JP4680783B2 - Secondary battery state detection device, state detection method, and state detection program - Google Patents
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Description
本発明は、車両などに搭載される二次電池の状態を検出する二次電池の状態検出装置、及びその状態検出方法に関する。 The present invention relates to a state detection device for a secondary battery that detects the state of a secondary battery mounted on a vehicle and the like, and a state detection method thereof.
近年、動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車(「HEV」:Hybrid Electric Vehicle)が実用化されており、注目を集めている。このようなHEVには、ニッケル水素電池等の二次電池が電力源として搭載されており、当該二次電池を放電させることにてモータやエアコンなどのHEVの各部に電力を供給するようになっている。また、このようなHEVでは、上記モータが発電機としても機能するように構成されており、車両の制動時や減速時には、当該モータを回生動作させて、二次電池の充電が行われる。このように、HEVにおいては、従来の自動車では熱として大気中に放出されていたエネルギーを電源装置の二次電池に蓄積できるため、従来の自動車に比べて、エネルギー効率を高めることができ、燃費の飛躍的な向上を図ることができる。 In recent years, hybrid electric vehicles (“HEV”) equipped with an engine and a motor as power sources have been put into practical use and attract attention. In such HEV, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery is mounted as a power source, and electric power is supplied to each part of the HEV such as a motor and an air conditioner by discharging the secondary battery. ing. Moreover, in such HEV, the said motor is comprised so that it may function also as a generator, and at the time of braking or deceleration of a vehicle, the said motor is made to regenerate and the secondary battery is charged. As described above, in the HEV, energy that has been released into the atmosphere as heat in the conventional automobile can be stored in the secondary battery of the power supply device, so that energy efficiency can be improved and fuel consumption can be improved compared to the conventional automobile. Can be dramatically improved.
また、二次電池には、過放電や過充電が行われると、電池性能が劣化してしまうという問題がある。このため、HEVにおいては、電池用制御装置(以下「電池ECU:Electric Control Unit」という。)が、二次電池の充電状態(SOC:State of Charge、以降「電池残量」と称す。)を推定しつつ、推定したSOCを基に当該二次電池の充放電(入出力)制御を行うようになっている。また、上記ニッケル水素電池等の二次電池では、メモリ効果と呼ばれる現象が発生することがあり、当該二次電池の起電圧(放電電圧)が低下したり、見かけ上の電池容量が低下したりすることがある。このようなメモリ効果が発生すると、電池ECUは上記SOCを精度よく推定できなくなって、二次電池に対する充放電制御を適切に行えないおそれがある。 In addition, the secondary battery has a problem that battery performance deteriorates when overdischarge or overcharge is performed. For this reason, in the HEV, the battery control device (hereinafter referred to as “battery ECU: Electric Control Unit”) indicates the state of charge of the secondary battery (SOC: State of Charge, hereinafter referred to as “battery remaining amount”). While estimating, charge / discharge (input / output) control of the secondary battery is performed based on the estimated SOC. In addition, in a secondary battery such as the above-mentioned nickel-metal hydride battery, a phenomenon called a memory effect may occur, and the electromotive voltage (discharge voltage) of the secondary battery may decrease, or the apparent battery capacity may decrease. There are things to do. When such a memory effect occurs, the battery ECU cannot accurately estimate the SOC, and there is a possibility that charge / discharge control for the secondary battery cannot be performed appropriately.
そこで、従来の二次電池の状態検出装置には、例えば下記特許文献1に記載されているように、二次電池の充放電時の電流や温度などの所定情報を常時監視して、それら情報のデータを記憶部に記憶させるものがある。さらに、この従来の二次電池の状態検出装置では、二次電池が放置されたときでの時間や温度などの所定情報のデータも記憶部に記憶させて、記憶部内に記憶されている全てのデータに基づき二次電池でのメモリ効果によるメモリ状態を判定して、SOCを補正することが提案されている。 Therefore, in a conventional secondary battery state detection device, for example, as described in Patent Document 1 below, predetermined information such as current and temperature at the time of charge and discharge of the secondary battery is constantly monitored, and the information Some data is stored in a storage unit. Further, in this conventional secondary battery state detection device, data of predetermined information such as time and temperature when the secondary battery is left is also stored in the storage unit, and all the data stored in the storage unit are stored. It has been proposed to correct the SOC by determining the memory state due to the memory effect in the secondary battery based on the data.
また、従来の二次電池の状態検出装置には、例えば下記特許文献2に記載されているように、SOCが所定のレベル範囲から外れた場合に、SOCを一時的に、かつ強制的に変動させることが示されている。そして、この従来の二次電池の状態検出装置では、変動させたときの二次電池の電圧値及び電流値を基にSOC−起電圧特性を補正することにより、メモリ状態の影響を排除してSOCを推定可能とされていた。
ところが、上記のような従来の二次電池の状態検出装置では、二次電池でのメモリ状態を高精度に、かつ簡単に判定できないという問題点があった。 However, the conventional secondary battery state detection device as described above has a problem in that the memory state of the secondary battery cannot be easily determined with high accuracy.
