JP2022086261A - Charge rate estimation device and charge rate estimation method for power storage elements - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、開回路電圧変化の小さな平坦領域と大きな変化領域とが充電率変化に対して現れる蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法に関する。 The present invention relates to a charge rate estimation device and a charge rate estimation method for a power storage element in which a flat region with a small change in open circuit voltage and a large change region appear with respect to a change in the charge rate.
従来、この種の充電率推定装置および充電率推定方法としては、例えば、特許文献1に開示された状態推定装置、状態推定方法がある。
Conventionally, as this kind of charge rate estimation device and charge rate estimation method, for example, there are a state estimation device and a state estimation method disclosed in
同文献に開示された状態推定装置、状態推定方法は、同文献の図2に示される二次電池のSOC-OCV特性を利用する。このSOC-OCV特性は、横軸をSOC(充電率)、縦軸をOCV(開回路電圧)として表され、SOC変化に対するOCV変化を二次電池の開回路電圧特性として表す。二次電池は、このSOC-OCV特性に示されるように、SOC変化に対するOCV変化が相対的に小さな平坦領域と大きな変化領域とを有する。同文献に開示された状態推定装置、状態推定方法では、同文献の図6に示されるように、SOC変化に対するOCV変化が大きな変化領域では、電流積算法によって推定されるSOCをカルマンフィルタを用いて補正する。また、SOC変化に対するOCV変化が小さな平坦領域では、電流積算法によって推定されるSOCを補正せず、電流積算法によって推定されるSOCをその時点におけるSOCとする。 The state estimation device and state estimation method disclosed in the same document utilize the SOC-OCV characteristics of the secondary battery shown in FIG. 2 of the same document. The SOC-OCV characteristic is represented by an SOC (charge rate) on the horizontal axis and an OCV (open circuit voltage) on the vertical axis, and the OCV change with respect to the SOC change is represented as the open circuit voltage characteristic of the secondary battery. As shown in this SOC-OCV characteristic, the secondary battery has a flat region in which the OCV change with respect to the SOC change is relatively small and a large change region. In the state estimation device and state estimation method disclosed in the same document, as shown in FIG. 6 of the same document, in the change region where the OCV change with respect to the SOC change is large, the SOC estimated by the current integration method is subjected to the Kalman filter. to correct. Further, in a flat region where the OCV change with respect to the SOC change is small, the SOC estimated by the current integration method is not corrected, and the SOC estimated by the current integration method is used as the SOC at that time.
また、このような二次電池を蓄電素子とする電池パックの実際の運用として、充放電が休止期間を挟んで繰り返される各充放電サイクルにおいて、充電期間または放電期間から休止期間に移行するタイミングでOCVが測定される場合がある。そして、測定されたOCVに対応するSOCが、予め記憶されているSOC-OCV対応表から特定され、特定されたSOCが休止期間の終了タイミングにおけるSOCと推定されて、休止期間移行タイミングにおける初期のSOCが補正される場合がある。 Further, as an actual operation of a battery pack using such a secondary battery as a power storage element, in each charge / discharge cycle in which charge / discharge is repeated with a pause period in between, the charge period or the timing of transition from the discharge period to the pause period OCV may be measured. Then, the SOC corresponding to the measured OCV is specified from the SOC-OCV correspondence table stored in advance, and the specified SOC is estimated to be the SOC at the end timing of the rest period, and the initial SOC at the rest period transition timing is estimated. SOC may be corrected.
しかしながら、二次電池のSOC-OCV特性は、SOC変化に対するOCV変化が相対的に小さな平坦領域では、OCVのわずかな変化に対応してSOCは大きく変化する。また、OCVの値は、二次電池の充放電の履歴によってヒステリシスが生じ、そのヒステリシスに起因して充放電の経過サイクル数に応じてその測定値が変化する。したがって、OCV変化が相対的に小さな平坦領域で、OCVの測定値からSOC-OCV特性に基づいてSOCを推定すると、推定するSOCに誤差が生じる。この誤差は、充放電1サイクル毎に上記のヒステリシスの影響を受けて、推定するSOCに大きく生じる。 However, the SOC-OCV characteristics of the secondary battery change significantly in the flat region where the OCV change with respect to the SOC change is relatively small in response to a slight change in the OCV. Further, the value of OCV causes hysteresis due to the history of charging / discharging of the secondary battery, and the measured value changes according to the number of elapsed cycles of charging / discharging due to the hysteresis. Therefore, if the SOC is estimated based on the SOC-OCV characteristics from the measured value of the OCV in the flat region where the OCV change is relatively small, an error occurs in the estimated SOC. This error is greatly affected by the above-mentioned hysteresis in each charge / discharge cycle, and greatly occurs in the estimated SOC.
この現象は、特にオリビン系のリチウムイオン二次電池において顕著に現れ、オリビン系のリチウムイオン二次電池が持つSOC-OCV特性の平坦領域では、OCVが数mVずれるだけで、SOCには数10%の誤差が生じる。このため、OCV変化が相対的に小さな平坦領域で、OCVの測定値からSOC-OCV特性に基づいてSOCを推定し、推定したSOCに基づいて二次電池のそのときのOCV特性が平坦領域にあるか変化領域にあるかを判定すると、その正確な判定を行えない。 This phenomenon is particularly remarkable in the olivine-based lithium-ion secondary battery, and in the flat region of the SOC-OCV characteristics of the olivine-based lithium-ion secondary battery, the OCV is only deviated by a few mV, and the SOC is tens of tens. % Error occurs. Therefore, in a flat region where the OCV change is relatively small, the SOC is estimated from the measured value of OCV based on the SOC-OCV characteristics, and the OCV characteristics of the secondary battery at that time are in the flat region based on the estimated SOC. If it is determined whether it is in the change area or not, the accurate determination cannot be made.
よって、上記従来の特許文献1に開示された、オリビン系リチウムイオン二次電池がSOC-OCV特性の平坦領域にあるか変化領域にあるかに基づいてSOCを推定する状態推定装置、状態推定方法では、SOCを信頼性高く推定することができない。
また、上記従来の電池パックの実際の運用では、OCV値の測定がOCV変化の相対的に小さな平坦領域で行われると、予め記憶されているSOC-OCV対応表からOCVの測定値によって特定されるSOCは、誤差を大きく含んだものとなる。
Therefore, a state estimation device and a state estimation method for estimating SOC based on whether the olivine-based lithium ion secondary battery is in the flat region or the changing region of the SOC-OCV characteristics disclosed in the above-mentioned
Further, in the actual operation of the conventional battery pack, when the OCV value is measured in a flat region where the OCV change is relatively small, it is specified by the OCV measurement value from the SOC-OCV correspondence table stored in advance. SOC includes a large amount of error.
