JP2024050293A - Semiconductor device, battery monitoring method, and battery monitoring system - Google Patents

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JP2024050293A JP2022157091A JP2022157091A JP2024050293A JP 2024050293 A JP2024050293 A JP 2024050293A JP 2022157091 A JP2022157091 A JP 2022157091A JP 2022157091 A JP2022157091 A JP 2022157091A JP 2024050293 A JP2024050293 A JP 2024050293A
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Abstract

【課題】簡易な構成で、時間効率よくバッテリの残量を算出できる【解決手段】半導体装置は、クーロンカウント法によりバッテリの電流の流入及び流出に係るカウント値を計測するカウント部と、前記バッテリのインピーダンスを計測するインピーダンス計測部と、前記インピーダンスに基づいて、前記インピーダンスとバッテリ容量との相関関係から演算に用いるバッテリ容量を補正する補正部と、前記カウント値と、補正した前記バッテリ容量とに基づきバッテリの残量を算出する演算部と、を備える。【選択図】図2[Problem] A semiconductor device capable of calculating the remaining battery capacity in a time-efficient manner with a simple configuration [Solution] The semiconductor device comprises a counting unit that measures a count value relating to the inflow and outflow of current to the battery by the Coulomb counting method, an impedance measuring unit that measures the impedance of the battery, a correction unit that corrects the battery capacity used in calculations from the correlation between the impedance and the battery capacity based on the impedance, and a calculation unit that calculates the remaining battery capacity based on the count value and the corrected battery capacity. [Selected Figure] Figure 2

Description

本開示は、半導体装置、電池監視方法、及び電池監視システムに関する。 This disclosure relates to a semiconductor device, a battery monitoring method, and a battery monitoring system.

インピーダンス関数を用いて、バッテリの状態を推定する技術がある(特許文献1参照)。この技術では、計測された実測値データに対する誤差が小さくなるようにインピーダンス関数を調整するフィッティング処理を行っている。 There is a technology that uses an impedance function to estimate the state of a battery (see Patent Document 1). This technology involves a fitting process that adjusts the impedance function so that the error relative to the measured actual value data is reduced.

また、バッテリの劣化の推定精度を改善する技術がある(特許文献2参照)。この技術では、クーロンカウント値に基づいて、バッテリが所定電荷量、充放電されたことを検出し、検出のたびに劣化を示す指標を変化させている。 There is also a technology that improves the accuracy of estimating battery deterioration (see Patent Document 2). This technology detects when the battery has been charged or discharged a certain amount of charge based on the coulomb count value, and changes an indicator of deterioration each time this is detected.

特開2014-102111号公報JP 2014-102111 A 特開2017-116522号公報JP 2017-116522 A

従来の劣化を考慮した従来のバッテリ残量推定方法は、特許文献1のようなフィッティングによる手法や、特許文献2のようなLUT(Lookup table)を用いた手法がある。LUTは上記特許文献2の図2のように、事前にバッテリ容量と充電サイクル数の関係を測定、関係を表した表として登録しておくものである。従来のバッテリ残量推定方法は、実システム動作中は、何回バッテリが充放電されたかをカウントし、カウントによりバッテリ容量を補正し、補正したバッテリ容量を用いて、バッテリ残量(SOC:State Of Charge)を演算することで、バッテリ残量を推定する手法である。 Conventional methods for estimating remaining battery capacity that take deterioration into account include a fitting method as in Patent Document 1, and a method using a lookup table (LUT) as in Patent Document 2. The LUT is a method in which the relationship between the battery capacity and the number of charging cycles is measured in advance and registered as a table showing the relationship, as shown in Figure 2 of Patent Document 2. Conventional methods for estimating remaining battery capacity are a method of estimating remaining battery capacity by counting how many times the battery has been charged and discharged while the actual system is operating, correcting the battery capacity based on the count, and using the corrected battery capacity to calculate the remaining battery capacity (SOC: State Of Charge).

しかしながら、実システム動作の環境が、事前にバッテリ容量と充電サイクル数の関係を測定した環境と異なる場合がある。その場合、バッテリ劣化の進行が異なり、その結果、残量推定結果が異なってしまうという問題点があった。 However, the environment in which the actual system operates may differ from the environment in which the relationship between battery capacity and number of charging cycles was previously measured. In such cases, the progression of battery deterioration may differ, resulting in different remaining capacity estimation results.