具体的には、上記特許文献1に記載された従来の二次電池の状態検出装置では、二次電池でのメモリ状態を判定するために、当該二次電池の過去全てにおける充放電状態や放置状態での上記所定情報を監視する必要があった。このため、この従来の二次電池の状態検出装置では、電池ECUでの処理負荷の増大を招いたり、処理回路が大型化や複雑化したりするのを防ぐことが難しく、メモリ状態の判定処理を簡単に行うことができなかった。さらには、メモリ状態の判定を高精度に行うために、多くの種類のデータを数多く収集して蓄積する必要があった。 Specifically, in the conventional secondary battery state detection device described in Patent Document 1 above, in order to determine the memory state of the secondary battery, the charge / discharge state and neglect of all the past of the secondary battery are determined. It was necessary to monitor the predetermined information in the state. For this reason, in this conventional secondary battery state detection device, it is difficult to prevent an increase in processing load in the battery ECU or to increase the size and complexity of the processing circuit. It couldn't be done easily. Furthermore, in order to determine the memory state with high accuracy, it is necessary to collect and accumulate many types of data.
また、上記特許文献2に記載された従来の二次電池の状態検出装置では、SOCが所定のレベル範囲内の場合には、二次電池でのメモリ状態を簡単に判定することができなかった。さらに、この従来の二次電池の状態検出装置では、SOCが所定のレベル範囲から外れた場合に、当該二次電池に接続された負荷、例えばモータを回転駆動させることで二次電池を強制的に放電させたり、モータを回生動作させることで二次電池を強制的に充電させたりする必要があった。それ故、上記特許文献1記載の従来例と同様に、二次電池での高精度なメモリ状態の判定を簡単に行うことは困難であった。
Further, in the conventional secondary battery state detection device described in
上記の課題を鑑み、本発明は、二次電池でのメモリ状態を高精度に、かつ簡単に判定することができる二次電池の状態検出装置、及びその状態検出方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a state detection device for a secondary battery and a state detection method thereof that can easily and accurately determine the memory state in the secondary battery. To do.
上記の目的を達成するために、本発明にかかる二次電池の状態検出装置は、二次電池の状態を検出する状態検出装置であって、
前記二次電池の充放電時における電流の電流値を測定する電流測定部と、
前記二次電池の端子電圧の電圧値を測定する電圧測定部と、
前記電流値とそれに対応する前記電圧値との組データを複数個取得し、取得した前記組データに基づき無負荷電圧を算出する無負荷電圧算出部と、
特定の電流条件または電圧条件が所定時間継続して満たされた場合に、前記二次電池の端子電圧から開放電圧を算出する開放電圧算出部と、
所定期間における前記無負荷電圧または前記開放電圧の変化量を、前記二次電池のゼロ電流電圧の変化量として算出するゼロ電流電圧変化量算出部と、
前記ゼロ電流電圧の変化量を基に前記二次電池の推定充放電量を算出する推定充放電量算出部と、
前記所定期間における前記電流の電流値を積算することにより、前記二次電池の積算充放電量を算出する積算充放電量算出部と、
前記推定充放電量と前記積算充放電量とを比較することにより、前記二次電池でのメモリ状態を判定するメモリ状態判定部とを備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a state detection device for a secondary battery according to the present invention is a state detection device for detecting the state of a secondary battery,
A current measuring unit that measures a current value of a current during charging and discharging of the secondary battery;
A voltage measuring unit for measuring a voltage value of a terminal voltage of the secondary battery;
A plurality of set data of the current value and the voltage value corresponding to the current value, and a no-load voltage calculation unit that calculates a no-load voltage based on the acquired set data;
When a specific current condition or voltage condition is continuously satisfied for a predetermined time, an open-circuit voltage calculation unit that calculates an open-circuit voltage from the terminal voltage of the secondary battery;
A zero current voltage change amount calculation unit that calculates a change amount of the no-load voltage or the open-circuit voltage in a predetermined period as a change amount of the zero current voltage of the secondary battery;
An estimated charge / discharge amount calculation unit for calculating an estimated charge / discharge amount of the secondary battery based on the change amount of the zero current voltage;
An integrated charge / discharge amount calculation unit for calculating an integrated charge / discharge amount of the secondary battery by integrating the current value of the current in the predetermined period;
A memory state determination unit that determines the memory state of the secondary battery by comparing the estimated charge / discharge amount and the integrated charge / discharge amount.