本発明は、以上の点を鑑みてなされたもので、OCV変化の小さな平坦領域と大きな変化領域とがSOC変化に対して現れる蓄電素子について、SOCを信頼性高く推定することのできる充電率推定装置および充電率推定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is a charge rate estimation capable of estimating SOC with high reliability for a power storage element in which a flat region with a small OCV change and a large change region appear with respect to an SOC change. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for estimating a charge rate.
このために本発明は、
開回路電圧変化の相対的に小さな平坦領域と大きな変化領域とが充電率変化に対して現れる開回路電圧特性を有する蓄電素子に流れる電流を測定する電流測定部と、
蓄電素子の端子間電圧を測定する電圧測定部と、
蓄電素子の充電率を推定する充電率推定部と、
充電率推定部によって推定された蓄電素子の充電率を補正する充電率補正部と、
電流測定部によって測定される蓄電素子に流れる電流と電圧測定部によって測定される蓄電素子の端子間電圧とから蓄電素子の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、
内部抵抗値算出部によって算出される内部抵抗値が所定値以下の場合、充電率推定部によって推定される充電率を蓄電素子の充電率とする充電率是正部と
を備える蓄電素子の充電率推定装置を構成した。
To this end, the present invention
A current measuring unit that measures the current flowing through a power storage element having an open circuit voltage characteristic in which a relatively small flat region and a large change region of the open circuit voltage change appear with respect to a change in the charge rate.
A voltage measuring unit that measures the voltage between the terminals of the power storage element,
A charge rate estimation unit that estimates the charge rate of the power storage element,
A charge rate correction unit that corrects the charge rate of the power storage element estimated by the charge rate estimation unit, and a charge rate correction unit.
An internal resistance value calculation unit that calculates the internal resistance value of the power storage element from the current flowing through the power storage element measured by the current measurement unit and the voltage between the terminals of the power storage element measured by the voltage measurement unit.
When the internal resistance value calculated by the internal resistance value calculation unit is equal to or less than a predetermined value, the charge rate estimation of the power storage element including the charge rate correction unit using the charge rate estimated by the charge rate estimation unit as the charge rate of the power storage element. The device was configured.
また、本発明は、
開回路電圧変化の相対的に小さな平坦領域と大きな変化領域とが充電率変化に対して現れる開回路電圧特性を有する蓄電素子に流れる電流を電流測定部によって測定する電流測定ステップと、
蓄電素子の充電率を推定する充電率推定ステップと、
充電率推定ステップにおいて推定された蓄電素子の充電率を補正する充電率補正ステップと、
電流測定部によって測定される蓄電素子に流れる電流と電圧測定部によって測定される蓄電素子の端子間電圧とから蓄電素子の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出ステップと、
内部抵抗値算出ステップにおいて算出される内部抵抗値が所定値以下の場合、充電率推定ステップにおいて推定される充電率を蓄電素子の充電率とする充電率是正ステップと
を備える蓄電素子の充電率推定方法を構成した。
Further, the present invention
A current measurement step in which a current measuring unit measures the current flowing through a power storage element having an open circuit voltage characteristic in which a relatively small flat region and a large change region of the open circuit voltage change appear with respect to a change in charge rate.
The charge rate estimation step for estimating the charge rate of the power storage element, and
A charge rate correction step that corrects the charge rate of the power storage element estimated in the charge rate estimation step, and a charge rate correction step.
An internal resistance value calculation step that calculates the internal resistance value of the power storage element from the current flowing through the power storage element measured by the current measurement unit and the voltage between the terminals of the power storage element measured by the voltage measurement unit.
When the internal resistance value calculated in the internal resistance value calculation step is equal to or less than a predetermined value, the charge rate estimation of the power storage element including the charge rate correction step in which the charge rate estimated in the charge rate estimation step is the charge rate of the power storage element. Constructed the method.
これらの構成によれば、内部抵抗値算出部または内部抵抗値算出ステップによって算出される内部抵抗値が所定値以下の場合、蓄電素子は、充電率に対する開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域の状態にあると、判断される。充電率に対する開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域では、蓄電素子の内部抵抗値は、開回路電圧変化の大きな変化領域に比べて小さくなる。また、蓄電素子の内部抵抗値には、充電率のように充放電の履歴によって大きなヒステリシスは生じない。 According to these configurations, when the internal resistance value calculated by the internal resistance value calculation unit or the internal resistance value calculation step is equal to or less than a predetermined value, the power storage element has a characteristic of the open circuit voltage with respect to the charge rate of the change in the open circuit voltage. It is judged to be in the state of a small flat area. In the flat region where the characteristic of the open circuit voltage with respect to the charge rate is small in the open circuit voltage change, the internal resistance value of the power storage element is smaller than in the change region in which the open circuit voltage change is large. Further, the internal resistance value of the power storage element does not have a large hysteresis due to the history of charge / discharge unlike the charge rate.
したがって、本構成によれば、算出される内部抵抗値が所定値と比べられることで、充電率に対する開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域の状態にあるか大きな変化領域の状態にあるかが、充電率是正部または充電率是正ステップによって正確に判断される。そして、開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域の状態にあると判断されると、充電率補正部または充電率補正ステップによって補正されて得られる補正充電率には大きな誤差が含まれるものとされて、充電率推定部または充電率推定ステップによって推定される充電率が、そのときの蓄電素子の充電率とされる。 Therefore, according to this configuration, the calculated internal resistance value is compared with the predetermined value, so that the characteristic of the open circuit voltage with respect to the charge rate is in the state of the flat region where the change in the open circuit voltage is small or in the state of the large change region. Is accurately determined by the charge rate correction unit or the charge rate correction step. When it is determined that the characteristics of the open circuit voltage are in a flat region where the change in the open circuit voltage is small, the corrected charge rate obtained by being corrected by the charge rate correction unit or the charge rate correction step includes a large error. The charge rate estimated by the charge rate estimation unit or the charge rate estimation step is taken as the charge rate of the power storage element at that time.
このため、開回路電圧変化の小さな平坦領域と大きな変化領域とが充電率変化に対して現れる蓄電素子について、充電率を信頼性高く推定することのできる充電率推定装置および充電率推定方法を提供することが可能となる。 For this reason, we provide a charge rate estimation device and a charge rate estimation method that can reliably estimate the charge rate for a power storage element in which a flat region with a small change in open circuit voltage and a large change region appear with respect to a change in the charge rate. It becomes possible to do.
また、本発明は、
蓄電素子に流れる電流が所定の期間にわたって電流測定部によって測定されないで蓄電素子が休止期間に入ったかを判定する休止期間判定部と、
充電率推定部によって推定される充電率を記憶する推定充電率記憶部と、
充電率補正部によって補正される充電率を記憶する補正充電率記憶部と、
休止期間中に蓄電素子に電流が流れ始めるのが電流測定部によって測定されて休止期間が終了したかを判定する休止期間終了判定部とを備え、
推定充電率記憶部が、蓄電素子が休止期間に入ったと休止期間判定部によって判定されるときに充電率推定部によって推定される充電率を初期充電率として記憶し、
内部抵抗値算出部が、休止期間中に蓄電素子に流れ始める電流とそのときに電圧測定部によって測定される蓄電素子の端子間電圧とから蓄電素子の内部抵抗値を算出し、
充電率是正部が、内部抵抗値算出部によって算出される内部抵抗値が前記所定値以下の場合、推定充電率記憶部に記憶される初期充電率を休止期間の終了時における蓄電素子の充電率とする
ことを特徴とする。
Further, the present invention
A pause period determination unit that determines whether the storage element has entered a pause period without being measured by the current measuring unit for a predetermined period of time.
