JP2023032183A - 補正方法、コンピュータプログラム、補正装置及び蓄電デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補正方法、コンピュータプログラム、補正装置及び蓄電デバイスに関する。
車両に搭載される二次電池等の蓄電素子における充電状態(State of Charge :SOC)を推定する方法として、OCV法及び電流積算法が一般的に用いられている。
OCV法では、蓄電素子のOCV(Open Circuit Voltage)とSOCが一対一対応する相関関係(SOC-OCV特性)を用い、電圧センサにより取得した蓄電素子の電圧値からSOCを推定する。電流積算法では、電流センサにより蓄電素子の充放電電流の電流値を所定の時間間隔で計測し、計測した電流値を初期値に加減することによってSOCを推定する。
電流積算が長期継続されると電流センサの計測誤差が蓄積するため、電流積算法による推定誤差が経時的に大きくなる。従来、電流積算法により得られたSOCを、OCV法によるSOCを用いて補正するOCVリセットが行われている。
特許文献1には、OCVリセットの際に、バッテリのSOCの補正精度が低下することを防止できるSOC管理装置が開示されている。
従来のSOC管理装置は、充電状態の補正精度が十分でない。
本開示の目的は、蓄電デバイスにおける充電電気量の補正精度を向上できる補正方法等を提供することにある。
本開示の一態様に係る補正方法は、蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かを判定する。補正方法は、前記差分が第1閾値以上であると判定した場合、前記等価回路モデルから得られる、前記蓄電デバイスの充電電気量の所定変化量に応じた前記蓄電デバイスの開放電圧値の変化量に基づいて、前記蓄電デバイスにおける前記充電電気量の推定値を補正する処理をコンピュータが実行する。
本開示によれば、蓄電デバイスにおける充電電気量の補正精度を向上できる。
補正方法は、蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かを判定する。補正方法は、前記差分が第1閾値以上であると判定した場合、前記等価回路モデルから得られる、前記蓄電デバイスの充電電気量の所定変化量に応じた前記蓄電デバイスの開放電圧値の変化量に基づいて、前記蓄電デバイスにおける前記充電電気量の推定値を補正する処理をコンピュータが実行する。
補正方法は、蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分(絶対差)が第1閾値以上であると判定した場合、蓄電デバイスにおける充電電気量の推定値を補正する。
充電電気量とは、例えばSOCであってもよい。SOCは、蓄電素子の満充電容量に対する残存容量の比率で示される。
蓄電デバイスの端子電圧値は、例えば電圧センサにより取得した蓄電デバイスの電圧値である。
蓄電デバイスにおける充電電気量の推定値とは、電流積算法によるSOCの推定値であってもよい。電流積算法は、電流センサによって蓄電素子の充放電電流を所定の時間間隔で計測し、計測した電流値を積算することで蓄電素子に出入りする電力量を算出し、算出した電力量を初期の満充電容量から加減することでSOCを推定する方法である。
開放電圧値(OCV)とは、蓄電素子を流れる電流量がゼロであり分極の影響を受けていない場合の電圧値に加え、蓄電素子を流れる電流量が閾値以下である場合、及び蓄電素子を流れる電流量が暗電流程度に小さい場合における蓄電素子の電圧値も、その意味に含む。
蓄電デバイスの端子電圧値は、例えば電圧センサにより取得した蓄電デバイスの電圧値である。
蓄電デバイスにおける充電電気量の推定値とは、電流積算法によるSOCの推定値であってもよい。電流積算法は、電流センサによって蓄電素子の充放電電流を所定の時間間隔で計測し、計測した電流値を積算することで蓄電素子に出入りする電力量を算出し、算出した電力量を初期の満充電容量から加減することでSOCを推定する方法である。
開放電圧値(OCV)とは、蓄電素子を流れる電流量がゼロであり分極の影響を受けていない場合の電圧値に加え、蓄電素子を流れる電流量が閾値以下である場合、及び蓄電素子を流れる電流量が暗電流程度に小さい場合における蓄電素子の電圧値も、その意味に含む。
従来、上述の電流積算法によるSOCを、蓄電デバイスの充電電気量と開放電圧値との関係(SOC-OCV特性)を用いて推定したSOCに補正するOCVリセットが行われている。OCV法では、電圧センサにより取得した蓄電デバイスの電圧値に基づき、SOC-OCV特性から蓄電デバイスのOCVに対応するSOCを推定する。
蓄電デバイスとして、例えば正極活物質にリン酸鉄リチウム、或いはマンガン酸リチウム等を含む電極体を備える蓄電素子(二次電池)を用いた場合における、以下の点に本発明者は着目した。
上記の二次電池は、SOC-OCV特性において、広い範囲でSOCの変化に対しOCVが殆ど変化しないプラトー領域を有する。すなわち、電極体内の充放電反応が進んだ部分と、充放電反応が進んでいない部分とで、電圧差がほとんど生じない。このため、蓄電デバイスの充放電時において、電極体内において、一部分のみのSOCが高く又は低くなるといったSOCムラ(SOCの偏り)が発生する。
上記の二次電池は、SOC-OCV特性において、広い範囲でSOCの変化に対しOCVが殆ど変化しないプラトー領域を有する。すなわち、電極体内の充放電反応が進んだ部分と、充放電反応が進んでいない部分とで、電圧差がほとんど生じない。このため、蓄電デバイスの充放電時において、電極体内において、一部分のみのSOCが高く又は低くなるといったSOCムラ(SOCの偏り)が発生する。
SOCムラが発生すると、その蓄電デバイス本来の電池容量よりも、実効的な電池容量が一時的に低下した状態となる。電池容量が一時的に低下した状態では、例えば放電時に、本来の電池容量に基づく予測よりも早期に電池電圧が低下する。車両に使用される蓄電デバイスにSOCムラが発生したした場合、予測される電圧よりも実際の端子電圧が低くなるため、車両へ供給する電圧が低下し、電動パワーステアリングや電動ブレーキ等の性能が低下するおそれがある。このようなSOCムラによる一時的な充放電性能の劣化(低下)現象は、低温条件下での、大電流充放電において特に顕著となる。上述の一時的な現象が発生している場合にはSOCとOCVとの相関関係が成立しないため、通常のOCVリセットを行うと、SOCの推定誤差が大きくなる。
本補正方法では、蓄電デバイスの等価回路モデルから得られる、蓄電デバイスの充電電気量(例えばSOC)の所定変化量に応じた蓄電デバイスの開放電圧値(OCV)の変化量に基づいて、SOCの推定値を補正する。これにより、一時的な現象による電圧変動を考慮したSOCの補正が可能となる。一時的な現象が発生している場合であっても、SOCを精度よく補正できる。