上記のように構成された二次電池の状態検出装置では、所定期間における推定充放電量と積算充放電量とを比較することにより、本発明の発明者は、二次電池でのメモリ効果によるメモリ状態の発生の有無及びその程度を判定できることを見出した。すなわち、二次電池にメモリ状態が発生したときには、上記推定充放電量及び積算充放電量のうち、推定充放電量のみが、発生したメモリ状態の程度に応じて変動することを、実験等を繰り返し行うことにより取得した。本発明は、上述のような知見に基づき完成されたものであり、メモリ状態判定部が推定充放電量と積算充放電量とを比較することにより、二次電池でのメモリ状態の発生の有無及びその程度を高精度に、かつ簡単に判定することができる。 In the state detection device of the secondary battery configured as described above, by comparing the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount in a predetermined period, the inventor of the present invention can obtain the memory effect in the secondary battery. It has been found that it is possible to determine whether or not a memory state has occurred and to what extent. That is, when a memory state occurs in the secondary battery, it is confirmed that only the estimated charge / discharge amount of the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount varies depending on the degree of the generated memory state. Acquired by repeating. The present invention has been completed based on the above-described knowledge, and the memory state determination unit compares the estimated charge / discharge amount with the integrated charge / discharge amount to determine whether or not a memory state has occurred in the secondary battery. And the extent can be determined with high accuracy and easily.
また、上記二次電池の状態検出装置において、前記推定充放電量または前記積算充放電量を使用して、前記二次電池の電池残量を推定するSOC推定部を備えるとともに、
前記SOC推定部は、前記メモリ状態判定部からの前記推定充放電量と前記積算充放電量との比較結果に応じて、推定した電池残量を補正することが好ましい。
The secondary battery state detection apparatus further includes an SOC estimation unit that estimates a remaining battery level of the secondary battery using the estimated charge / discharge amount or the accumulated charge / discharge amount.
It is preferable that the SOC estimation unit corrects the estimated remaining battery capacity according to a comparison result between the estimated charge / discharge amount from the memory state determination unit and the integrated charge / discharge amount.
この場合、SOC推定部はメモリ状態判定部によって判定された二次電池でのメモリ状態の程度に応じて電池残量(SOC)を補正することができ、高精度な電池残量を簡単に推定して得ることができる。 In this case, the SOC estimation unit can correct the remaining battery level (SOC) according to the degree of the memory state of the secondary battery determined by the memory state determination unit, and easily estimate the remaining battery level with high accuracy. Can be obtained.
また、上記二次電池の状態検出装置において、前記所定期間における前記電池残量が、所定の範囲内にあるか否かについて判別するSOC範囲判別部を備えるとともに、
前記SOC推定部は、前記SOC範囲判別部からの判別結果に応じて、推定した電池残量を補正してもよい。
The secondary battery state detection device further includes an SOC range determination unit that determines whether or not the remaining battery level in the predetermined period is within a predetermined range,
The SOC estimation unit may correct the estimated remaining battery level according to the determination result from the SOC range determination unit.
この場合、SOC推定部は二次電池の使用状態に応じて電池残量をより適切に補正することが可能となり、当該二次電池の使用状態に応じた高精度な電池残量を簡単に推定して得ることができる。 In this case, the SOC estimation unit can more appropriately correct the remaining battery level according to the usage state of the secondary battery, and easily estimate the remaining battery level with high accuracy according to the usage state of the secondary battery. Can be obtained.
また、本発明の二次電池の状態検出方法は、二次電池の状態を検出する状態検出方法であって、
前記二次電池の充放電時における電流の電流値と、前記電流値に対応した前記二次電池の端子電圧の電圧値との組データを複数個取得する工程と、
取得した前記組データに基づいて、無負荷電圧を算出する工程と、
特定の電流条件または電圧条件が所定時間継続して満たされた場合に、前記二次電池の端子電圧から開放電圧を算出する工程と、
所定期間における前記無負荷電圧または前記開放電圧の変化量を、前記二次電池のゼロ電流電圧の変化量として算出する工程と、
前記ゼロ電流電圧の変化量を基に前記二次電池の推定充放電量を算出する工程と、
前記所定期間における前記電流の電流値を積算することにより、前記二次電池の積算充放電量を算出する工程と、
前記推定充放電量と前記積算充放電量とを比較することにより、前記二次電池でのメモリ状態を判定する工程とを備えたことを特徴とするものである。
The secondary battery state detection method of the present invention is a state detection method for detecting the state of the secondary battery,
Obtaining a plurality of set data of the current value of the current at the time of charge and discharge of the secondary battery and the voltage value of the terminal voltage of the secondary battery corresponding to the current value;
A step of calculating a no-load voltage based on the acquired set data;
When a specific current condition or voltage condition is continuously satisfied for a predetermined time, a step of calculating an open circuit voltage from the terminal voltage of the secondary battery;
Calculating a change amount of the no-load voltage or the open-circuit voltage in a predetermined period as a change amount of a zero current voltage of the secondary battery;
Calculating an estimated charge / discharge amount of the secondary battery based on a change amount of the zero current voltage;
Calculating an accumulated charge / discharge amount of the secondary battery by integrating the current value of the current in the predetermined period;
A step of determining a memory state in the secondary battery by comparing the estimated charge / discharge amount with the accumulated charge / discharge amount.