An estimated charge rate storage unit that stores the charge rate estimated by the charge rate estimation unit,
A corrected charge rate storage unit that stores the charge rate corrected by the charge rate correction unit,
It is equipped with a pause period end determination unit that measures whether the current starts to flow in the power storage element during the pause period and determines whether the pause period has ended.
The estimated charge rate storage unit stores the charge rate estimated by the charge rate estimation unit as the initial charge rate when the pause period determination unit determines that the power storage element has entered the pause period.
The internal resistance value calculation unit calculates the internal resistance value of the power storage element from the current that begins to flow in the power storage element during the pause period and the voltage between the terminals of the power storage element measured by the voltage measurement unit at that time.
When the internal resistance value calculated by the internal resistance value calculation unit is equal to or less than the predetermined value, the charge rate correction unit sets the initial charge rate stored in the estimated charge rate storage unit as the charge rate of the power storage element at the end of the pause period. It is characterized by the fact that.
また、本発明は、
蓄電素子に流れる電流が所定の期間にわたって電流測定部によって測定されないで蓄電素子が休止期間に入ったかを判定する休止期間判定ステップと、
充電率推定ステップにおいて推定される充電率を推定充電率記憶部に記憶する推定充電率記憶ステップと、
充電率補正ステップにおいて補正される充電率を補正充電率記憶部に記憶する補正充電率記憶ステップと、
休止期間中に蓄電素子に電流が流れ始めるのが電流測定部によって測定されて休止期間が終了したかを判定する休止期間終了判定ステップとを備え、
推定充電率記憶ステップが、蓄電素子が休止期間に入ったと休止期間判定ステップにおいて判定されるときに充電率推定ステップにおいて推定される充電率を初期充電率として記憶し、
内部抵抗値算出ステップが、休止期間中に蓄電素子に流れ始める電流とそのときに電圧測定部によって測定される蓄電素子の端子間電圧とから蓄電素子の内部抵抗値を算出し、
充電率是正ステップが、内部抵抗値算出ステップにおいて算出される内部抵抗値が前記所定値以下の場合、推定充電率記憶部に記憶される初期充電率を休止期間の終了時における蓄電素子の充電率とする
ことを特徴とする。
Further, the present invention
A pause period determination step for determining whether the storage element has entered a pause period without being measured by the current measuring unit for a predetermined period of time, and a pause period determination step.
An estimated charge rate storage step that stores the estimated charge rate in the charge rate estimation step in the estimated charge rate storage unit, and an estimated charge rate storage step.
A correction charge rate storage step for storing the charge rate corrected in the charge rate correction step in the correction charge rate storage unit, and a correction charge rate storage step.
It is provided with a pause period end determination step in which it is measured by the current measuring unit that the current starts to flow in the power storage element during the pause period and it is determined whether the pause period has ended.
When the estimated charge rate storage step determines in the pause period determination step that the power storage element has entered the pause period, the charge rate estimated in the charge rate estimation step is stored as the initial charge rate.
The internal resistance value calculation step calculates the internal resistance value of the power storage element from the current that starts flowing to the power storage element during the pause period and the voltage between the terminals of the power storage element measured by the voltage measuring unit at that time.
When the internal resistance value calculated in the internal resistance value calculation step is equal to or less than the predetermined value in the charge rate correction step, the initial charge rate stored in the estimated charge rate storage unit is set to the charge rate of the power storage element at the end of the pause period. It is characterized by the fact that.
これらの構成によれば、蓄電素子が休止期間に入ったと休止期間判定部または休止期間判定ステップによって判定されるときに充電率推定部または充電率推定ステップによって推定される充電率が初期充電率として推定充電率記憶部に記憶される。また、休止期間終了判定部または休止期間終了判定ステップによって休止期間が終了したものと判断されるときの内部抵抗値が内部抵抗値算出部または内部抵抗値算出ステップによって算出され、算出される内部抵抗値が所定値以下か、判定される。内部抵抗値が所定値以下と判定される場合、充電率是正部または充電率是正ステップにより、推定充電率記憶部に記憶される初期充電率が休止期間の終了時における蓄電素子の充電率とされる。 According to these configurations, the charge rate estimated by the charge rate estimation unit or the charge rate estimation step when it is determined by the pause period determination unit or the pause period determination step that the power storage element has entered the pause period is used as the initial charge rate. It is stored in the estimated charge rate storage unit. In addition, the internal resistance value when the pause period end determination unit or the pause period end determination step determines that the pause period has ended is calculated by the internal resistance value calculation unit or the internal resistance value calculation step, and the internal resistance is calculated. It is determined whether the value is equal to or less than the predetermined value. When it is determined that the internal resistance value is equal to or less than a predetermined value, the initial charge rate stored in the estimated charge rate storage unit is set as the charge rate of the power storage element at the end of the pause period by the charge rate correction unit or the charge rate correction step. To.
このため、開回路電圧変化の小さな平坦領域と大きな変化領域とが充電率変化に対して現れる蓄電素子を用いて構成される電池パックの実際の運用において、電池パックの休止期間の終了時における充電率を信頼性高く推定することができるようになる。 For this reason, in the actual operation of a battery pack composed of a storage element in which a flat region with a small change in the open circuit voltage and a large change region appear with respect to a change in the charge rate, charging at the end of the pause period of the battery pack The rate can be estimated with high reliability.
また、本発明は、
開回路電圧特性を各充電率の値に対する開回路電圧の値として記憶する開回路電圧特性記憶部を備え、
充電率推定部が、電流積算法で蓄電素子の充電率を推定し、
充電率補正部が、充電率推定部によって推定された蓄電素子の充電率を、電圧測定部によって測定される開回路電圧の値に対応して開回路電圧特性記憶部に記憶される充電率に補正する
ことを特徴とする。
Further, the present invention
It is equipped with an open circuit voltage characteristic storage unit that stores the open circuit voltage characteristics as the value of the open circuit voltage for each charge rate value.
The charge rate estimation unit estimates the charge rate of the power storage element by the current integration method.
The charge rate correction unit converts the charge rate of the power storage element estimated by the charge rate estimation unit into the charge rate stored in the open circuit voltage characteristic storage unit corresponding to the value of the open circuit voltage measured by the voltage measurement unit. It is characterized by correction.