一時的な現象の発生の有無、すなわち補正の要否は、蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かにより判定される。端子電圧値の実測データと、等価回路モデルにより容易に算出される推定電圧値との差分に基づいて、補正の要否を効率的に判定できる。
これにより、充放電の最中においても、蓄電デバイスの短期的な電圧特性・電力特性の予測、いわゆるSOF(State Of Function )の推定が可能となる。例えば、上位の制御装置からの、「一定時間後に目標電圧を下回らない最大電流値は何アンペアか」という問いかけに対し、一時的な現象によるSOC変化を加味した補正後のSOCを用いて、蓄電デバイスの管理装置(例えば、電池管理ユニット)が適正に応答することが可能となる。
補正方法は、前記蓄電デバイスの充電電気量と開放電圧値との関係を示すプロファイルにおいて、前記充電電気量の所定変化量と前記開放電圧値の変化量との対応関係を満たす充電電気量領域を特定し、特定した前記充電電気量領域に基づいて、前記充電電気量の推定値を補正してもよい。
上記構成によれば、蓄電デバイスの充電電気量と開放電圧値との関係を示すプロファイル(SOC-OCV特性)を用いて効率的にSOCの推定値を補正できる。一時的な現象によるSOCの変化量に起因する開放電圧値の変化量に基づいて、既知のSOC-OCV特性を用いて、開放電圧値の変化量に応じたSOC領域を特定することで、SOCを好適に補正できる。
補正方法は、前記差分が第1閾値以上である第1時点及び第2時点における前記端子電圧値の差分から、前記第1時点及び第2時点における前記等価回路モデルに係る分極電圧値の差分を減算することにより、前記開放電圧値の変化量を算出してもよい。
上記構成によれば、実際のバッテリ試験の実測データ等に基づいて、端子電圧値の変化量に対する開放電圧値の変化量を容易且つ精度よく算出できる。
補正方法は、前記蓄電デバイスの通電履歴に基づき、前記端子電圧値と前記推定電圧値とが交差したか否かを判定し、前記端子電圧値と前記推定電圧値とが交差したと判定した場合、前記充電電気量の推定値を補正してもよい。
上記構成によれば、端子電圧値と推定電圧値との交差の有無を判定することにより、上述の一時的な現象の発生を検知する。この現象の発生タイミングを補正開始のタイミングとすることで、現象の発生に応じて速やかに補正を開始できるため、推定精度をより向上できる。
補正方法は、前記充電電気量の補正後における前記端子電圧値と前記推定電圧値との差分が第2閾値以上である場合、補正後の前記充電電気量に対し所定値を逐次加算又は減算することにより、前記充電電気量の推定値を再補正してもよい。
上記構成によれば、補正後の端子電圧と推定電圧値との差分(絶対差)が第2閾値以上である場合、補正後のSOCに対する再補正(調整)を行う。推定誤差又は計測誤差を低減し、推定精度をより向上できる。
補正方法は、補正後の前記充電電気量が第3閾値以上となった場合、前記充電電気量の推定値の補正を終了し、補正前の前記充電電気量の推定値に戻してもよい。
上記構成によれば、一時的な現象の影響が有ると推定される場合にのみ、本補正方法による補正を実行する。この現象の影響がないと推定されるSOC範囲では本補正方法による補正を制限することで、現象によるSOC変化を好適に反映させ、SOCの推定値を良好に補正できる。
コンピュータプログラムは、蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かを判定する。コンピュータプログラムは、前記差分が第1閾値以上であると判定した場合、前記等価回路モデルから得られる、前記蓄電デバイスの充電電気量の所定変化量に応じた前記蓄電デバイスの開放電圧値の変化量に基づいて、前記蓄電デバイスにおける前記充電電気量の推定値を補正する処理をコンピュータに実行させる。
補正装置は、蓄電デバイスの充電電気量の推定値の補正に関する制御を実行する制御部を備える。前記制御部は、前記蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かを判定する。前記制御部は、前記差分が第1閾値以上であると判定した場合、前記等価回路モデルから得られる、前記蓄電デバイスの充電電気量の所定変化量に応じた前記蓄電デバイスの開放電圧値の変化量に基づいて、前記蓄電デバイスにおける前記充電電気量の推定値を補正する。
蓄電デバイスは、蓄電素子と、上述の補正装置とを備える。
以下、本開示をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態に係る管理装置が搭載される蓄電デバイス1の構成例を示す斜視図、図2は蓄電デバイス1の構成例を示す分解斜視図である。蓄電デバイス1は、例えばエンジン車両や、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、又はプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等に好適に搭載される、12V電源や48V電源である。
図1は第1実施形態に係る管理装置が搭載される蓄電デバイス1の構成例を示す斜視図、図2は蓄電デバイス1の構成例を示す分解斜視図である。蓄電デバイス1は、例えばエンジン車両や、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、又はプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等に好適に搭載される、12V電源や48V電源である。
蓄電デバイス1は、管理装置(補正装置)2、複数の蓄電素子3を収容する直方体状の収容ケース4aを有する。蓄電素子3は、リチウムイオン二次電池等の電池セルであってもよい。管理装置2は、例えば電池管理システム(BMS:Battery Management system )である。収容ケース4aには、複数のバスバー5、各種センサ(図3参照)なども収容される。図1及び図2において、蓄電素子3は、4個を直列接続してなる組電池30の状態で収容ケース4aに収容されている。
収容ケース4aは合成樹脂製である。収容ケース4aは、ケース本体41と、ケース本体41の開口部を閉塞する蓋部42と、蓋部42の外面に設けられた収容部43と、収容部43を覆うカバー44と、中蓋45と、仕切り板46とを備える。中蓋45や仕切り板46は、設けられなくてもよい。ケース本体41の各仕切り板46の間に、蓄電素子3が挿入されている。
中蓋45には、複数の金属製のバスバー5が載置されている。蓄電素子3の端子32が設けられている端子面付近に中蓋45が配置されて、隣り合う蓄電素子3の隣り合う端子32がバスバー5により接続され、蓄電素子3が直列に接続されている。