また、本発明の二次電池の状態検出プログラムは、二次電池の状態検出方法を、コンピュータに実行させるための状態検出プログラムであって、
前記状態検出プログラムは、前記二次電池の充放電時における電流の電流値と、前記電流値に対応した前記二次電池の端子電圧の電圧値との組データを複数個取得するステップと、
取得した前記組データに基づいて、無負荷電圧を算出するステップと、
特定の電流条件または電圧条件が所定時間継続して満たされた場合に、前記二次電池の端子電圧から開放電圧を算出するステップと、
所定期間における前記無負荷電圧または前記開放電圧の変化量を、前記二次電池のゼロ電流電圧の変化量として算出するステップと、
前記ゼロ電流電圧の変化量を基に前記二次電池の推定充放電量を算出するステップと、
前記所定期間における前記電流の電流値を積算することにより、前記二次電池の積算充放電量を算出するステップと、
前記推定充放電量と前記積算充放電量とを比較することにより、前記二次電池でのメモリ状態を判定するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
The secondary battery state detection program of the present invention is a state detection program for causing a computer to execute a secondary battery state detection method,
The state detection program acquires a plurality of set data of a current value of a current at the time of charge and discharge of the secondary battery and a voltage value of a terminal voltage of the secondary battery corresponding to the current value;
Calculating a no-load voltage based on the acquired set data;
When a specific current condition or voltage condition is continuously satisfied for a predetermined time, calculating an open circuit voltage from the terminal voltage of the secondary battery;
Calculating a change amount of the no-load voltage or the open-circuit voltage in a predetermined period as a change amount of a zero current voltage of the secondary battery;
Calculating an estimated charge / discharge amount of the secondary battery based on a change amount of the zero current voltage;
Calculating an accumulated charge / discharge amount of the secondary battery by integrating the current value of the current in the predetermined period;
Comparing the estimated charge / discharge amount with the accumulated charge / discharge amount, the computer is caused to execute a step of determining a memory state in the secondary battery.
上記のように構成された本発明の二次電池の状態検出方法、及び状態検出プログラムでは、所定期間における二次電池の推定充放電量と積算充放電量とを算出して、算出した推定充放電量と積算充放電量とを比較することにより、二次電池でのメモリ状態が判定される。これにより、二次電池でのメモリ状態の発生の有無及びその程度を高精度に、かつ簡単に判定することができる。 In the state detection method and state detection program of the secondary battery of the present invention configured as described above, the estimated charge / discharge amount and the cumulative charge / discharge amount of the secondary battery in a predetermined period are calculated, and the calculated estimated charge / discharge amount is calculated. The memory state in the secondary battery is determined by comparing the discharge amount with the accumulated charge / discharge amount. Thereby, the presence or absence and the extent of occurrence of the memory state in the secondary battery can be easily determined with high accuracy.
また、上記二次電池の状態検出方法において、前記推定充放電量または前記積算充放電量を使用して、前記二次電池の電池残量を推定する工程と、
前記推定充放電量と前記積算充放電量との比較結果に応じて、推定した電池残量を補正する工程とを含むことが好ましい。
Moreover, in the state detection method of the secondary battery, using the estimated charge / discharge amount or the integrated charge / discharge amount, estimating a battery remaining amount of the secondary battery;
Preferably, the method includes a step of correcting the estimated remaining battery level according to a comparison result between the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount.
また、上記二次電池の状態検出プログラムにおいて、前記推定充放電量または前記積算充放電量を使用して、前記二次電池の電池残量を推定するステップと、
前記推定充放電量と前記積算充放電量との比較結果に応じて、推定した電池残量を補正するステップとをコンピュータに実行させることが好ましい。
Further, in the secondary battery state detection program, using the estimated charge / discharge amount or the accumulated charge / discharge amount, estimating a remaining battery level of the secondary battery;
It is preferable to cause the computer to execute a step of correcting the estimated remaining battery level in accordance with a comparison result between the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount.
この場合、判定された二次電池でのメモリ状態の程度に応じて電池残量を補正することができ、高精度な電池残量を簡単に推定して得ることができる。 In this case, the remaining battery level can be corrected in accordance with the determined level of the memory state of the secondary battery, and the remaining battery level can be easily estimated and obtained.