本開示の課題は、簡易な構成で、時間効率よくバッテリの残量を算出できる半導体装置、電池監視方法、及び電池監視システムを提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a semiconductor device, a battery monitoring method, and a battery monitoring system that can calculate the remaining battery charge in a time-efficient manner with a simple configuration.

本開示の半導体装置は、クーロンカウント法によりバッテリの電流の流入及び流出に係るカウント値を計測するカウント部と、前記バッテリのインピーダンスを計測するインピーダンス計測部と、前記インピーダンスに基づいて、前記インピーダンスとバッテリ容量との相関関係から演算に用いるバッテリ容量を補正する補正部と、前記カウント値と、補正した前記バッテリ容量とに基づきバッテリの残量を算出する演算部と、を備える。 The semiconductor device disclosed herein includes a counting unit that measures a count value related to the inflow and outflow of current to and from a battery using a coulomb counting method, an impedance measuring unit that measures the impedance of the battery, a correction unit that corrects the battery capacity used in the calculation from the correlation between the impedance and the battery capacity based on the impedance, and a calculation unit that calculates the remaining battery capacity based on the count value and the corrected battery capacity.

本開示の半導体装置、電池監視方法、及び電池監視システムによれば、簡易な構成で、時間効率よくバッテリの残量を算出できる、という効果を得られる。 The semiconductor device, battery monitoring method, and battery monitoring system disclosed herein have the advantage of being able to calculate the remaining battery charge in a time-efficient manner with a simple configuration.

既存の電池監視システムの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of an existing battery monitoring system. 第1実施形態の電池監視システムの構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a configuration of a battery monitoring system according to a first embodiment; 第1LUT37の一例であり、仮想的な充放電回数と、バッテリ容量(mAh)とが対応付けられたテーブルデータである。This is an example of the first LUT 37, and is table data in which a virtual number of charge/discharge cycles is associated with a battery capacity (mAh). 第2LUT38の一例であり、仮想的な充放電回数と、インピーダンス(mΩ)とが対応付けられたテーブルデータである。This is an example of the second LUT 38, and is table data in which a virtual number of charge/discharge cycles is associated with an impedance (mΩ). 電池監視システム1の処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a processing flow of the battery monitoring system 1. 第2実施形態の電池監視システムの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of a configuration of a battery monitoring system according to a second embodiment. 第2実施形態の第2LUT38の一例であり、仮想的な充放電回数と、各温度に対応したインピーダンス(mΩ)とが対応付けられたテーブルデータである。13 is an example of the second LUT 38 of the second embodiment, and is table data in which a virtual number of charge/discharge cycles is associated with an impedance (mΩ) corresponding to each temperature. 第2実施形態の電池監視システム1の処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a processing flow of a battery monitoring system 1 of a second embodiment.

近年、カーボンニュートラルを達成するために、バッテリの需要が高まっている。また、バッテリの再利用も需要が高まっている。特に、欧州等では、バッテリ規制により数年後から車載、蓄電池用途のバッテリの劣化を測定し記録することが求められている。本実施形態の手法は、今後ますます重要になる、劣化を考慮したバッテリ残量推定手法を用いた電池監視に関するものである。本実施形態の電池監視システムでは、電池(以下、「バッテリ」)による電力の供給、残量等を監視するシステムである。電池監視システムは、所定の機能を発揮するために電力が供給される制御システムの一部として組み込まれる。制御システムは、例えば、IoT機器等、所定の対象物の物理量を測定し、監視するセンサシステム等が挙げられる。 In recent years, the demand for batteries has been increasing in order to achieve carbon neutrality. There is also an increasing demand for the reuse of batteries. Particularly in Europe and other countries, battery regulations require that the deterioration of batteries used for vehicle and storage batteries be measured and recorded in the next few years. The method of this embodiment relates to battery monitoring using a battery remaining capacity estimation method that takes deterioration into account, which will become increasingly important in the future. The battery monitoring system of this embodiment is a system that monitors the supply of power from a battery (hereinafter referred to as "battery"), the remaining capacity, etc. The battery monitoring system is incorporated as part of a control system to which power is supplied to perform a specified function. Examples of the control system include a sensor system that measures and monitors the physical quantity of a specified object, such as an IoT device.