収容部43は、箱状をなし、平面視における一長側面の中央部に、外側に突出した突出部43aを有する。蓋部42における突出部43aの両側には、鉛合金等の金属製で、極性が異なる一対の外部端子6,6が設けられている。収容部43には、平板状の回路基板である管理装置2が収容されている。管理装置2は、図示しない導電体を介して蓄電素子3と接続されている。管理装置2は、複数の蓄電素子3の状態を管理し、蓄電デバイス1の各部を制御する。
蓄電素子3は、前述したプラトー領域を有する電池セルであり、例えばLFP電池である。蓄電素子3は、中空直方体状のケース31と、ケース31の一側面(端子面)に設けられた、極性が異なる一対の端子32,32とを備える。ケース31には、正極33a、セパレータ33b、及び負極33cを積層してなる電極体33と、図示しない電解質(電解液)とが封入されている。
電極体33は、シート状の正極33aと、負極33cとを、2枚のシート状のセパレータ33bを介して重ね合わせ、これらを巻回(縦巻き又は横巻き)することにより構成されている。セパレータ33bは、多孔性の樹脂フィルムにより形成される。多孔性の樹脂フィルムとして、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等の樹脂からなる多孔性樹脂フィルムを使用できる。
正極33aは、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等からなる長尺帯状の正極基材の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を使用できる。正極活物質としては、例えばLiFePO4が挙げられる。正極活物質層は、導電助剤、バインダ等を更に含んでもよい。
負極33cは、例えば銅又は銅合金等からなる長尺帯状の負極基材の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を使用できる。負極活物質としては、例えば黒鉛(グラファイト)、ハードカーボン、ソフトカーボン等が挙げられる。負極活物質層は、バインダ、増粘剤等を更に含んでもよい。
ケース31に封入される電解質は、従来のリチウムイオン二次電池と同様のものを使用できる。例えば、電解質として、有機溶媒中に支持塩を含有させた電解質を使用できる。有機溶媒として、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類等の非プロトン性溶媒が用いられる。支持塩として、例えば、LiPF6、LiBF4、LiClO4等のリチウム塩が好適に用いられる。電解質は、例えば、ガス発生剤、被膜形成剤、分散剤、増粘剤等の各種添加剤を含んでもよい。
図1及び図2では、蓄電素子3の一例として、巻回型の電極体33を備える角型のリチウムイオン電池について説明した。代替的に、蓄電素子3は、円筒型リチウムイオン電池であってもよい。蓄電素子3は、積層型電極体を備えるリチウムイオン電池であってもよく、ラミネート型(パウチ型)リチウムイオン電池等であってもよい。更に、蓄電素子3は、固体電解質を用いた全固体リチウムイオン電池であってもよい。
図3は、管理装置2等の構成例を示すブロック図である。管理装置2は、蓄電デバイス1の電圧値及び電流値を含む計測データを取得し、取得した計測データに基づき、蓄電デバイス1の充電電気量の補正(推定)に関する処理を実行する。管理装置2は、補正装置に対応する。
管理装置2を備える蓄電デバイス1は、車両ECU(Electronic Control Unit )8や、エンジン始動用のスターターモータ及び電装品等の負荷9に接続されている。スターターモータが発電機として機能する場合、蓄電デバイス1はスターターモータから供給される電力(回生電力)によって充電される。また、スターターモータが動力源として機能する場合、蓄電デバイス1はスターターモータ及び他の電子機器に対して電力供給を行う。
管理装置2は、制御部21、記憶部22、入力部23、出力部24等を備える。
制御部21は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備える演算回路である。制御部21が備えるCPUは、ROMや記憶部22に格納された各種コンピュータプログラムを実行し、上述したハードウェア各部の動作を制御することによって、装置全体を本開示の管理装置(補正装置)として機能させる。制御部21は、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ、日時情報を出力するクロック等の機能を備えていてもよい。
記憶部22は、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置である。記憶部22には各種のコンピュータプログラム及びデータが記憶される。記憶部22に記憶されるコンピュータプログラム(コンピュータプログラム製品)には、蓄電デバイス1の充電電気量の補正に関する処理を行うための補正プログラム221が含まれる。記憶部22に記憶されるデータには、補正プログラム221において用いられる補正データ222が含まれる。
補正データ222には、例えばシミュレーションで用いられる蓄電デバイス1の等価回路モデル、蓄電デバイス1に応じたSOC-OCV特性、補正処理に用いる各種閾値等の情報が含まれる。等価回路モデルは、回路構成を示す構成情報、及び等価回路モデルを構成する各素子の値等により記述される。記憶部22には、このような等価回路モデルの回路構成を示す構成情報、および等価回路モデルを構成する各素子の値等が記憶される。制御部21は、例えば不図示の外部装置と通信することにより、予め等価回路モデル、SOC-OCV特性及び各種閾値の情報を取得し、取得した情報を補正データ222に記憶する。SOC-OCV特性は、蓄電デバイス1の使用に伴う劣化を考慮し、所定の時間間隔で更新してもよい。
記憶部22に記憶されるコンピュータプログラムは、当該コンピュータプログラムを読み取り可能に記録した非一時的な記録媒体2Aにより提供されてもよい。記録媒体2Aは、CD-ROM、USBメモリ、SD(Secure Digital)カード等の可搬型メモリである。制御部21は、図示しない読取装置を用いて、記録媒体2Aから所望のコンピュータプログラムを読み取り、読み取ったコンピュータプログラムを記憶部22に記憶させる。代替的に、上記コンピュータプログラムは通信により提供されてもよい。補正プログラム221は、単一のコンピュータ上で、または1つのサイトにおいて配置されるか、もしくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。
入力部23は、各種センサを接続するためのインタフェースを備える。入力部23に接続されるセンサには、蓄電素子3の電圧を計測する電圧センサ7a、及び蓄電素子3に流れる電流を計測する電流センサ7bが含まれる。入力部23は、各種センサが計測した計測値に関する信号の入力を受け付ける。入力部23に接続されるセンサには、蓄電素子3の温度を計測する温度センサが含まれてもよい。