また、本発明は、
開回路電圧特性を各充電率の値に対する開回路電圧の値として開回路電圧特性記憶部に記憶する開回路電圧特性記憶ステップを備え、
充電率推定ステップが、電流積算法で蓄電素子の充電率を推定し、
充電率補正ステップが、充電率推定ステップにおいて推定された蓄電素子の充電率を、電圧測定部によって測定される開回路電圧の値に対応して開回路電圧特性記憶部に記憶される充電率に補正する
ことを特徴とする。
Further, the present invention
It is equipped with an open circuit voltage characteristic storage step that stores the open circuit voltage characteristics as the open circuit voltage value for each charge rate value in the open circuit voltage characteristic storage unit.
The charge rate estimation step estimates the charge rate of the power storage element by the current integration method.
The charge rate correction step converts the charge rate of the power storage element estimated in the charge rate estimation step into the charge rate stored in the open circuit voltage characteristic storage unit corresponding to the value of the open circuit voltage measured by the voltage measurement unit. It is characterized by correction.
これらの構成によれば、充電率補正部または充電率補正ステップによる充電率の補正は、充電率推定部または充電率推定ステップによって電流積算法で推定された蓄電素子の充電率が、電圧測定部によって測定される開回路電圧の値に対応して開回路電圧特性記憶部に記憶される充電率にされることで、行われる。 According to these configurations, the charge rate correction by the charge rate correction unit or the charge rate correction step is such that the charge rate of the power storage element estimated by the current integration method by the charge rate estimation unit or the charge rate estimation step is the voltage measurement unit. It is performed by setting the charge rate stored in the open circuit voltage characteristic storage unit corresponding to the value of the open circuit voltage measured by.
また、本発明は、
充電率推定部が、電流積算法で蓄電素子の充電率を推定し、
充電率補正部が、充電率推定部によって推定される充電率をカルマンフィルタを用いて補正することを特徴とする。
Further, the present invention
The charge rate estimation unit estimates the charge rate of the power storage element by the current integration method.
The charge rate correction unit is characterized in that the charge rate estimated by the charge rate estimation unit is corrected by using a Kalman filter.
また、本発明は、
充電率推定ステップが、電流積算法で蓄電素子の充電率を推定し、
充電率補正ステップが、充電率推定ステップにおいて推定される充電率をカルマンフィルタを用いて補正する
ことを特徴とする。
Further, the present invention
The charge rate estimation step estimates the charge rate of the power storage element by the current integration method.
The charge rate correction step is characterized in that the charge rate estimated in the charge rate estimation step is corrected by using a Kalman filter.
これらの構成によれば、充電率補正部または充電率補正ステップによる充電率の補正は、充電率推定部または充電率推定ステップによって電流積算法で推定された蓄電素子の充電率が、カルマンフィルタを用いて補正されることで、行われる。 According to these configurations, the charge rate is corrected by the charge rate correction unit or the charge rate correction step, and the charge rate of the power storage element estimated by the current integration method by the charge rate estimation unit or the charge rate estimation step uses the Kalman filter. It is done by being corrected.
本発明によれば、上記のように、開回路電圧変化の小さな平坦領域と大きな変化領域とが充電率変化に対して現れる蓄電素子について、充電率を信頼性高く推定できる充電率推定装置および充電率推定方法を提供することができる。 According to the present invention, as described above, for a power storage element in which a flat region with a small change in open circuit voltage and a large change region appear with respect to a change in the charge rate, a charge rate estimation device and a charge capable of estimating the charge rate with high reliability. A rate estimation method can be provided.
次に、本発明の一実施の形態による蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法について説明する。 Next, a charge rate estimation device and a charge rate estimation method for the power storage element according to the embodiment of the present invention will be described.
図1は、一実施形態による蓄電素子の充電率推定装置1を備える電池パック2の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
電池パック2は、例えば、電気自動車や小型船舶等における、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給する。電池パック2は、組電池3、電流センサ4、および組電池3を管理するバッテリ・マネジメント・ユニット(BMU)5を有する。これら電流センサ4およびBMU5は充電率推定装置1を構成する。
The