ここで、本実施形態の前提とするLUTを備える既存の電池監視システムの例を示す。図1に示すように、既存の電池監視システムは構成として、半導体装置、バッテリ、負荷、センス抵抗により構成される。半導体装置において、充放電回数検出部、クーロンカウンタ部、SOC演算部、補正部、及びLUT(Look Up Table)を備える。 Here, an example of an existing battery monitoring system equipped with the LUT that is the premise of this embodiment is shown. As shown in FIG. 1, the existing battery monitoring system is configured with a semiconductor device, a battery, a load, and a sense resistor. The semiconductor device includes a charge/discharge count detection unit, a coulomb counter unit, an SOC calculation unit, a correction unit, and an LUT (Look Up Table).

バッテリの種類は特に限定されないが、一例としてリチウムイオンセルが用いられる。リチウムイオンセルの場合、OCV(Open Circuit Voltage)=4.2Vのときが満充電状態である、すなわちSOC(State of Charge)=100%である。ここで、OCV(開放電圧または開回路電圧)とは、負荷が接続されておらず、負荷に電圧、電流が印加されていない状態でのバッテリの電圧をいう。また、SOC(充電状態または充電率)とは、仕様上の完全放電状態を0%、満充電状態を100%として表したバッテリの充電状態をいう。 The type of battery is not particularly limited, but a lithium-ion cell is used as an example. In the case of a lithium-ion cell, a fully charged state is when the OCV (Open Circuit Voltage) is 4.2V, that is, the SOC (State of Charge) is 100%. Here, OCV (open circuit voltage) refers to the voltage of the battery when no load is connected and no voltage or current is applied to the load. In addition, SOC (state of charge or charging rate) refers to the state of charge of the battery, where the fully discharged state according to the specifications is 0% and the fully charged state is 100%.

負荷はバッテリによって電圧、電流を供給されて動作する回路である。電池監視システム1は一例としてセンサシステムとされ、負荷には該センサシステムのセンサ駆動回路、監視情報を監視システムに送信する送信器等が含まれる。センス抵抗は、バッテリと直列に挿入され、電圧降下を検出する回路である。電池監視システムにおいては、負荷が接続された状態でのバッテリの状態が監視される。 The load is a circuit that operates by receiving voltage and current from a battery. Battery monitoring system 1 is an example of a sensor system, and the load includes a sensor drive circuit of the sensor system, a transmitter that transmits monitoring information to the monitoring system, and the like. The sense resistor is a circuit that is inserted in series with the battery and detects voltage drops. In the battery monitoring system, the state of the battery is monitored when the load is connected.

クーロンカウンタ部は、例えば特許文献2に記載のように、バッテリの電流を所定のサンプリング周期でサンプリングし、電流の流入及び流出に係るカウント値(ACC)を計測する回路である。SOC演算部は、カウント値に基づいて、バッテリのSOCを演算する回路である。補正部は、検出された放電回数を用いて、SOC演算部の演算に用いるバッテリ容量を補正する回路である。LUTは、測定等により得られた放電回数とバッテリ容量との対応関係(相関関係)を記録したテーブルである。 As described in Patent Document 2, for example, the coulomb counter unit is a circuit that samples the battery current at a predetermined sampling period and measures a count value (ACC) related to the inflow and outflow of current. The SOC calculation unit is a circuit that calculates the SOC of the battery based on the count value. The correction unit is a circuit that uses the detected number of discharges to correct the battery capacity used in the calculations of the SOC calculation unit. The LUT is a table that records the correspondence (correlation) between the number of discharges obtained by measurement, etc. and the battery capacity.