電圧センサ7aは、各蓄電素子3に並列に接続されている。電圧センサ7aは、各蓄電素子3の両端に夫々接続されており、各蓄電素子3の端子間電圧を時系列的に計測する。制御部21は、入力部23を通じて、電圧センサ7aにより計測される各蓄電素子3の電圧や組電池30の総電圧のデータを随時取得する。電流センサ7bは、蓄電素子3に直列に接続されており、蓄電素子3に流れる電流を時系列的に計測する。制御部21は、入力部23を通じて、電流センサ7bにより計測される電流のデータを随時取得する。
出力部24は、表示装置(不図示)を接続するためのインタフェースを備える。表示装置の一例は、液晶ディスプレイ装置である。制御部21は、蓄電デバイス1の充電電気量に関する情報が得られた場合、蓄電デバイス1の充電電気量に関する情報を出力部24から表示装置へ出力する。表示装置は、出力部24から出力される情報に基づき充電電気量に関する情報を表示する。
代替的に、出力部24は、外部装置(不図示)と通信する通信インタフェースを備えてもよい。出力部24に通信可能に接続される外部装置は、ユーザや管理者等が使用するパーソナルコンピュータ、スマートフォンなどの端末装置である。制御部21は、蓄電デバイス1の充電電気量に関する情報を出力部24より外部装置へ出力する。出力部24は、車両ECU8と通信する通信インタフェースを備えてもよい。制御部21は、蓄電デバイス1の充電電気量に関する情報を出力部24より車両ECUへ出力する。管理装置2は、蓄電デバイス1の充電電気量に関する情報をユーザに報知するために、LEDランプやブザー等の報知部を備えてもよい。
図1~図3は、管理装置2がBMSである例を示す。代替的に、管理装置2は、蓄電素子3から離れた場所に配置されてもよい。管理装置2は、蓄電素子3から離れた場所にあって、BMSと通信接続されるサーバ装置や、ECUを含んでもよい。蓄電デバイス1の充電電気量の補正を行う場所は限定されず、例えばサーバ装置やECUで行ってもよい。この場合、蓄電デバイス1に関して計測される計測データは、通信によりサーバ装置やECUへ送信されるとよい。
図1~図3は、蓄電デバイス1として、リチウムイオン二次電池である蓄電素子3を備える車載用の低電圧電源を示す。蓄電素子3は、プラトー領域を有する他の二次電池や電気化学セルであってもよい。
図4は、蓄電デバイス1の等価回路モデルの一例を示す回路図である。等価回路モデルは、蓄電デバイス1の電圧源及び抵抗やコンデンサなどの回路素子を組み合わせ、蓄電デバイス1の充放電挙動を模擬するものである。等価回路モデルは、正極端子と負極端子との間に直列に接続される定電圧源、直流抵抗成分を模擬するための直流抵抗器、及び過渡的な分極特性を模擬するためのRC並列回路を備える。本実施形態に係る等価回路モデルでは、第1RC並列回路と第2RC並列回路との2つのRC並列回路が直列に接続されている。
定電圧源は、直流電圧を出力する電圧源である。定電圧源が出力する電圧は、蓄電デバイス1の開放電圧であり、Voと記載する。開放電圧値Voは、例えばSOCの関数として与えられる。開放電圧値Voは、蓄電デバイス1の実容量の関数として与えられてもよい。
直流抵抗器は、蓄電デバイス1の直流抵抗成分(直流インピーダンス)を模擬するためのものであり、抵抗素子R0を含む。抵抗素子R0は、通電電流、電圧、SOC、温度などに応じて変動する値として与えられる。直流抵抗器のインピーダンスが定まれば、この等価回路モデルに電流Iが流れたときに直流抵抗器に発生する電圧を計算できる。直流抵抗器に発生する電圧を、直流抵抗電圧値Vz0とする。
第1RC並列回路は、並列に接続された抵抗素子R1及び容量素子C1から構成される。第2RC並列回路は、並列に接続された抵抗素子R2及び容量素子C2から構成される。各RC並列回路を構成する抵抗素子R1,R2及び容量素子C1,C2は、蓄電デバイス1のSOC、温度などに応じて変動する値として与えられる。抵抗素子R1,R2及び容量素子C1,C2によって、RC並列回路のインピーダンスが定まる。RC並列回路のインピーダンスが定まれば、この等価回路モデルに電流Iが流れたときにRC並列回路に発生する電圧を計算できる。RC並列回路に発生する電圧は、第1RC並列回路に発生する分極電圧値Vz1と、第2RC並列回路に発生する分極電圧値Vz2との合計電圧である。
以上の等価回路モデルにおいて、シミュレーションを開始後、時間tが経過した時点における端子電圧の推定値(推定電圧値)Ve(t)は、直流抵抗電圧値Vz0(t)、分極電圧値Vz1(t)、分極電圧値Vz2(t)、及び開放電圧値Vo(t)を用いて、下記式(1)で表すことができる。
Ve(t)=Vo(t)+Vz0(t)+(Vz1(t)+Vz2(t))…(1)
Ve(t)=Vo(t)+Vz0(t)+(Vz1(t)+Vz2(t))…(1)
上記等価回路モデルを構成する抵抗素子R0、抵抗素子R1,R2及び容量素子C1,C2(以下、回路パラメータとも称する)は公知の手法により得られる。回路パラメータは、例えばバッテリ試験の実測データを基に、温度及びSOC等の関係を考慮して設定できる。蓄電素子3における開放電圧値と、既知の回路パラメータとを用いることで、蓄電素子3の推定電圧値Veを算出できる。
本実施形態における管理装置2は、適宜の間隔で、電流積算法により蓄電デバイス1のSOCを推定し、記憶部22に記憶している。具体的には、管理装置2は、電流センサ7bを介し取得した電流値を積算することで、蓄電デバイス1に出入りする電力量を算出する。管理装置2は、基準時(初期)の満充電容量に算出した電力量を加算又は減算することにより、推定時点における蓄電デバイス1のSOCの推定値を算出する。代替的に、管理装置2は、図示しない外部装置にて算出したSOCの推定値を通信により取得してもよい。
管理装置2は、電流積算法によるSOCの推定と並行して、蓄電デバイス1における上述した一時的な現象の有無を判定する。この現象が発生している場合、管理装置2は、以下の補正方法により、電流積算によるSOCの推定値を補正する。図5から図8は、SOCの補正方法を説明する説明図である。本実施形態におけるSOCの補正方法について、図5から図8を用い、放電時を例に挙げて説明する。
図5の上側に示すグラフは、蓄電デバイス1の端子電圧値Vbと、推定電圧値Veとの時間変化を示す。図5の上側に示すグラフにおいて、縦軸は端子電圧(V)、横軸は経過時間(s)である。図5の下側に示すグラフは、蓄電デバイス1の電流値の時間変化を示す。図5の下側に示すグラフにおいて、縦軸は電流値(A)、横軸は経過時間(s)である。図5の上側に示すグラフ中、実線は端子電圧値Vb、破線は推定電圧値Veを示す。端子電圧値Vbは、電圧センサ7aにより計測された端子電圧の実測データである。推定電圧値Veは、電流積算法により得られるSOCの推定値に応じたOCVを用い、等価回路モデルに基づき上記式(1)により算出される端子電圧の推定値である。