組電池3は、二次電池31から構成されるラミネートセルが複数積層されて直列に接続されて構成されており、各二次電池31を蓄電素子としている。本実施形態では、各二次電池31はオリビン系(リン酸鉄)リチウムイオン二次電池(LFP)であり、充電率(SOC)変化に対する開回路電圧(OCV)変化が、図2のグラフに示すSOC-OCV特性を示す。同グラフの横軸はSOC[%]、縦軸はOCV[mV]であり、同グラフにはSOC-OCV曲線Aが表されている。各二次電池31は、このSOC-OCV特性に示されるように、SOC変化に対するOCV変化が相対的に小さな平坦領域Lと大きな変化領域Hとを有する開回路電圧特性を示す。平坦領域Lは、SOC変化に対するOCV変化が例えば0.5[mV/%]以下の領域に設定される。
The assembled battery 3 is configured by laminating a plurality of laminated cells composed of a
なお、充電率とは、二次電池31の満充電容量に対する残存容量の比率[%]であり、SOC(State Of Charge)と呼ばれる。また、開回路電圧とは、二次電池31に電流が流れていないときにおける二次電池31の端子間電圧であり、OCV(Open Circuit Voltage)と呼ばれる。
The charge rate is the ratio [%] of the remaining capacity to the fully charged capacity of the
各二次電池31および電流センサ4は配線6を介して直列に接続されており、例えば電気自動車等に搭載された充電器7、または電気自動車等の内部に設けられた動力源等の負荷7に接続される。充電器7は組電池3を充電し、また、負荷7は組電池3から電力の供給を受けて電力を消費する。
Each
電流センサ4は各二次電池31に流れる電流を測定する電流測定部を構成する。電流センサ4は、各二次電池31の電流値を一定周期で計測し、計測した電流計測値のデータをBMU5内の制御部51に対して送信する。BMU5は、制御部51、電圧検出回路52および温度センサ53を備える。制御部51は、中央処理装置(CPU)51a、メモリ51bおよび通信部51cを含んで構成される。通信部51cは、電気自動車や小型船舶等に搭載されるECU(Electronic Control Unit)8と通信し、二次電池31に関する情報をECU8へ送信したりする。電圧検出回路52は、検出ラインを介して各二次電池31の両端にそれぞれ接続され、制御部51からの指示に応答して各二次電池31の端子間電圧を測定する電圧測定部を構成する。温度センサ53は、接触式あるいは非接触式で、各二次電池31の温度T[℃]を測定する。
The
制御部51内のメモリ51bには、一実施形態による蓄電素子の充電率推定方法を実行するためのコンピュータプログラム、およびそのプログラムを実行するのに必要なデータが予め記憶されている。このコンピュータプログラムにしたがったCPU51aの回路各部に対する制御により、制御部51内には各種の機能ブロックが構成される。この機能ブロックには、充電率推定部51d、充電率補正部51e、内部抵抗値算出部51f、および充電率是正部51gがある。
In the
充電率推定部51dは、各二次電池31の充電率を推定する機能を果たす。また、充電率補正部51eは、充電率推定部51dによって推定された各二次電池31の充電率を補正する機能を果たす。内部抵抗値算出部51fは、電流センサ4によって測定される二次電池31に流れる電流と、電圧検出回路52によって測定される二次電池31の端子間電圧とから、各二次電池31の直流内部抵抗(DCR)値を算出する機能を果たす。充電率是正部51gは、内部抵抗値算出部51fによって算出される直流内部抵抗値が後述する所定値y以下の場合、充電率推定部51dによって推定される充電率を二次電池31の充電率とする機能を果たす。
The charge
また、メモリ51bは、充電率推定部51dによって推定される充電率を記憶する推定充電率記憶部、および、充電率補正部51eによって補正される充電率を記憶する補正充電率記憶部を構成する。また、メモリ51bは、図2に示される開回路電圧特性を記憶する開回路電圧特性記憶部を構成し、メモリ51bには、図3に示されるように、各充電率(SOC[%])の値に対して開回路電圧OCV[mV]の値を対応づけるSOC-OCVテーブルが予め記憶されている。図2に示す平坦領域Lは、同テーブルに示すSOCが40~70[%]のときの各OCV[mV]の値で表される特性に相当する。さらに、メモリ51bには、各充電率(SOC[%])の値に対して測定される直流内部抵抗(DCR)[mΩ]の値を記憶する、図示しないSOC-DCRテーブルが予め記憶されている。
Further, the
図4に示すグラフには、メモリ51bが記憶するSOC-DCRテーブルの各値によってプロットされるSOC-DCR曲線Bが、図2に示すSOC-OCV曲線Aに重ねて表されている。SOC-OCV曲線Aは実線で表され、SOC-DCR曲線Bは破線で表されている。同グラフの横軸はSOC[%]、左側の縦軸はOCV[mV]、右側の縦軸はDCR[mΩ]である。同グラフ中における矢印は、各曲線A,Bが左右どちらの縦軸に対応しているかを示している。
In the graph shown in FIG. 4, the SOC-DCR curve B plotted by each value of the SOC-DCR table stored in the
同グラフに示されるSOC-DCR曲線Bから、二次電池31の直流内部抵抗値は、開回路電圧の平坦領域Lにおいては、開回路電圧の変化領域Hに比べて小さく、一定値y[mΩ]より小さくなることが、理解される。平坦領域Lは、SOC-OCV曲線Aにおいて、充電率変化に対する開回路電圧変化が所定範囲、例えば0.5[mV/%]以下となる領域に設定される。一定値y[mΩ]は、このようにSOC-OCV曲線Aにおいて設定された平坦領域LをSOC-DCR曲線Bにおいて画定するものであり、本実施形態では、充電率是正部51gが比較する直流内部抵抗値の所定値とされる。しかし、本発明は、直流内部抵抗値の所定値の定め方はこれに限定されるものでなく、SOC-DCR曲線Bにおいて、平坦領域Lの充電率変化に対応して二次電池31が呈する、一定値y[mΩ]より小さな範囲の直流内部抵抗値から、直流内部抵抗値の所定値を必要に応じて変更するようにしてもよい。
From the SOC-DCR curve B shown in the graph, the DC internal resistance value of the
また、本実施形態では、充電率推定部51dは、電流積算法で二次電池31の充電率を推定する。充電率補正部51eは、充電率推定部51dによって推定された二次電池31の充電率を、電圧検出回路52によって測定される開回路電圧の値に対応して開回路電圧特性記憶部に記憶される充電率(図3参照)に、補正する。
Further, in the present embodiment, the charge
また、本実施形態では、メモリ51bに記憶されるコンピュータプログラムにより、制御部51内には図1に示すように休止期間判定部51hおよび休止期間終了判定部51iの機能ブロックが構成される。休止期間判定部51hは、二次電池31に流れる電流が所定の期間にわたって電流センサ4によって測定されないで、二次電池31が休止期間に入ったかを判定する機能を果たす。休止期間終了判定部51iは、休止期間中に二次電池31に電流が流れ始めるのが電流センサ4によって測定されて、休止期間が終了したかを判定する機能を果たす。
Further, in the present embodiment, the computer program stored in the
推定充電率記憶部には、二次電池31が休止期間に入ったと休止期間判定部51hによって判定されるときに充電率推定部51dによって推定される充電率が、初期充電率として記憶される。内部抵抗値算出部51fは、休止期間中に二次電池31に流れ始める電流と、そのときに電圧検出回路52によって測定される二次電池31の端子間電圧とから、二次電池31の直流内部抵抗値を算出する。充電率是正部51gは、内部抵抗値算出部51fによって算出される内部抵抗値が所定値y以下の場合、推定充電率記憶部に記憶される初期充電率を休止期間の終了時における二次電池31の充電率とする。
In the estimated charge rate storage unit, the charge rate estimated by the charge
図5は、一実施形態による蓄電素子の充電率推定方法の処理の概略を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing an outline of the process of the charge rate estimation method of the power storage element according to the embodiment.