また、上記二次電池の状態検出方法において、前記所定期間における前記電池残量が、所定の範囲内にあるか否かについて判別する工程と、
前記電池残量の判別結果に応じて、推定した電池残量を補正する工程とを含んでもよい。
Further, in the secondary battery state detection method, a step of determining whether or not the remaining battery level in the predetermined period is within a predetermined range;
A step of correcting the estimated remaining battery level according to the determination result of the remaining battery level.
また、上記二次電池の状態検出プログラムにおいて、前記所定期間における前記電池残量が、所定の範囲内にあるか否かについて判別するステップと、
前記電池残量の判別結果に応じて、推定した電池残量を補正するステップとをコンピュータに実行させてもよい。
In the secondary battery state detection program, the step of determining whether or not the remaining battery level in the predetermined period is within a predetermined range;
According to the determination result of the remaining battery level, the computer may execute a step of correcting the estimated remaining battery level.
この場合、二次電池の使用状態に応じて電池残量をより適切に補正することが可能となり、当該二次電池の使用状態に応じた高精度な電池残量を簡単に推定して得ることができる。 In this case, the remaining battery level can be more appropriately corrected according to the usage state of the secondary battery, and the remaining battery level can be easily estimated and obtained according to the usage state of the secondary battery. Can do.
本発明によれば、二次電池でのメモリ状態を高精度に、かつ簡単に判定することができる二次電池の状態検出装置、及びその状態検出方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the state detection apparatus of the secondary battery which can determine the memory state in a secondary battery accurately and easily, and its state detection method.
以下、本発明の二次電池の状態検出装置、及びその状態検出方法を示す好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明をHEVに搭載された二次電池に適用した場合を例示して説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment showing a state detection device and a state detection method of a secondary battery of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a case where the present invention is applied to a secondary battery mounted on an HEV will be described as an example.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1にかかる二次電池の状態検出装置及びこれを搭載した車両の要部構成を説明する図である。図1に示すように、本実施の形態1における二次電池の状態検出装置を搭載した電動車両は、HEVである。電動車両は、ドライブシャフト28に動力を伝達する動力源として、エンジン24と、モータ26とを備えている。ドライブシャフト28は、車輪(図示せず)に接続されている。また、電動車両は、モータ26への電力供給源として二次電池40を備えている。二次電池40の電力は、リレーユニット29及びインバータ22を介してモータ26に供給される。インバータ22は、二次電池40からの直流をモータ駆動用の交流に変換する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a state detection apparatus for a secondary battery according to a first embodiment of the present invention and a configuration of a main part of a vehicle equipped with the same. As shown in FIG. 1, the electric vehicle equipped with the secondary battery state detection device according to the first embodiment is an HEV. The electric vehicle includes an
エンジン24は、動力分割機構25、減速機27及びドライブシャフト28を介して車輪に動力を伝達している。モータ26は、減速機27及びドライブシャフト28を介して車輪に動力を伝達している。二次電池40に充電が必要な場合は、エンジン24の動力の一部が、動力分割機構25を介して、発電機23に伝達される。
The
発電機23によって発生した電力は、インバータ22及びリレーユニット29を介して二次電池40に供給され、充電に利用される。また、電動車両の減速時や制動時においては、モータ26が発電機として利用される。モータ26によって発生した電力も、インバータ22及びリレーユニット29を介して二次電池40に供給され、充電に利用される。
The electric power generated by the generator 23 is supplied to the