管理装置2の制御部21は、所定間隔で電圧センサ7a及び電流センサ7bにより計測された蓄電デバイス1の電圧値(端子電圧値)及び電流値を取得し、時系列データとして記憶している。電流値は、例えば充電の場合には正の値であり、充電の場合には負の値となる。
初めに、制御部21は、蓄電デバイス1が以下の条件を満たすか否かを判定することにより、一時的な現象が発生している否か(補正を開始するか否か)を判定する。
初めに、制御部21は、蓄電デバイス1が以下の条件を満たすか否かを判定することにより、一時的な現象が発生している否か(補正を開始するか否か)を判定する。
第1条件として、制御部21は、電圧センサ7aにより計測された電流値が電流条件を満たすか否かを判定する。具体的には、電流値の絶対値が所定値(電流閾値)以上であるか否かを判定する。電流値の絶対値が所定値以上である場合、一時的な現象が発生している可能性が高い。蓄電デバイス1の電流値の絶対値が所定値以上である場合、蓄電素子3の電極内におけるリチウムイオンの極端な偏在により、一時的な現象が発生している可能性が高いと推定される。所定値としては、このようなリチウムイオンの偏在が発生する電流値が設定される。なお、充電時における第1条件も上記と同様であるが、放電時と充電時における電流閾値は異なる電流値であってよい。
第2条件として、制御部21は、電圧センサ7aにより計測された蓄電デバイス1の端子電圧値Vbと、等価回路モデルに基づき算出される蓄電デバイス1の推定電圧値Veとが交差したか否かを判定する。端子電圧値Vbと推定電圧値Veとが交差した場合、一時的な現象が発生している可能性が高い。
図5に示すように、通常、蓄電デバイス1の放電時において、一時的な現象の発生前は、充放電の繰り返しによる蓄電素子3の温度上昇に伴い、蓄電素子3における内部抵抗が小さくなるため、端子電圧値Vbが推定電圧値Veよりも大きくなる。一時的な現象による電極体内のSOCムラの発生により、端子電圧値Vbが低下し、端子電圧値Vbが推定電圧値Veよりも小さくなる。言い換えると、端子電圧値Vbが推定電圧値Veを超える方向へ低下する。この端子電圧値Vbと推定電圧値Veとが交差したタイミングを、一時的な現象の発生、すなわち補正処理の開始タイミングとすることで、SOC誤差の発生を好適に検知することができる。なお、端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの交差の発生は、補正を実行するための必須条件ではない。
第3条件として、制御部21は、端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値(|Vb-Ve|)が第1閾値以上であるか否かを判定する。差分の絶対値が第1閾値以上である場合、一時的な現象が発生している可能性が高い。端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分が第1閾値以上である場合、一時的な現象の発生による電圧変動(放電時には電圧降下)が大きく、SOCの誤差が大きいと推定される。なお、充電時における第3条件も上記と同様であるが、放電時と充電時における第1閾値は異なる値であってよい。
制御部21は、蓄電デバイス1の通電履歴に基づき、第2条件を満たし、且つ第1条件及び第3条件を満たす場合、一時的な現象が発生していると推定されるため、SOCの推定値を補正すると判定する。なお、上述の通り第2条件は一時的な現象の発生を判定するための必須条件ではなく、早期に一時的な現象の発生を検知するための好適条件である。制御部21は、上記の条件を満たす状態が所定時間以上継続しているか否かを判定し、所定時間以上継続している場合、一時的な現象の発生によるSOC変動が大きいため、SOCの推定値を補正すると判定する。
初めに、制御部21は、所定時間における開放電圧値の変化量を求める。図6に示すグラフは、所定時間における蓄電素子3の端子電圧値Vbと、推定電圧値Veとの時間変化を示す。図6の縦軸は端子電圧(V)、横軸は経過時間(s)である。図6中、実線は端子電圧値Vb、破線は推定電圧値Veを示す。第1条件から第3条件を満たす所定時間の開始時点をt1、終了時点をt2とする。
開始時点t1から終了時点t2における蓄電素子3の電流値を一定とした場合、推定電圧値Veに係る開放電圧値の変化量Ve_Δocvは、開始時点t1から終了時点t2までの推定電圧値Veの変化量から、分極変化量ΔVzを差し引いた値となる。すなわち以下式(2)(3)の関係が成立する。
Ve_Δocv=(Ve(t2)-Ve(t1))/n-ΔVz…(2)
ΔVz=(Vz1(t2)+Vz2(t2))-(Vz1(t1)+Vz2(t1))…(3)
ここで、Ve_Δocvは、蓄電デバイス1の各蓄電素子3(単セル)における開放電圧値の変化量、nは蓄電デバイス1における蓄電素子3の個数(本実施形態では4)、Vz1及びVz2は、逐次演算式により算出したセル当たりの分極量である。
Ve_Δocv=(Ve(t2)-Ve(t1))/n-ΔVz…(2)
ΔVz=(Vz1(t2)+Vz2(t2))-(Vz1(t1)+Vz2(t1))…(3)
ここで、Ve_Δocvは、蓄電デバイス1の各蓄電素子3(単セル)における開放電圧値の変化量、nは蓄電デバイス1における蓄電素子3の個数(本実施形態では4)、Vz1及びVz2は、逐次演算式により算出したセル当たりの分極量である。
蓄電素子3の電流値が一定の場合、推定電圧値Veと端子電圧値Vbとの変化量の差は、一時的な現象によるSOC変動に起因する。端子電圧値Vbに係る開放電圧値の変化量Vb_Δocvは、開始時点t1から終了時点t2までの端子電圧値Vbの変化量から、上記式(3)にて示す分極変化量ΔVzを差し引いた値となる。すなわち以下式(4)の関係が成立する。
Vb_Δocv=(Vb(t2)-Vb(t1))/n-ΔVz…(4)
ここで、Vb_Δocvは、蓄電デバイス1の各蓄電素子3(単セル)における開放電圧値の変化量、nは蓄電デバイス1における蓄電素子3の個数(本実施形態では4)である。
Vb_Δocv=(Vb(t2)-Vb(t1))/n-ΔVz…(4)
ここで、Vb_Δocvは、蓄電デバイス1の各蓄電素子3(単セル)における開放電圧値の変化量、nは蓄電デバイス1における蓄電素子3の個数(本実施形態では4)である。
制御部21は、開始時点t1及び終了時点t2における端子電圧値の計測値と、等価回路モデルによる分極変化量ΔVzとを用いて演算し、上記(4)式より、開始時点t1から終了時点t2までにおける開放電圧値の変化量Vb_Δocvを算出する。
制御部21は、開始時点t1から終了時点t2までにおけるSOCの変化量を算出することにより、開放電圧値の変化量Vb_Δocvに対応する蓄電デバイス1のSOCの変化量ΔSOCを算出する。具体的には、制御部21は、開始時点t1から終了時点t2までにおける電流の積算値を、現在の満充電容量で除算することにより、開始時点t1から終了時点t2までにおけるSOCの変化量ΔSOCを求める。ΔSOCは、所定期間におけるSOCの所定変化量(以下、所定SOC変化量と称する)に相当する。
