演算周期で受信した電圧VB(n)と、前回の演算周期で受信した電流IB(n−1)とを組み合わせる第2の同期ルール(図5参照)に従って、今回の演算周期におけるバッテリ10の内部抵抗R(n)を算出する(S27)。
R(n)=VB(n)/IB(n−1) ・・・(2)
On the other hand, when the time difference α is longer than the threshold value TH (NO in S25), the
R (n) = VB (n) / IB (n-1) ... (2)
そして、S28において、電池ECU40は、S26またはS27の処理により算出された内部抵抗R(n)をバッテリ10の監視に用いたり、バッテリ10の充放電制御のためのHV−ECU90に出力したりする。
Then, in S28, the
以上のように、本実施の形態においては、電流検出時刻と電圧検出時刻との間の時間差(TA,TB等)に基づき、同期ずれ(Δt1〜t3等)が相対的に小さくなるように電圧VBと電流IBとを組み合わせる。上記時間差が小さいほど、その間に電流IBが変化していないか、たとえ電流IBが変化していてもその変化量が小さい可能性が高い。よって、演算周期毎に、連続する2回の演算周期のなかで時間差が小さい電圧VBと電流IBとの組合せを決定することにより、同期ずれに起因する内部抵抗の誤差を低減して内部抵抗の算出精度を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, the voltage is such that the synchronization deviation (Δt1 to t3, etc.) becomes relatively small based on the time difference (TA, TB, etc.) between the current detection time and the voltage detection time. Combine VB and current IB. The smaller the time difference is, the more likely it is that the current IB has not changed during that time, or that the amount of change is small even if the current IB has changed. Therefore, by determining the combination of the voltage VB and the current IB, which have a small time difference in two consecutive calculation cycles for each calculation cycle, the error of the internal resistance due to the synchronization deviation is reduced and the internal resistance The calculation accuracy can be improved.
なお、本実施の形態ではバッテリ10の電圧VBと電流IBとから内部抵抗を算出する構成を例に説明したが、電圧VBと電流IBとの同時性を要求される他のパラメータを算出してもよい。具体的は、予め求められたSOC(State Of Charge)−OCV(Open Circuit Voltage)カーブを参照することでバッテリ10のSOCをする際には、バッテリの電圧VB(CCV:Closed Circuit Voltage)からオーム損(=IB×内部抵抗R)を減算することでOCVが算出される(OCV=VB−IB×R)。この場合には、電圧VBの検出時刻と電流IBの検出時刻との間の時間差が大きいと、OCVの算出精度が低下してしまう。そこで、前述の例と同様の処理により、OCVの算出精度を向上させることができる。
In the present embodiment, the configuration in which the internal resistance is calculated from the voltage VB and the current IB of the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the scope of claims rather than the description of the embodiment described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
100 車両、1 蓄電システム、10 バッテリ、20 電圧センサ、30 電流センサ、21,31 A/Dコンバータ、22,32 フィルタ、33 ドライバ、40 電池ECU、41 CPU、411 ソフトフィルタ、42 メモリ、43 入出力ポート、IN1,IN2 入力ポート、OUT1 出力ポート、52 コンバータ、61,62 インバータ、71,72 モータジェネレータ、81 エンジン、82 動力分割装置、83 駆動輪、C1,C2 平滑コンデンサ、PL1,PL2 正極線、NL 負極線。 100 vehicles, 1 power storage system, 10 batteries, 20 voltage sensors, 30 current sensors, 21,31 A / D converters, 22, 32 filters, 33 drivers, 40 battery ECUs, 41 CPUs, 411 soft filters, 42 memories, 43 inputs Output port, IN1, IN2 input port, OUT1 output port, 52 converter, 61,62 inverter, 71,72 motor generator, 81 engine, 82 power divider, 83 drive wheel, C1, C2 smoothing capacitor, PL1, PL2 positive electrode line , NL negative electrode wire.
Claims (1)
前記蓄電装置の電圧を繰り返し検出し、その検出結果を示す信号を出力する電圧センサと、
前記蓄電装置に入出力される電流を繰り返し検出し、その検出結果を示す信号を出力する電流センサと、
前記電圧センサからの信号と前記電流センサからの信号とに基づいて、前記蓄電装置の状態を表すパラメータを算出する演算装置とを備え、
前記演算装置は、前記電流センサによる第1の電流検出時刻と、前記電圧センサによる電圧検出時刻と、前記電流センサによる第2の電流検出時刻とがこの順に並ぶ場合に、
前記電圧検出時刻と前記第1の電流検出時刻との間の時間差が、前記第2の電流検出時刻と前記電圧検出時刻との間の時間差よりも短いときには、前記電圧検出時刻における電圧値と前記第1の電流検出時刻における電流値と基づいて前記パラメータを算出する一方で、
前記電圧検出時刻と前記第1の電流検出時刻との間の時間差が、前記第2の電流検出時刻と前記電圧検出時刻との間の時間差よりも長いときには、前記電圧検出時刻における電圧値と前記第2の電流検出時刻における電流値と基づいて前記パラメータを算出する、蓄電システム。 Power storage device and
A voltage sensor that repeatedly detects the voltage of the power storage device and outputs a signal indicating the detection result,
A current sensor that repeatedly detects the current input / output to and from the power storage device and outputs a signal indicating the detection result.
A computing device for calculating a parameter representing the state of the power storage device based on the signal from the voltage sensor and the signal from the current sensor is provided.
In the arithmetic unit, when the first current detection time by the current sensor, the voltage detection time by the voltage sensor, and the second current detection time by the current sensor are arranged in this order,
When the time difference between the voltage detection time and the first current detection time is shorter than the time difference between the second current detection time and the voltage detection time, the voltage value at the voltage detection time and the said While calculating the parameter based on the current value at the first current detection time,
When the time difference between the voltage detection time and the first current detection time is longer than the time difference between the second current detection time and the voltage detection time, the voltage value at the voltage detection time and the said A power storage system that calculates the parameters based on the current value at the second current detection time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019079307A JP2020177813A (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Power storage system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019079307A JP2020177813A (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Power storage system |
Publications (1)
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ID=72937645
Family Applications (1)
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JP2019079307A Pending JP2020177813A (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Power storage system |
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2019
- 2019-04-18 JP JP2019079307A patent/JP2020177813A/en active Pending
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