以上が既存の電池監視システムについての説明である。以下、図面を参照して本実施形態の詳細について説明する。 The above is a description of the existing battery monitoring system. Below, the details of this embodiment will be explained with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図2に示すように、第1実施形態に係る電池監視システム1は、半導体装置10、バッテリ20、負荷21、及びセンス抵抗22を含んで構成されている。図2に示すように、本実施の形態に係る半導体装置10は、充放電回数検出部31、クーロンカウンタ部32、インピーダンス計測用信号生成部33、インピーダンス計測部34、補正部35、SOC演算部36、第1LUT37、及び第2LUT38を含んで構成されている。従来と異なり、インピーダンス計測用信号生成部33、インピーダンス計測部34、及び第2LUT38を有している。なお、電池監視システム1は、充放電回数検出部31を備えているが、既存技術の態様に応じた便宜的なものである。本実施形態では、仮想的な充放電回数を用いるため、実際の放充電回数は検証等の確認のために補助的に用い、主たる構成としては用いられない。クーロンカウンタ部32が本開示のカウント部の一例であり、SOC演算部36が本開示の演算部の一例である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 2, the battery monitoring system 1 according to the first embodiment includes a semiconductor device 10, a battery 20, a load 21, and a sense resistor 22. As shown in FIG. 2, the semiconductor device 10 according to the present embodiment includes a charge/discharge count detection unit 31, a coulomb counter unit 32, an impedance measurement signal generation unit 33, an impedance measurement unit 34, a correction unit 35, an SOC calculation unit 36, a first LUT 37, and a second LUT 38. Unlike the conventional technology, the battery monitoring system 1 includes the impedance measurement signal generation unit 33, the impedance measurement unit 34, and the second LUT 38. Note that the battery monitoring system 1 includes the charge/discharge count detection unit 31, but this is for convenience in accordance with the aspects of the existing technology. In this embodiment, since a virtual charge/discharge count is used, the actual charge/discharge count is used auxiliary for verification and is not used as a main configuration. The coulomb counter unit 32 is an example of a count unit of the present disclosure, and the SOC calculation unit 36 is an example of a calculation unit of the present disclosure.

制御部29は主として電池監視処理を実行する部位であり、例えば図示しないCPU(Central Processing Unit、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を含んで構成されている。制御部29は、充放電回数検出部31、クーロンカウンタ部32、インピーダンス計測用信号生成部33、インピーダンス計測部34、補正部35、及びSOC演算部36を制御している。なお、補正部35及びSOC演算部36の各部は、回路として構成するのではなく、CPUによって処理する演算部として構成してもよい。 The control unit 29 is a part that mainly executes the battery monitoring process, and is configured to include, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc. (not shown). The control unit 29 controls the charge/discharge count detection unit 31, the coulomb counter unit 32, the impedance measurement signal generation unit 33, the impedance measurement unit 34, the correction unit 35, and the SOC calculation unit 36. Note that each part of the correction unit 35 and the SOC calculation unit 36 may be configured as a calculation unit processed by the CPU, rather than being configured as a circuit.

クーロンカウンタ部32は、クーロンカウント法によりバッテリの電流の流入及び流出に係るカウント値を計測する。例えば、電流の積算値(Q(t))をカウント値として計測すればよい。 The coulomb counter unit 32 measures the count value related to the inflow and outflow of current to the battery using the coulomb counting method. For example, the integrated current value (Q(t)) may be measured as the count value.

インピーダンス計測用信号生成部33は、インピーダンス計測用の交流信号(正弦波)を発生させる。交流信号は、数十Hzから数MHz程度の範囲の正弦波とすればよい。 The impedance measurement signal generator 33 generates an AC signal (sine wave) for impedance measurement. The AC signal may be a sine wave in the range of several tens of Hz to several MHz.

インピーダンス計測部34は、バッテリ20のインピーダンスを計測する。インピーダンス計測部34は、交流信号を入力としたバッテリ20の電圧及び電流からインピーダンスを計測する回路である。 The impedance measurement unit 34 measures the impedance of the battery 20. The impedance measurement unit 34 is a circuit that measures the impedance from the voltage and current of the battery 20 when an AC signal is input.