最初に、CPU51aによって各二次電池31の現在のSOC値が取得される(ステップ101参照)。次に、充電率推定部51dによって各二次電池31のSOC値が電流積算法で推定される(ステップ102参照)。このステップ102の充電率推定ステップにおいて推定される充電率は推定充電率記憶部に記憶される。次に、各二次電池31に流れる電流値が電流センサ4によって測定されて、取得される(ステップ103参照)。そして、各二次電池31に流れる電流が所定の期間にわたってゼロになって電流センサ4によって測定されないで、各二次電池31が休止期間に入ったか否かが、休止期間判定部51hによって判定される(ステップ104参照)。本実施形態では、ステップ103で取得される電流値が一定時間以上、例えば2時間以上ゼロであるか否かが、制御部51内の図示しないクロック部が発生するクロックによって判定される。ステップ103で取得される電流値が一定時間以上ゼロでなくて、ステップ104の判定結果がNoである場合には、処理はステップ102に戻ってステップ102~ステップ104の処理が繰り返される。
First, the
一方、ステップ103で取得される電流値が一定時間以上ゼロになって、ステップ104の判定結果がYesになると、次に、各二次電池31が既に休止期間に入ったことが判定済みであるか否か、判断される(ステップ105参照)。最初にこのステップ105の処理が実行されるときには、各二次電池31が既に休止期間に入ったことが判定済みでないため、ステップ105の判断結果はNoとなる。この場合、各二次電池31が休止期間に入ったとステップ105の休止期間判定ステップにおいて判定される。そして、ステップ102の充電率推定ステップにおいて推定される充電率が休止期間突入時の充電率として取得され、取得されたこの充電率が推定充電率記憶部に初期充電率RSOCとして記憶される(ステップ106参照)。ステップ106のこの処理により、推定充電率記憶部に記憶される充電率SOCが初期充電率RSOCとされる(SOC=RSOC)。
On the other hand, when the current value acquired in
一方、各二次電池31が既に休止期間に入ったことが判定済みで、ステップ105の判定結果がYesの場合、次に、電圧検出回路52によって測定される二次電池31の端子間電圧から、開回路電圧(OCV)値が取得される(ステップ107参照)。次に、ステップ102の充電率推定ステップにおいて推定された各二次電池31の充電率が、ステップ107で取得される開回路電圧の値に対応して開回路電圧特性記憶部にSOC-OCV特性として記憶される充電率VSOCに、補正される(ステップ108参照)。ステップ108のこの処理により、補正充電率記憶部に記憶される充電率SOCが補正充電率VSOCとされる(SOC=VSOC)。ステップ108は、ステップ102の充電率推定ステップにおいて推定された二次電池31の充電率を補正する充電率補正ステップ、および、この充電率補正ステップにおいて補正される充電率を補正充電率記憶部に記憶する補正充電率記憶ステップを構成する。なお、開回路電圧特性記憶部には、図示しない開回路電圧特性記憶ステップにおいて、予め、各二次電池31について、各充電率の値に対する開回路電圧の値が開回路電圧特性として記憶されている。
On the other hand, if it has already been determined that each
次に、休止期間中に各二次電池31に電流が流れ始めるのが電流センサ4によって測定されて、各二次電池31に始動電流が流れたか否かが判断される(ステップ109参照)。このステップ109は、各二次電池31の休止期間が終了したか否かを判定する休止期間終了判定ステップを構成する。各二次電池31に始動電流が流れるのが検出されなくて、ステップ109の判断結果がNoである場合、処理はステップ105に戻ってステップ105~ステップ109の処理が繰り返される。
Next, it is measured by the
各二次電池31に始動電流が流れることにより生じる過渡応答が検出されて、ステップ109の判断結果がYesである場合、各二次電池31の休止期間が終了したと判断される。この場合、次に、電流センサ4によって測定される二次電池31に流れる電流と、電圧検出回路52によって測定される二次電池31の端子間電圧とから、内部抵抗値算出部51fによって二次電池31の直流内部抵抗値が算出される(ステップ110参照)。
When the transient response caused by the flow of the starting current through each
次に、ステップ110のこの内部抵抗値算出ステップにおいて算出される内部抵抗値が、平坦領域Lの充電率変化に対応して二次電池31が呈する範囲の内部抵抗値から選択される所定値y以下であるか否かが、判断される(ステップ111参照)。ステップ110で算出される内部抵抗値が所定値y以下の場合、ステップ111の判断結果はYesとなり、二次電池31の充電率SOCは、充電率是正部51gにより、推定充電率記憶部に記憶される初期充電率RSOCとされる(ステップ112参照)。また、ステップ110で算出される内部抵抗値が所定値y以下でない場合、ステップ111の判断結果はNoとなり、二次電池31の充電率SOCは、充電率是正部51gにより、補正充電率記憶部に記憶される補正充電率VSOCとされる(ステップ113参照)。ステップ111,112は、ステップ110の内部抵抗値算出ステップにおいて算出される内部抵抗値が所定値y以下の場合、ステップ102の充電率推定ステップにおいて推定される充電率を二次電池31の充電率とする充電率是正ステップを構成する。
Next, the internal resistance value calculated in this internal resistance value calculation step of
このような本実施形態による蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法によれば、内部抵抗値算出部51fおよびステップ110の内部抵抗値算出ステップによって算出される内部抵抗値が所定値y以下の場合、二次電池31は、充電率に対する開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域Lの状態にあると、判断される。充電率に対する開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域Lでは、二次電池31の内部抵抗値は、図4のグラフに示すように、開回路電圧変化の大きな変化領域Hに比べて小さくなる。また、二次電池31の内部抵抗値には、充電率のように充放電の履歴によって大きなヒステリシスは生じない。
According to the charge rate estimation device and the charge rate estimation method of the power storage element according to the present embodiment, the internal resistance value calculated by the internal resistance
したがって、本実施形態による蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法によれば、算出される内部抵抗値が所定値yと比べられることで、充電率に対する開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域Lの状態にあるか大きな変化領域Hの状態にあるかが、充電率是正部51gおよびステップ111,112の充電率是正ステップによって正確に判断される。ステップ102での電流積算法により推定される充電率は時間の経過とともに誤差が蓄積する。本発明では、例えば、特許文献1のように、推定した充電率からSOC-OCV特性を参照して平坦領域Lにあるか変化領域Hにあるかが判定される場合に比べて、領域判定の精度を高めることができる。そして、開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域Lの状態にあると判断されると、充電率補正部51eおよびステップ108の充電率補正ステップによって補正されて得られる補正充電率には、大きな誤差が含まれるものとされて、充電率推定部51dおよびステップ102の充電率推定ステップによって推定される充電率が、そのときの二次電池31の充電率とされる。
Therefore, according to the charge rate estimation device and the charge rate estimation method of the power storage element according to the present embodiment, the calculated internal resistance value is compared with the predetermined value y, so that the characteristic of the open circuit voltage with respect to the charge rate becomes the open circuit voltage. Whether it is in the state of the flat region L with a small change or the state of the flat region H with a large change is accurately determined by the charge
このため、開回路電圧変化の小さな平坦領域Lと大きな変化領域Hとが充電率変化に対して現れる二次電池31について、充電率を信頼性高く推定することのできる充電率推定装置および充電率推定方法を提供することが可能となる。
Therefore, for the
もしも、開回路電圧の特性が開回路電圧変化の小さな平坦領域Lの状態にあるときに、充電率補正部51eおよびステップ108の充電率補正ステップによって補正されて得られる補正充電率を採用すると、補正充電率には大きな誤差が含まれてしまう。つまり、図3に示すテーブルから、充電期間または放電期間から休止期間に移行するタイミングでOCVが例えば3320mVと測定されるとSOCは70%と補正され、二次電池31の充放電があるサイクル数繰り返された後、休止期間が終了するタイミングでOCVが例えば3306mVと測定されるとSOCは40%と補正されることとなり、補正充電率には30[%]の大きな誤差が生じる。このSOCの誤差は、充放電1サイクル毎に平坦領域LでOCVにヒステリシスによってずれが生じることに起因する。
If the corrected charge rate obtained by being corrected by the charge
また、本実施形態による蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法によれば、二次電池31が休止期間に入ったと休止期間判定部51hおよびステップ105の休止期間判定ステップによって判定されるときに、充電率推定部51dおよびステップ102の充電率推定ステップによって推定される充電率が初期充電率RSOCとして、推定充電率記憶部に記憶される。また、休止期間終了判定部51iおよびステップ109の休止期間終了判定ステップによって休止期間が終了したものと判断されるときの内部抵抗値が、内部抵抗値算出部51fおよびステップ108の内部抵抗値算出ステップによって算出され、算出される内部抵抗値が所定値y以下であるか、判定される。内部抵抗値が所定値y以下と判定される場合、充電率是正部51gおよびステップ111,112の充電率是正ステップにより、推定充電率記憶部に記憶される初期充電率RSOCが休止期間の終了時における二次電池31の充電率とされる。
Further, according to the charge rate estimation device and the charge rate estimation method of the power storage element according to the present embodiment, when it is determined by the pause
このため、開回路電圧変化の小さな平坦領域Lと大きな変化領域Hとが充電率変化に対して現れる二次電池31を用いて構成される電池パック20の実際の運用において、電池パック20の休止期間の終了時における充電率を信頼性高く推定することができるようになる。