リレーユニット29は、リレー30〜32と、抵抗33とを備えている。リレー31は、二次電池40の正極端子とインバータ22の高電位入力端子との間に接続されている。リレー32は、二次電池40の負極端子とインバータ22の低電位入力端子との間に接続されている。リレー30は、抵抗33に対して直列に接続され、リレー31に対して並列に接続されている。リレー30は、抵抗33と共に、車両の起動時にインバータ22の平滑用コンデンサ(図示せず)をプリチャージするのに用いられる。
The relay unit 29 includes
また、電動車両は、制御装置として、電池用制御装置(電池ECU)1と、車両用制御装置(車両ECU)20と、エンジン用制御装置(エンジンECU)21とを備えている。エンジンECU21は、主に、エンジン24の点火時期や燃料噴射量等を制御している。電池ECU1は、二次電池40の電圧の測定、SOC(電池残量;State of Charge)の算出、劣化判定(メモリ状態の発生の有無及びその程度を含む。)を行ない、これらの結果を情報として車両ECU20に送信する。また、電池ECU1は、後に詳述するように、本発明の二次電池の状態検出装置として機能するように構成されている。
The electric vehicle also includes a battery control device (battery ECU) 1, a vehicle control device (vehicle ECU) 20, and an engine control device (engine ECU) 21 as control devices. The
車両ECU20は、電池ECU1やエンジンECU21等から入力される情報に基づいて、インバータ22を制御し、これによって、モータ26の駆動を制御している。エンジンECU21から入力される情報としては、エンジン24の運転状態やクランクシャフトの回転角等が挙げられる。電池ECU1からの情報としては、上述した二次電池40のSOC等の情報の他に、二次電池40の放電電力の上限値(出力制限値)等も挙げられる。また、アクセルペダル37の操作量、ブレーキペダル36の操作量、シフトレバー35で選択されているシフトレンジ等も、車両ECU20に入力されており、これらの情報もインバータ22の制御に利用される。
The
また、車両ECU20は、起動電圧(最小動作電圧)のリレー30〜32への供給により、リレー30〜32を閉状態とし、起動電圧の供給の停止により、リレー30〜32を開状態とする。具体的には、車両ECU20は、イグニッション(IG)34のオンを検出すると、先ず、リレー30及びリレー32を閉状態にする。これにより、インバータ22の平滑用コンデンサへのプリチャージが行われる。プリチャージが終了すると、車両ECU20は、リレー31を閉状態にして、二次電池40からインバータ22を介してモータ26へと電力が供給されるようにする。また、車両ECU20は、イグニッション(IG)34のオフを検出すると起動電圧の供給を停止する。
Further, the
また、車両ECU20は、イグニッション34のオンを検出すると、起動電圧を供給する前に、そのことを通知する信号を電池ECU1に送信する。一方、車両ECU20は、イグニッション34のオフを検出すると、起動電圧の供給を停止すると同時に、そのことを通知する信号を電池ECU1に送信する。
Further, when the
二次電池40は、電池ブロックB1〜B20を直列に接続して構成されている。電池ブロックB1〜B20は、電池ケース42に収容されている。また、電池ブロックB1〜B20それぞれは、2個の電池モジュールを電気的に直列に接続して構成されており、更に、各電池モジュールは、6個の単電池11を電気的に直列に接続して構成されている。各単電池11としては、ニッケル水素電池を用いることができる。なお、電池ブロック、電池モジュール、単電池11の数は特に限定されるものではない。二次電池40の構成も上記した例に限定されるものではない。
The
また、電池ケース42内には、複数の温度センサ43が配置されている。複数の温度センサ43の配置は、比較的温度が近い複数の電池ブロックを1つのグループとして、或いはいずれの電池ブロックとも比較的温度差がある1つの電池ブロックを1つのグループとして、グループ毎に1つの温度センサ43を配置することによって行なわれている。また、グループ分けは、事前の実験等によって、各電池ブロックの温度を計測することによって行なわれている。
A plurality of
次に、図2も参照して、電池ECU1の構成について具体的に説明する。 Next, the configuration of the battery ECU 1 will be specifically described with reference to FIG.
図2は、図1に示した電池ECU1の構成を示すブロック図である。図2に示すように、電池ECU1は、主に、電流測定部2、温度測定部3、電圧測定部4、演算部5、及び記憶部6を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of battery ECU 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the battery ECU 1 mainly includes a
電流測定部2は、二次電池40の充放電時における電流の電流値Iを測定している。すなわち、電流測定部2は、電流センサ44が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、これに基づいて、充電時に二次電池40に入力された電流の電流値Iと、放電時に二次電池40から出力された電流の電流値Iとを特定する電流データI(n)を生成し、これを演算部5に出力する。また、電流測定部2は、充電時をマイナス、放電時をプラスとして電流データI(n)を生成する。電流測定部2による演算部5への電流データI(n)の出力は、予め設定された周期で行われ、演算部5は電流データI(n)も記憶部6に格納する。
The
温度測定部3は、二次電池40の電池温度の測定を行っている。すなわち、温度測定部3は、グループ毎に設置された各温度センサ43が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、これに基づいてグループ毎の電池温度を特定する温度データT(n)を生成し、これを演算部5に出力する。また、温度測定部3による演算部5への温度データT(n)の出力も、予め設定された周期で行われ、演算部5は温度データT(n)も記憶部6に格納する。
The
電圧測定部4は、二次電池40の端子電圧の電圧値Vを測定している。つまり、電圧測定部4は、電池ブロックB1〜B20それぞれの端子電圧Vu1〜Vu20を測定する。また、電圧測定部4は、端子電圧Vu1〜Vu20を特定する電圧データV(n)を生成し、これを演算部5に出力している。電圧測定部4による演算部5への電圧データV(n)の出力も、予め設定された周期で行われ、演算部5は電圧データV(n)を記憶部6に格納する。