本実施形態では、LUTとして、第1LUT37と、第2LUT38とが含まれる。第1LUT37は、仮想的な充放電回数とバッテリ容量との相関を示すテーブルデータである。仮想的な充放電回数は、バッテリ容量とインピーダンスとに共通する。図3Aは、第1LUT37の一例であり、仮想的な充放電回数と、バッテリ容量(mAh)とが対応付けられたテーブルデータである。例では、充放電回数が1の場合にバッテリ容量1000(mAh)であり、充放電回数が500の場合にバッテリ容量900(mAh)と、回数を経るたびにバッテリ容量は低減する。第2LUT38は、仮想的な充放電回数とインピーダンスとの相関を示すテーブルデータである。図3Bは、第2LUT38の一例であり、仮想的な充放電回数と、インピーダンス(mΩ)とが対応付けられたテーブルデータである。例では、充放電回数が1の場合にインピーダンス10(mΩ)であり、充放電回数が500の場合にインピーダンス100(mΩ)と、回数を経るたびにバッテリ容量は低減する。なお、これらの数値は例示のための一例であり、運用においては検証結果等から求めた数値をテーブルデータとして用いる。第1LUT37が本開示の第1相関データの一例であり、第2LUT38が本開示の第2相関データの一例である。 In this embodiment, the LUT includes a first LUT 37 and a second LUT 38. The first LUT 37 is table data showing the correlation between the virtual number of charge/discharge cycles and the battery capacity. The virtual number of charge/discharge cycles is common to the battery capacity and the impedance. FIG. 3A is an example of the first LUT 37, and is table data in which the virtual number of charge/discharge cycles and the battery capacity (mAh) are associated. In the example, when the number of charge/discharge cycles is 1, the battery capacity is 1000 (mAh), and when the number of charge/discharge cycles is 500, the battery capacity is 900 (mAh), and the battery capacity decreases with each cycle. The second LUT 38 is table data showing the correlation between the virtual number of charge/discharge cycles and the impedance. FIG. 3B is an example of the second LUT 38, and is table data in which the virtual number of charge/discharge cycles and the impedance (mΩ) are associated. In this example, when the number of charge/discharge cycles is 1, the impedance is 10 (mΩ), and when the number of charge/discharge cycles is 500, the impedance is 100 (mΩ), and the battery capacity decreases with each cycle. Note that these values are merely examples for illustrative purposes, and in operation, values obtained from verification results or the like are used as table data. The first LUT 37 is an example of first correlation data of the present disclosure, and the second LUT 38 is an example of second correlation data of the present disclosure.

補正部35は、計測されたインピーダンスに基づいて、インピーダンスとバッテリ容量との相関関係から、SOC演算部36の算出に用いるバッテリ容量を補正する。具体的には、補正部35は、計測されたインピーダンスに対応する第2LUT38の仮想的な充放電回数を選択し、選択した当該充放電回数に対応する第1LUT37のバッテリ容量を演算に用いるように補正する。 Based on the measured impedance, the correction unit 35 corrects the battery capacity used in the calculation by the SOC calculation unit 36 from the correlation between the impedance and the battery capacity. Specifically, the correction unit 35 selects a virtual number of charge/discharge cycles in the second LUT 38 that corresponds to the measured impedance, and performs correction so that the battery capacity in the first LUT 37 that corresponds to the selected number of charge/discharge cycles is used in the calculation.

SOC演算部36は、計測されたカウント値と、補正したバッテリ容量とに基づきバッテリの残量としてSOCを算出する。SOCは、一般的なクーロンカウント法によるSOCの推定手法を用いて算出すればよく、放電開始前の充電率(SOC)、カウント値である電流の積算値(Q(t))、補正したバッテリ容量の満充電容量(FCC)を用いて、SOC=SOC+(Q(t)/FCC)として算出すればよい。 The SOC calculation unit 36 calculates the SOC as the remaining capacity of the battery based on the measured count value and the corrected battery capacity. The SOC may be calculated using a method for estimating SOC using a general coulomb counting method, and may be calculated as SOC= SOC0 +(Q(t)/FCC) using the charge rate before the start of discharge ( SOC0 ), the integrated current value (Q(t)) which is the count value, and the full charge capacity (FCC) of the corrected battery capacity.

次に、電池監視システム1の作用を説明する。図4は、電池監視システム1の処理の流れを示すフローチャートである。処理ルーチンは、例えば、電池監視システム1について定めた電池監視の周期で定期的に実行される。 Next, the operation of the battery monitoring system 1 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the processing flow of the battery monitoring system 1. The processing routine is executed periodically, for example, at a battery monitoring cycle defined for the battery monitoring system 1.

ステップS100では、クーロンカウンタ部32が、クーロンカウント法によりバッテリの電流の流入及び流出に係るカウント値を計測する。なお、本ステップとあわせて充放電回数検出部31により充放電回数を検出してもよい。 In step S100, the coulomb counter unit 32 measures the count value related to the inflow and outflow of current to the battery using the coulomb counting method. Note that the charge/discharge count detection unit 31 may detect the number of charge/discharge cycles in conjunction with this step.

ステップS102では、インピーダンス計測用信号生成部33が、インピーダンス計測用の交流信号(正弦波)を発生させる。 In step S102, the impedance measurement signal generator 33 generates an AC signal (sine wave) for impedance measurement.

ステップS104では、インピーダンス計測部34が、バッテリ20のインピーダンスを計測する。 In step S104, the impedance measurement unit 34 measures the impedance of the battery 20.