Therefore, in the actual operation of the
なお、上記の実施形態では、充電率補正部51eおよびステップ108の充電率補正ステップによる充電率の補正は、充電率推定部51dおよびステップ102の充電率推定ステップによって電流積算法で推定された二次電池31の充電率が、電圧検出回路52によって測定される開回路電圧の値に対応して開回路電圧特性記憶部に記憶される充電率にされることで、行われる場合について、説明した。しかし、充電率補正部51eおよびステップ108の充電率補正ステップによる充電率の補正は、充電率推定部51dおよびステップ102の充電率推定ステップによって電流積算法で推定された二次電池31の充電率が、カルマンフィルタを用いて補正されることで、行われるように構成してもよい。この場合、充電率推定部51dおよび充電率推定ステップにおいて推定される充電率である「SOCの事前推定値」に対して、充電率補正部51eおよび充電率補正ステップにおいて、「カルマンゲイン」と「端子電圧の予測誤差」の積がカルマンフィルタによって加えられることにより、「SOCの事前推定値」が補正される。このような構成によっても、上記の実施形態による蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法と同様な作用効果が奏される。
In the above embodiment, the correction of the charge rate by the charge rate correction step of the charge
上記の実施形態による蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法は、二次電池31がLFPである場合について、説明した。しかし、本発明は二次電池31がLFPである場合に限定されるものではなく、開回路電圧変化の相対的に小さな平坦領域と大きな変化領域とが充電率変化に対して現れる開回路電圧特性を有する他の蓄電素子にも同様に適用することができる。そして、その場合においても、上記の実施形態による蓄電素子の充電率推定装置および充電率推定方法と同様な作用効果が奏される。
The charge rate estimation device and the charge rate estimation method of the power storage element according to the above embodiment have described the case where the
1:充電率推定装置
2:電池パック
3:組電池
31:二次電池(蓄電素子)
4:電流センサ(電流測定部)
5:バッテリ・マネジメント・ユニット(BMU)
51:制御部
51a:CPU
51b:メモリ(推定充電率記憶部、補正充電率記憶部、開回路電圧特性記憶部)
51d:充電率推定部
51e:充電率補正部
51f:内部抵抗算出部
51g:充電率是正部
51h:休止期間判定部
51i:休止期間終了判定部
1: Charge rate estimation device 2: Battery pack 3: Assembly battery 31: Secondary battery (storage element)
4: Current sensor (current measuring unit)
5: Battery Management Unit (BMU)
51:
51b: Memory (estimated charge rate storage unit, corrected charge rate storage unit, open circuit voltage characteristic storage unit)
51d: Charge
Claims (8)
前記蓄電素子の端子間電圧を測定する電圧測定部と、
前記蓄電素子の充電率を推定する充電率推定部と、
前記充電率推定部によって推定された前記蓄電素子の充電率を補正する充電率補正部と、
前記電流測定部によって測定される前記蓄電素子に流れる電流と前記電圧測定部によって測定される前記蓄電素子の端子間電圧とから前記蓄電素子の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、
前記内部抵抗値算出部によって算出される内部抵抗値が所定値以下の場合、前記充電率推定部によって推定される充電率を前記蓄電素子の充電率とする充電率是正部と
を備える蓄電素子の充電率推定装置。 A current measuring unit that measures the current flowing through a power storage element having an open circuit voltage characteristic in which a relatively small flat region and a large change region of the open circuit voltage change appear with respect to a change in the charge rate.
A voltage measuring unit that measures the voltage between the terminals of the power storage element, and
A charge rate estimation unit that estimates the charge rate of the power storage element,
A charge rate correction unit that corrects the charge rate of the power storage element estimated by the charge rate estimation unit, and a charge rate correction unit.
An internal resistance value calculation unit that calculates the internal resistance value of the power storage element from the current flowing through the power storage element measured by the current measurement unit and the voltage between terminals of the power storage element measured by the voltage measurement unit.
When the internal resistance value calculated by the internal resistance value calculation unit is equal to or less than a predetermined value, the power storage element including the charge rate correction unit having the charge rate estimated by the charge rate estimation unit as the charge rate of the power storage element. Charge rate estimation device.
前記充電率推定部によって推定される充電率を記憶する推定充電率記憶部と、
前記充電率補正部によって補正される充電率を記憶する補正充電率記憶部と、
前記休止期間中に前記蓄電素子に電流が流れ始めるのが前記電流測定部によって測定されて前記休止期間が終了したかを判定する休止期間終了判定部とを備え、
前記推定充電率記憶部は、前記蓄電素子が前記休止期間に入ったと前記休止期間判定部によって判定されるときに前記充電率推定部によって推定される充電率を初期充電率として記憶し、
前記内部抵抗値算出部は、前記休止期間中に前記蓄電素子に流れ始める前記電流とそのときに前記電圧測定部によって測定される前記蓄電素子の端子間電圧とから前記蓄電素子の内部抵抗値を算出し、
前記充電率是正部は、前記内部抵抗値算出部によって算出される内部抵抗値が前記所定値以下の場合、前記推定充電率記憶部に記憶される初期充電率を前記休止期間の終了時における前記蓄電素子の充電率とする
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電素子の充電率推定装置。 A pause period determination unit that determines whether the current that flows through the storage element has entered the pause period without being measured by the current measuring unit over a predetermined period.
An estimated charge rate storage unit that stores the charge rate estimated by the charge rate estimation unit, and an estimated charge rate storage unit.
A corrected charge rate storage unit that stores the charge rate corrected by the charge rate correction unit,
A pause period end determination unit for determining whether or not the pause period has ended is provided by measuring that the current starts to flow in the power storage element during the pause period.
The estimated charge rate storage unit stores the charge rate estimated by the charge rate estimation unit as the initial charge rate when the power storage element is determined to have entered the pause period by the pause period determination unit.
The internal resistance value calculation unit calculates the internal resistance value of the power storage element from the current that starts to flow in the power storage element during the rest period and the voltage between terminals of the power storage element measured by the voltage measuring unit at that time. Calculate and
When the internal resistance value calculated by the internal resistance value calculation unit is equal to or less than the predetermined value, the charge rate correction unit sets the initial charge rate stored in the estimated charge rate storage unit at the end of the rest period. The charge rate estimation device for a power storage element according to claim 1, wherein the charge rate of the power storage element is used.