The voltage measuring unit 4 measures the voltage value V of the terminal voltage of the
演算部5は、ゼロ電流電圧算出部7、ゼロ電流電圧変化量算出部8、推定充放電量算出部9、積算充放電量算出部10、起電力算出部11、分極電圧算出部12、メモリ状態判定部13、及びSOC推定部14を備えている。演算部5は、この構成により、二次電池40でのメモリ状態の発生の有無及びその程度を判定し、その判定結果を反映して二次電池40のSOCを求めて、二次電池40の充放電(入出力)制御を実質的に行う。
The
ゼロ電流電圧算出部7は、二次電池40の電流0(ゼロ)に対応するゼロ電流電圧Vb(電圧値V−電流値I近似直線の切片)を算出して、記憶部6に格納する。また、このゼロ電流電圧算出部7には、無負荷電圧算出部7aと開放電圧算出部7bとが設けられており、無負荷電圧算出部7aが算出した無負荷電圧Vsepまたは開放電圧算出部7bが算出した開放電圧Vocが上記ゼロ電流電圧Vbとして記憶部6で記憶されるようになっている。
The zero current
無負荷電圧算出部7aは、電流値Iとそれに対応する電圧値Vとの組データを複数個取得し、取得した組データに基づいて無負荷電圧Vsepを算出する。具体的には、無負荷電圧算出部7aは、設定期間内において、電圧測定部4から出力された電圧データV(n)と、電流測定部2から出力された電流データI(n)とから、電池ブロック毎に、充放電時の電流の電流値Iとそれに対応する端子電圧の電圧値との組データを複数個取得する。取得された組データは、充放電履歴として、記憶部6に格納される。尚、対応する端子電圧の電圧値Vとは、電流値Iが測定されたときの端子電圧の電圧値をいう。
The no-load voltage calculator 7a acquires a plurality of set data of the current value I and the corresponding voltage value V, and calculates the no-load voltage Vsep based on the acquired set data. Specifically, the no-load voltage calculation unit 7a is based on the voltage data V (n) output from the voltage measurement unit 4 and the current data I (n) output from the
また、無負荷電圧算出部7aは、予め設定された特定の選別条件に基づいて、取得した組データが有効なデータか否かについて判断して、有効と判断した組データから無負荷電圧Vsepを算出する。すなわち、無負荷電圧算出部7aは、充電方向(−)と放電方向(+)における電流データI(n)が所定の電流範囲(例えば、±50A)内にあり、かつ充電方向と放電方向における電流データI(n)の個数が所定数(例えば、60サンプル中の各10個)以上であるか否かについて判別する。さらに、電流データI(n)が上記電流範囲内及び所定数以上のときに、無負荷電圧算出部7aは、その組データを取得したときの二次電池40の充放電量が所定の電力範囲(例えば、0.3Ah)内にあるか否かについて判別して、当該充放電量が所定の電力範囲内にあるときに、当該電圧データV(n)と電流データI(n)の組データが有効であると判断する。そして、無負荷電圧算出部7aは、有効な組データから、最小二乗法などの手法を用いた回帰分析等の統計処理により、1次の電圧値V−電流値Iの近似直線を求め、電流がゼロの時の切片を無負荷電圧Vsepとして算出し、上記ゼロ電流電圧Vbとして記憶部6に記憶させる。
Further, the no-load voltage calculation unit 7a determines whether or not the acquired set data is valid data based on a specific selection condition set in advance, and determines the no-load voltage Vsep from the set data determined to be valid. calculate. That is, the no-load voltage calculation unit 7a has the current data I (n) in the charging direction (−) and the discharging direction (+) within a predetermined current range (for example, ± 50 A), and in the charging direction and the discharging direction. It is determined whether or not the number of current data I (n) is equal to or greater than a predetermined number (for example, 10 out of 60 samples). Furthermore, when the current data I (n) is within the current range and a predetermined number or more, the no-load voltage calculation unit 7a determines that the charge / discharge amount of the
開放電圧算出部7bは、特定の電流条件(例えば、電流データI(n)の絶対値が10A未満である)または電圧条件(例えば、電圧データV(n)の変化量が1V未満である)が所定時間(例えば、10秒間)継続して満たされた場合に、電池ブロック毎に、開放電圧Vocを算出する。つまり、開放電圧算出部7bは、記憶部6を参照して、各電池ブロックにおける電圧データV(n)の平均値Vave及び電流データI(n)の平均値Iaveを求める。そして、開放電圧算出部7bは、求めた電流データI(n)の平均値Iaveに、予め設定されている二次電池40の部品抵抗値Rcomを乗算して、部品抵抗による電圧降下分を補正した開放電圧Voc(=Vave+Rcom×Iave)を算出し、上記ゼロ電流電圧Vbとして記憶部6に記憶させる。なお、無負荷電圧算出部7a及び開放電圧算出部7bの双方の算出部7a、7bがゼロ電流電圧Vbを算出することができなかったときには、電圧データV(n)と電流データI(n)の組データが再度取得される。