ステップS106では、補正部35が、計測されたインピーダンスに対応する第2LUT38の仮想的な充放電回数を選択する。 In step S106, the correction unit 35 selects a virtual charge/discharge count from the second LUT 38 that corresponds to the measured impedance.

ステップS108では、補正部35が、選択した当該充放電回数に対応する第1LUT37のバッテリ容量を演算に用いるように補正する。 In step S108, the correction unit 35 corrects the battery capacity in the first LUT 37 corresponding to the selected number of charge/discharge cycles to be used in the calculation.

ステップS110では、SOC演算部36は、計測されたカウント値と、補正したバッテリ容量とに基づきバッテリの残量(SOC)を算出する。 In step S110, the SOC calculation unit 36 calculates the remaining battery charge (SOC) based on the measured count value and the corrected battery capacity.

以上、本実施形態の電池監視システム1によれば、簡易な構成で、時間効率よくバッテリの残量を算出できる。 As described above, the battery monitoring system 1 of this embodiment can calculate the remaining battery charge in a time-efficient manner with a simple configuration.

(第2実施形態)
図5は、第2実施形態の構成を示す図である。第2実施形態では、バッテリ20の温度を計測して、LUTを参照する点で第1実施形態と異なっている。図5に示すように、第2実施形態の電池監視システム1における半導体装置10は、バッテリ20の温度を計測する温度計測部41を含む。
Second Embodiment
5 is a diagram showing a configuration of the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in that the temperature of the battery 20 is measured and the LUT is referred to. As shown in FIG. 5, the semiconductor device 10 in the battery monitoring system 1 of the second embodiment includes a temperature measurement unit 41 that measures the temperature of the battery 20.

本実施形態では、第2LUT38において温度ごとにインピーダンスのデータを有している。図6は、第2実施形態の第2LUT38の一例であり、仮想的な充放電回数と、各温度に対応したインピーダンス(mΩ)とが対応付けられたテーブルデータである。 In this embodiment, the second LUT 38 has impedance data for each temperature. FIG. 6 shows an example of the second LUT 38 in the second embodiment, which is table data that associates a virtual number of charge/discharge cycles with the impedance (mΩ) corresponding to each temperature.

補正部35は、計測した温度及びインピーダンスを用いて、第2LUT38の仮想的な充放電回数を選択し、バッテリ容量の補正をする。 The correction unit 35 uses the measured temperature and impedance to select a virtual number of charge/discharge cycles from the second LUT 38 and corrects the battery capacity.

図7は、第2実施形態の電池監視システム1の処理の流れを示すフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing the processing flow of the battery monitoring system 1 of the second embodiment.

ステップS200において、温度計測部41が、バッテリ20の温度を計測する。 In step S200, the temperature measurement unit 41 measures the temperature of the battery 20.

ステップS202において、補正部35が、計測した温度及びインピーダンスに対応する第2LUT38の仮想的な充放電回数を選択する。 In step S202, the correction unit 35 selects a virtual charge/discharge count from the second LUT 38 that corresponds to the measured temperature and impedance.

以上、本実施形態の電池監視システム1によれば、簡易な構成で、時間効率よく、かつ、正確にバッテリの残量を算出できる。 As described above, the battery monitoring system 1 of this embodiment can calculate the remaining battery charge in a time-efficient and accurate manner with a simple configuration.

なお、上述した実施形態では、LUTとしては、第1LUT37は充放電サイクルとバッテリ容量、第2LUT38は充放電サイクルとインピーダンスの相関関係を用いて、インピーダンスからバッテリ容量を補正しているが、これに限定されるものではない。例えば、LUTの両方を統合し、インピーダンスとバッテリ容量のLUTだけを設けて計算をしてもよい。 In the above embodiment, the first LUT 37 uses the correlation between the charge/discharge cycle and the battery capacity, and the second LUT 38 uses the correlation between the charge/discharge cycle and the impedance to correct the battery capacity from the impedance, but this is not limited to this. For example, both LUTs may be integrated, and calculations may be performed using only the LUTs for impedance and battery capacity.

また、LUTを用いるのではなく、インピーダンスとバッテリ容量の関係式を使って、バッテリ容量を補正してもよい。 In addition, instead of using an LUT, the battery capacity may be corrected using a relationship between impedance and battery capacity.

また、上述した実施形態では、インピーダンス計測の交流信号に正弦波を用いているが、複数の周波数の正弦波を重ね合わせた信号、又は、インパルス信号等を用いてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, a sine wave is used as the AC signal for impedance measurement, but a signal in which sine waves of multiple frequencies are superimposed, an impulse signal, etc. may also be used.