前記充電率推定部は、電流積算法で前記蓄電素子の充電率を推定し、
前記充電率補正部は、前記充電率推定部によって推定された前記蓄電素子の充電率を、前記電圧測定部によって測定される開回路電圧の値に対応して前記開回路電圧特性記憶部に記憶される充電率に補正する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電素子の充電率推定装置。 It is provided with an open circuit voltage characteristic storage unit that stores the open circuit voltage characteristic as the value of the open circuit voltage with respect to the value of each charge rate.
The charge rate estimation unit estimates the charge rate of the power storage element by the current integration method, and determines the charge rate.
The charge rate correction unit stores the charge rate of the power storage element estimated by the charge rate estimation unit in the open circuit voltage characteristic storage unit corresponding to the value of the open circuit voltage measured by the voltage measurement unit. The charge rate estimation device for a power storage element according to claim 1 or 2, wherein the charge rate is corrected to be adjusted.
前記充電率補正部は、前記充電率推定部によって推定される充電率をカルマンフィルタを用いて補正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電素子の充電率推定装置。 The charge rate estimation unit estimates the charge rate of the power storage element by the current integration method, and determines the charge rate.
The charge rate estimation device for a power storage element according to claim 1 or 2, wherein the charge rate correction unit corrects the charge rate estimated by the charge rate estimation unit using a Kalman filter.
前記蓄電素子の充電率を推定する充電率推定ステップと、
前記充電率推定ステップにおいて推定された前記蓄電素子の充電率を補正する充電率補正ステップと、
前記電流測定部によって測定される前記蓄電素子に流れる電流と電圧測定部によって測定される前記蓄電素子の端子間電圧とから前記蓄電素子の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出ステップと、
前記内部抵抗値算出ステップにおいて算出される内部抵抗値が所定値以下の場合、前記充電率推定ステップにおいて推定される充電率を前記蓄電素子の充電率とする充電率是正ステップと
を備える蓄電素子の充電率推定方法。 A current measurement step in which a current measuring unit measures the current flowing through a power storage element having an open circuit voltage characteristic in which a relatively small flat region and a large change region of the open circuit voltage change appear with respect to a change in charge rate.
The charge rate estimation step for estimating the charge rate of the power storage element, and
A charge rate correction step for correcting the charge rate of the power storage element estimated in the charge rate estimation step, and a charge rate correction step.
An internal resistance value calculation step of calculating the internal resistance value of the power storage element from the current flowing through the power storage element measured by the current measuring unit and the voltage between terminals of the power storage element measured by the voltage measuring unit.
When the internal resistance value calculated in the internal resistance value calculation step is equal to or less than a predetermined value, the power storage element including the charge rate correction step in which the charge rate estimated in the charge rate estimation step is used as the charge rate of the power storage element. Charge rate estimation method.
前記充電率推定ステップにおいて推定される充電率を推定充電率記憶部に記憶する推定充電率記憶ステップと、
前記充電率補正ステップにおいて補正される充電率を補正充電率記憶部に記憶する補正充電率記憶ステップと、
前記休止期間中に前記蓄電素子に電流が流れ始めるのが前記電流測定部によって測定されて前記休止期間が終了したかを判定する休止期間終了判定ステップとを備え、
前記推定充電率記憶ステップは、前記蓄電素子が前記休止期間に入ったと前記休止期間判定ステップにおいて判定されるときに前記充電率推定ステップにおいて推定される充電率を初期充電率として記憶し、
前記内部抵抗値算出ステップは、前記休止期間中に前記蓄電素子に流れ始める前記電流とそのときに電圧測定部によって測定される前記蓄電素子の端子間電圧とから前記蓄電素子の内部抵抗値を算出し、
前記充電率是正ステップは、前記内部抵抗値算出ステップにおいて算出される内部抵抗値が前記所定値以下の場合、前記推定充電率記憶部に記憶される初期充電率を前記休止期間の終了時における前記蓄電素子の充電率とする
ことを特徴とする請求項5に記載の蓄電素子の充電率推定方法。 A pause period determination step for determining whether the current that flows through the storage element has entered the pause period without being measured by the current measuring unit for a predetermined period, and a pause period determination step.
An estimated charge rate storage step for storing the estimated charge rate in the charge rate estimation step in the estimated charge rate storage unit, and an estimated charge rate storage step.
A correction charge rate storage step for storing the charge rate corrected in the charge rate correction step in the correction charge rate storage unit, and a correction charge rate storage step.
It is provided with a pause period end determination step in which it is measured by the current measuring unit that the current starts to flow in the power storage element during the pause period, and it is determined whether or not the pause period has ended.
The estimated charge rate storage step stores the charge rate estimated in the charge rate estimation step as the initial charge rate when it is determined in the pause period determination step that the power storage element has entered the pause period.
In the internal resistance value calculation step, the internal resistance value of the power storage element is calculated from the current that starts to flow in the power storage element during the rest period and the voltage between the terminals of the power storage element measured by the voltage measuring unit at that time. death,
In the charge rate correction step, when the internal resistance value calculated in the internal resistance value calculation step is equal to or less than the predetermined value, the initial charge rate stored in the estimated charge rate storage unit is set to the initial charge rate stored in the estimated charge rate storage unit at the end of the rest period. The method for estimating the charge rate of a power storage element according to claim 5, wherein the charge rate of the power storage element is used.
前記充電率推定ステップは、電流積算法で前記蓄電素子の充電率を推定し、
前記充電率補正ステップは、前記充電率推定ステップにおいて推定された前記蓄電素子の充電率を、前記電圧測定部によって測定される開回路電圧の値に対応して前記開回路電圧特性記憶部に記憶される充電率に補正する
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の蓄電素子の充電率推定方法。 The open circuit voltage characteristic storage step for storing the open circuit voltage characteristic as the open circuit voltage value for each charge rate value in the open circuit voltage characteristic storage unit is provided.
In the charge rate estimation step, the charge rate of the power storage element is estimated by the current integration method, and the charge rate is estimated.
In the charge rate correction step, the charge rate of the power storage element estimated in the charge rate estimation step is stored in the open circuit voltage characteristic storage unit corresponding to the value of the open circuit voltage measured by the voltage measuring unit. The method for estimating the charge rate of the power storage element according to claim 5 or 6, wherein the charge rate is corrected to be adjusted.
前記充電率補正ステップは、前記充電率推定ステップにおいて推定される充電率をカルマンフィルタを用いて補正する
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の蓄電素子の充電率推定方法。 In the charge rate estimation step, the charge rate of the power storage element is estimated by the current integration method, and the charge rate is estimated.
The charge rate estimation method for a power storage element according to claim 5 or 6, wherein the charge rate correction step corrects the charge rate estimated in the charge rate estimation step by using a Kalman filter.
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