図7及び図8に示すグラフは、蓄電デバイス1のSOC-OCV特性を示す。図7及び図8の縦軸は開放電圧(V)、横軸はSOC(%)である。制御部21は、図7に示すように、蓄電デバイス1のSOCとOCVとの関係を示すプロファイル(SOC-OCV特性)上において、所定SOC変化量ΔSOCと、Vb_Δocvとの対応関係が成立するSOC領域を特定する。具体的には、制御部21は、予め設定される検索開始SOC値から順次所定SOC値を減算し、所定SOC変化量ΔSOCに対する端子電圧の変化量の計算値Vc_Δocvと、Vb_Δocvとが近似するSOC領域を特定する。例えば制御部21は、Vc_Δocvと、Vb_Δocvとの差分の絶対値(|Vc_Δocv-Vb_Δocv|)が所定値未満である場合、Vc_Δocvと、Vb_Δocvとが近似すると判定してよい。
制御部21は、特定したSOC領域内のSOC値を、SOCの推定値に対する補正値とする。SOC領域内におけるSOC値の選択方法は限定的ではないが、例えば図7に示すSOC-OCV特性上において、特定したSOC領域の左端、すなわちSOC領域における最小のSOC値を補正値としてもよい。蓄電デバイス1の充電時においては、特定したSOC領域の右端、すなわちSOC領域における最大のSOC値を補正値としてもよい。得られたSOC値は、一時的な現象が発生している場合における一時的な劣化を反映したSOC値である。得られたSOC値を、見かけSOC値と称する。制御部21は、見かけSOC値により、電流積算法によるSOCの推定値を補正する。
補正後、制御部21は、端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値(|Vb-Ve|)が第2閾値(例えば0.1V)以上であるか否かを判定する。ここで、推定電圧値Veは、見かけSOC値(補正後のSOC値)に応じたOCVを用い、等価回路モデルに基づき上記式(1)により算出される端子電圧の推定値である。適正な補正処理が行われた場合、放電時において端子電圧値Vbは、補正後の推定電圧値Veよりも大きくなると予測される。差分の絶対値が第2閾値以上である場合、端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの乖離が大きいことから、SOC値の補正が十分でないと推定される。
差分の絶対値が第2閾値以上である場合、図8に示すように、制御部21は、見かけSOC値に対し、所定値(例えば0.1%)を逐次加算することにより、SOC値の補正量を調整する。図8中の下側の一点鎖線の領域は、上側の一点鎖線の領域を拡大したものである。制御部21は、推定電圧値Veと端子電圧値Vbとの差分が所定値未満となるまで、調整(再補正)を繰り返す。代替的に、制御部21は、見かけSOC値に対し、所定値を逐次減算することにより、見かけSOC値を調整してもよい。なお、充電時における調整有無の判定条件も上記と同様であるが、放電時と充電時における第2閾値は異なる値であってよい。
制御部21は、補正開始時の第1条件、すなわち電流値の絶対値が所定値以上であるとの条件を継続的に満たす場合に、上述の調整処理を実行するものであってよい。補正開始時の第1条件を満たさなくなったと判定した場合、制御部21は、補正履歴をリセットする。具体的には、制御部21は、補正開始時の第2条件である交差の履歴と、見かけSOC値への補正の履歴とをリセットする。蓄電デバイス1が新たに補正開始時の第1条件である電流条件を満たす場合に、上述の補正処理が一から開始される。
図9及び図10は、充電電気量の補正処理手順の一例を示すフローチャートである。管理装置2の制御部21は、補正プログラム221に従って以下の処理を実行する。制御部21は、電流積算法によるSOCの推定処理と並行して補正プログラム221による処理を実行する。制御部21は、例えば所定の又は適宜の時間間隔で以下の処理を実行する。
制御部21は、入力部23を通じて、蓄電デバイス1の端子電圧値Vb及び電流値の計測データを取得し(ステップS11)、記憶部22に記憶する。蓄電デバイス1の端子電圧値Vbは、電圧センサ7aにより時系列的に計測される計測値である。蓄電デバイス1の電流値は、電流センサ7bにより時系列的に計測される計測値である。管理装置2が遠隔地に設置される場合、制御部21は、出力部24を介した通信によって、蓄電デバイス1の計測データを受信する。
制御部21は、第1条件として、取得した計測データに基づき、電流値が電流条件を満たすか否かを判定する(ステップS12)。電流条件とは、電流値の絶対値が電流閾値以上であるか否かである。制御部21は、電流値の絶対値と、予め設定されている所定値(電流閾値)との大小関係を判断し、電流値の絶対値が電流閾値以上であるか否かを判断する。制御部21は、入力部23より計測データを取得する都度、ステップS12以降の判定処理を実行してもよく、一定期間の計測データを記憶部22に記憶させた後、記憶部22から計測データを読み出して判定処理を実行してもよい。
電流値が電流条件を満たさない、すなわち電流値の絶対値が電流閾値未満であると判定した場合(ステップS12:NO)、制御部21は、処理をステップS12に戻し、条件を満たすまで待機する。電流値が電流条件を満たす、すなわち電流値の絶対値が電流閾値以上であると判定した場合(ステップS12:YES)、制御部21は、第2条件の判定に処理を進める。
制御部21は、第2条件として、取得した計測データの履歴に基づき、端子電圧値Vbと推定電圧値Veとが交差したか否かを判定する(ステップS13)。端子電圧値Vbは、電圧センサ7aにより計測された端子電圧値の計測データである。推定電圧値Veは、等価回路モデルに基づき算出される蓄電デバイス1の端子電圧値の推定値である。制御部21は、電流積算法による判定時点のSOC値の推定値に基づき、予め記憶するSOC-OCV特性において、SOC値の推定値に対応する開放電圧値OCVを読み取る。制御部21は、読み取った開放電圧値OCVと、既知の回路パラメータとを用いて演算することにより、推定電圧値Veを算出する。
端子電圧値Vbと推定電圧値Veとが交差していないと判定した場合(ステップS13:NO)、制御部21は、処理をステップS12に戻し、条件を満たすまで待機する。端子電圧値Vbと推定電圧値Veとが交差したと判定した場合(ステップS13:YES)、制御部21は、第3条件の判定に処理を進める。