また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。 In addition, although the present specification has described an embodiment in which the program is pre-installed, the program can also be provided by storing it on a computer-readable recording medium.

1 電池監視システム
20 バッテリ
21 負荷
22 センス抵抗
29 制御部
31 充放電回数検出部
32 クーロンカウンタ部
33 インピーダンス計測用信号生成部
34 インピーダンス計測部
35 補正部
36 SOC演算部
37 第1LUT
38 第2LUT
41 温度計測部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Battery monitoring system 20 Battery 21 Load 22 Sense resistor 29 Control unit 31 Charge/discharge count detection unit 32 Coulomb counter unit 33 Impedance measurement signal generation unit 34 Impedance measurement unit 35 Correction unit 36 SOC calculation unit 37 First LUT
38 Second LUT
41 Temperature measurement unit

Claims (5)

クーロンカウント法によりバッテリの電流の流入及び流出に係るカウント値を計測するカウント部と、
前記バッテリのインピーダンスを計測するインピーダンス計測部と、
前記インピーダンスに基づいて、前記インピーダンスとバッテリ容量との相関関係から演算に用いるバッテリ容量を補正する補正部と、
前記カウント値と、補正した前記バッテリ容量とに基づきバッテリの残量を算出する演算部と、
を備える半導体装置。
A counting unit that measures a count value related to the inflow and outflow of current of the battery by a coulomb counting method;
an impedance measuring unit that measures the impedance of the battery;
a correction unit that corrects a battery capacity used in a calculation based on a correlation between the impedance and a battery capacity, on the basis of the impedance;
a calculation unit that calculates a remaining capacity of the battery based on the count value and the corrected battery capacity;
A semiconductor device comprising:
前記相関関係には、バッテリ容量とインピーダンスとに共通する仮想的な充放電回数と前記バッテリ容量との相関を示す第1相関データと、前記充放電回数とインピーダンスとの相関を示す第2相関データとが含まれ、
前記補正部は、計測した前記インピーダンスに対応する前記第2相関データの前記充放電回数を選択し、
選択した前記充放電回数に対応する前記第1相関データの前記バッテリ容量を、前記演算部の演算において用いるように補正する、請求項1に記載の半導体装置。
The correlation includes first correlation data indicating a correlation between a virtual number of charge/discharge cycles common to a battery capacity and an impedance and the battery capacity, and second correlation data indicating a correlation between the virtual number of charge/discharge cycles and the impedance,
The correction unit selects the number of times of charge and discharge of the second correlation data corresponding to the measured impedance,
2 . The semiconductor device according to claim 1 , further comprising: a correction unit configured to correct the battery capacity of the first correlation data corresponding to the selected number of times of charging and discharging so as to use the battery capacity in a calculation by the calculation unit.
前記バッテリの温度を計測する温度計測部を含み、
前記第2相関データにおいて温度ごとに前記インピーダンスのデータを有し、
前記補正部は、計測した温度に対応した前記インピーダンスを用いて、前記充放電回数を選択し、前記補正をする、請求項2に記載の半導体装置。
a temperature measuring unit that measures a temperature of the battery;
The second correlation data includes impedance data for each temperature,
The semiconductor device according to claim 2 , wherein the correction section selects the number of charge/discharge cycles using the impedance corresponding to a measured temperature, and performs the correction.
クーロンカウント法によりバッテリの電流の流入及び流出に係るカウント値を計測させ、
前記バッテリのインピーダンスを計測させ、
前記インピーダンスに基づいて、前記インピーダンスとバッテリ容量との相関関係から演算に用いるバッテリ容量を補正し、
前記カウント値と、補正した前記バッテリ容量とに基づきバッテリの残量を算出する、
処理をコンピュータに実行させる電池監視方法。
Measure the count values related to the inflow and outflow of current of the battery using the coulomb counting method;
Measuring the impedance of the battery;
correcting a battery capacity used in a calculation based on a correlation between the impedance and a battery capacity, based on the impedance;
calculating a remaining battery capacity based on the count value and the corrected battery capacity;
A battery monitoring method that causes a computer to execute a process.
前記バッテリと、請求項1に記載の半導体装置とを含む電池監視システム。 A battery monitoring system including the battery and the semiconductor device according to claim 1.
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