制御部21は、第3条件として、端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値(|Vb-Ve|)と、予め設定されている第1閾値との大小関係を判定し、端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値が第1閾値以上であるか否かを判定する(ステップS14)。端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値が第1閾値未満であると判定した場合(ステップS14:NO)、制御部21は、処理をステップS12に戻し、条件を満たすまで待機する。端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値が第1閾値以上であると判定した場合(ステップS14:YES)、制御部21は、補正を実行すると判定し、さらに第4条件の判定に処理を進める。
制御部21は、第4条件として、第1条件から第3条件を満たす状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する(ステップS15)。詳細には、制御部21は、第2条件である端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの交差後、第1条件である電流条件を満たし且つ第3条件である電圧条件を満たす最初の時点(開始時点)t1から、電流条件及び電圧条件を満たしたまま所定時間以上が経過したか否かを判定する。所定時間以上継続していないと判定した場合(ステップS15:NO)、制御部21は、処理をステップS15に戻し、所定時間以上継続するまで待機する。
所定時間以上継続していると判定した場合(ステップS15:YES)、制御部21は、補正処理を進める。制御部21は、所定時間の開始時点t1から終了時点t2までにおける、開放電圧値の変化量Vb_Δocvを算出する(ステップS16)。なお、第4条件における所定時間と、開放電圧値の変化量Vb_Δocvの算出に関する所定時間との開始時点t1、終了時点t2及び時間長はそれぞれ異なるものであってもよい。開放電圧値の変化量Vb_Δocvの算出に関する開始時点t1は、第1条件から第3条件を満たす任意の時点であってもよく、終了時点t2は、開始時点t1から所定の時間経過後における時点であってもよい。
制御部21は、開始時点t1及び終了時点t2における端子電圧値の計測値と、等価回路モデルによる分極変化量ΔVzとに基づき、開放電圧値の変化量Vb_Δocvを算出する。制御部21は、単セル毎の開始時点t1から終了時点t2までの端子電圧値Vbの変化量から、分極変化量ΔVzを減算することにより、Vb_Δocvを算出する。
制御部21は、算出した開放電圧値の変化量Vb_Δocvに対応する蓄電デバイス1のSOCの変化量ΔSOCを算出する(ステップS17)。具体的には、制御部21は、開始時点t1から終了時点t2までにおける電流の積算値を、現在の満充電容量で除算することにより、開始時点t1から終了時点t2までにおけるSOCの変化量(所定SOC変化量)ΔSOCを求める。
制御部21は、算出した所定SOC変化量ΔSOCと、開放電圧値の変化量Vb_Δocvとに基づき、見かけSOC値を取得する(ステップS18)。詳細には、制御部21は、SOC-OCV特性において、所定SOC変化量ΔSOCに対応する開放電圧値の変化量の計算値Vc_Δocvが、Vb_Δocvに近似するSOC領域を特定する。制御部21は、特定したSOC領域内のSOC値を、見かけSOC値とする。制御部21は、電流積算によるSOCの推定値を、取得した見かけSOC値に補正する(ステップS19)。
制御部21は、端子電圧値Vbと、補正後の推定電圧値Veとの差分の絶対値(|Vb-Ve|)と、予め設定されている第2閾値との大小関係を判定し、端子電圧値Vbと、補正後の推定電圧値Veとの差分の絶対値が第2閾値以上であるか否かを判定する(ステップS20)。制御部21は、電流積算法による補正後のSOC値に基づき、予め記憶するSOC-OCV特性において、補正後のSOC値に対応する開放電圧値OCVを読み取る。制御部21は、読み取った開放電圧値OCVと、既知の回路パラメータとを用いて演算することにより、補正後の推定電圧値Veを算出する。
端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値が第2閾値未満であると判定した場合(ステップS20:NO)、制御部21は一連の処理を終了する。
端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値が第2閾値以上であると判定した場合(ステップS20:YES)、制御部21は、蓄電デバイス1の電流値に対し、第1条件の電流条件を満たす状態が終了しているか否かを判定する(ステップS21)。
端子電圧値Vbと推定電圧値Veとの差分の絶対値が第2閾値以上であると判定した場合(ステップS20:YES)、制御部21は、蓄電デバイス1の電流値に対し、第1条件の電流条件を満たす状態が終了しているか否かを判定する(ステップS21)。
電流条件を満たす状態が終了していないと判定した場合(ステップS21:NO)、制御部21は、見かけSOC値に対し、所定値を加算又は減算することにより、見かけSOC値を調整(再補正)する(ステップS22)。調整後、制御部21は、処理をステップS20に戻し、補正後の推定電圧値Veと端子電圧値Vbとの差分の絶対値が第2閾値未満となるまで、見かけSOC値の調整を繰り返す。
電流条件を満たす状態が終了していると判定した場合(ステップS21:YES)、制御部21は、補正履歴をリセットし(ステップS23)、一連の処理を終了する。具体的には、制御部21は、補正開始時の第2条件である交差の履歴と、見かけSOC値への補正の履歴とをリセットする。制御部21は、補正後のSOC値、又は補正後のSOC値に基づく情報を出力部24を介し表示装置等へ出力してもよい。
制御部21は、上述の処理後、上述の処理により得られた見かけSOC値を用いて、電流積算法によるSOCの推定を実施してもよい。
上記では、充電電気量としてSOCを補正した。代替的に、充電電気量は蓄電デバイス1に蓄えられた現在のエネルギーの量の値であればよく、例えば電力量であってもよい。
本実施形態によれば、蓄電デバイス1における一時的な現象の発生に応じて、一時的な現象に応じたSOC変動を反映することで、SOCの推定値を精度よく補正できる。
(第2実施形態)
第2実施形態では、蓄電デバイス1が所定条件を満たす場合に、見かけSOC値による補正を終了する。以下では主に第1実施形態との相違点を説明し、第1実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
第2実施形態では、蓄電デバイス1が所定条件を満たす場合に、見かけSOC値による補正を終了する。以下では主に第1実施形態との相違点を説明し、第1実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図11は、見かけSOC値による補正終了の概念を説明する説明図である。図11に示すグラフは、蓄電デバイス1のSOC-OCV特性を示す。図11の縦軸は開放電圧(V)、横軸はSOC(%)である。
管理装置2の制御部21は、第1実施形態にて説明した処理を実行し、見かけSOC値により、電流積算によるSOCの推定値を補正する。制御部21は、補正後のSOCの推定値を新たな初期値(基準値)として、その後のSOCの推定を実行する。制御部21は、蓄電デバイス1が所定条件を満たす場合、見かけSOC値による補正を終了する。補正を終了した場合、制御部21は、SOC値を、見かけSOC値から電流積算によるSOCの推定値に復帰させる。言い換えれば、制御部21は、SOC値を補正前のSOCの推定値に戻す。制御部21は、電流積算によるSOCの推定値を新たな初期値(基準値)として、その後のSOCの推定を実行する。
補正の終了に係る所定条件は限定的ではないが、一例として、蓄電デバイス1の充電時において、見かけSOC値が予め設定される第3閾値以上となった場合、制御部21は、見かけSOC値による補正を終了する。第3閾値には、例えばプラトー領域の下端(プラトー領域における最小のSOC値)が設定されてもよい。他の例として、車両ECU等から満充電制御の開始信号を受け付けた場合、制御部21は、見かけSOC値による補正を終了してもよい。
図12は、第2実施形態における補正終了の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部21は、蓄電デバイス1が所定条件を満たすか否かを判定する(ステップS31)。一例として、制御部21は、見かけSOC値が第3閾値以上であるか否かを判定する。見かけSOC値が第3閾値未満である場合、制御部21は、所定条件を満たさないと判定する。見かけSOC値が第3閾値以上である場合、制御部21は、所定条件を満たすと判定する。
蓄電デバイス1が所定条件を満たさないと判定した場合(ステップS31:NO)、制御部21は処理を終了する。すなわち、蓄電デバイス1が所定条件を満たさないと判定した場合、制御部21は見かけSOC値による補正を終了しない。蓄電デバイス1が所定条件を満たすと判定した場合(ステップS31:YES)、制御部21は、見かけSOC値による補正を終了し、蓄電デバイス1のSOC値を、見かけSOC値から電流積算によるSOCの推定値に復帰させ(ステップS32)、一連の処理を終了する。
本実施形態によれば、見かけSOC値による補正範囲を限定することで、蓄電デバイス1におけるSOC値の補正精度を向上できる。
補正方法、補正装置及びプログラムは、車両以外の用途にも適用可能であり、航空機、フライイングビークル、HAPS(High Altitude Platform Station)等の飛行体に適用されてもよいし、船舶や潜水艦に適用されてもよい。補正方法、補正装置及びプログラムは、高度な安全性が求められる(リアルタイムでのSOC値の補正が求められる)移動体に適用することが好ましいが、移動体に限らず、定置用蓄電デバイスに適用されてもよい。
今回開示した実施の形態は、全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。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
1 蓄電デバイス
2 管理装置(補正装置)
21 制御部
22 記憶部
23 入力部
24 出力部
221 補正プログラム
222 補正データ
2A 記録媒体
3 蓄電素子
2 管理装置(補正装置)
21 制御部
22 記憶部
23 入力部
24 出力部
221 補正プログラム
222 補正データ
2A 記録媒体
3 蓄電素子
Claims (9)
- 蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かを判定し、
前記差分が第1閾値以上であると判定した場合、前記等価回路モデルから得られる、前記蓄電デバイスの充電電気量の所定変化量に応じた前記蓄電デバイスの開放電圧値の変化量に基づいて、前記蓄電デバイスにおける前記充電電気量の推定値を補正する
処理をコンピュータが実行する補正方法。 - 前記蓄電デバイスの充電電気量と開放電圧値との関係を示すプロファイルにおいて、前記充電電気量の所定変化量と前記開放電圧値の変化量との対応関係を満たす充電電気量領域を特定し、
特定した前記充電電気量領域に基づいて、前記充電電気量の推定値を補正する
請求項1に記載の補正方法。 - 前記差分が第1閾値以上である第1時点及び第2時点における前記端子電圧値の差分から、前記第1時点及び第2時点における前記等価回路モデルに係る分極電圧値の差分を減算することにより、前記開放電圧値の変化量を算出する
請求項1又は請求項2に記載の補正方法。 - 前記蓄電デバイスの通電履歴に基づき、前記端子電圧値と前記推定電圧値とが交差したか否かを判定し、
前記端子電圧値と前記推定電圧値とが交差したと判定した場合、前記充電電気量の推定値を補正する
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の補正方法。 - 前記充電電気量の補正後における前記端子電圧値と前記推定電圧値との差分が第2閾値以上である場合、補正後の前記充電電気量に対し所定値を逐次加算又は減算することにより、前記充電電気量の推定値を再補正する
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の補正方法。 - 補正後の前記充電電気量が第3閾値以上となった場合、前記充電電気量の推定値の補正を終了し、補正前の前記充電電気量の推定値に戻す
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の補正方法。 - 蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かを判定し、
前記差分が第1閾値以上であると判定した場合、前記等価回路モデルから得られる、前記蓄電デバイスの充電電気量の所定変化量に応じた前記蓄電デバイスの開放電圧値の変化量に基づいて、前記蓄電デバイスにおける前記充電電気量の推定値を補正する
処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 - 蓄電デバイスの充電電気量の推定値の補正に関する制御を実行する制御部を備え、
前記制御部は、
前記蓄電デバイスの通電時における端子電圧値と、前記蓄電デバイスの等価回路モデルを用いて推定される推定電圧値との差分が第1閾値以上であるか否かを判定し、
前記差分が第1閾値以上であると判定した場合、前記等価回路モデルから得られる、前記蓄電デバイスの充電電気量の所定変化量に応じた前記蓄電デバイスの開放電圧値の変化量に基づいて、前記蓄電デバイスにおける前記充電電気量の推定値を補正する
補正装置。 - 蓄電素子と、請求項8に記載の補正装置と
を備える蓄電デバイス。
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