The open-circuit voltage calculation unit 7b uses a specific current condition (for example, the absolute value of the current data I (n) is less than 10A) or a voltage condition (for example, the amount of change in the voltage data V (n) is less than 1V). Is continuously satisfied for a predetermined time (for example, 10 seconds), the open circuit voltage Voc is calculated for each battery block. That is, the open-circuit voltage calculation unit 7b refers to the
ゼロ電流電圧変化量算出部8は、記憶部6を参照して、所定期間(例えば、1分間)におけるゼロ電流電圧Vb(無負荷電圧Vsepまたは開放電圧Voc)の変化量ΔVbを算出して、記憶部6に保持させる。
The zero current voltage change
推定充放電量算出部9は、ゼロ電流電圧変化量算出部8が算出したゼロ電流電圧Vbの変化量ΔVbを基に、電池ブロック毎に、推定充放電量ΔQvを算出する。詳細には、推定充放電量算出部9は、下記(1)式を用いて、各電池ブロックでの電圧変化による推定充放電量ΔQvを求めて、記憶部6に保持させる。
The estimated charge / discharge
ΔQv=kb×(ΔVb+ΔVbc)/(Kk+Kpol) (1)式
上記(1)式において、kb及びΔVbcは、それぞれゼロ電流電圧Vbの変化量ΔVbに対する調整係数及び調整定数であり、二次電池40の分極特性やその充放電(使用)状態により決定される電圧減衰特性などに依存して変動する。また、これらの調整係数kb及び調整定数ΔVbcでは、例えば二次電池40の温度をパラメータとした参照テーブルが各々予め記憶部6内に記憶されており、推定充放電量算出部9は、変化量ΔVbを算出したときの温度データT(n)に応じた調整係数kb及び調整定数ΔVbcを、対応する参照テーブルから取得して、(1)式に代入するようになっている。
ΔQv = kb × (ΔVb + ΔVbc) / (Kk + Kpol) (1) Equation In the above equation (1), kb and ΔVbc are an adjustment coefficient and an adjustment constant for the change amount ΔVb of the zero current voltage Vb, respectively. It varies depending on the polarization characteristics and the voltage decay characteristics determined by the charge / discharge (use) state. In addition, with these adjustment coefficient kb and adjustment constant ΔVbc, for example, a reference table using the temperature of the
また、上記(1)式において、Kk及びKpolは、それぞれSOC使用領域(例えば、SOCが30%から70%までの範囲)での充電(または放電)量に対する起電力変化定数及び分極電圧発生定数であり、二次電池40の分極特性やその充放電(使用)状態により決定される電圧減衰特性などに依存して変動する。また、これらの起電力変化定数Kk及び分極電圧発生定数Kpolでは、例えば二次電池40の温度をパラメータとした二次元マップ(特性曲線)が各々予め記憶部6内に記憶されており、推定充放電量算出部9は、変化量ΔVbを算出したときの温度データT(n)に応じた起電力変化定数Kk及び分極電圧発生定数Kpolを、対応する二次元マップから取得して、(1)式に代入するようになっている。
In the above equation (1), Kk and Kpol are the electromotive force change constant and the polarization voltage generation constant with respect to the amount of charge (or discharge) in the SOC usage region (for example, the range of SOC from 30% to 70%), respectively. It varies depending on the polarization characteristics of the
積算充放電量算出部10は、電流測定部2が測定した電流値Iに基づいて、二次電池40の積算充放電量ΔQiを算出する。本実施の形態1では、積算充放電量算出部10は、推定充放電量算出部9が算出した推定充放電量ΔQvと同じ上記所定期間での電流データI(n)を記憶部6から読み出して、下記(2)式を用いて、各電池ブロックでの電流積算による積算充放電量ΔQiを求めて、記憶部6に保持させる。但し、積算充放電量算出部10は、電流データI(n)が充電時のデータ(−)である場合には充電効率を求めて、当該電流データI(n)に乗算した乗算値を積算するようになっている。
The accumulated charge / discharge
ΔQi=∫I(n)dt (2)式
起電力算出部11は、積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiに基づいて、二次電池の起電力Vkを算出する。本実施の形態1では、起電力算出部11は、起電力Vkと積算充放電量ΔQiとの関係を示す特性曲線、数式、またはマップ(テーブル)に、積算充放電量算出部10からの積算充放電量ΔQiを当てはめて起電力Vkを求めている。また、起電力Vkと積算充放電量ΔQiとの関係を示す特性曲線、数式及びマップは、温度をパラメータとするものである。具体的には、本実施の形態1では、縦軸(又は横軸)を積算充放電量ΔQi、横軸(又は縦軸)を温度とし、縦軸と横軸との交点に対応する起電力Vkが記録された二次元マップが、予め作成され、記憶部6に格納されている。起電力算出部11は、温度データT(n)に基づいて、グループ毎の温度の中から最も低い温度(最低電池温度)を特定し、これと、積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiとを二次元マップに当てはめて、起電力Vkを算出(推定)している。
ΔQi = ∫I (n) dt (2) The electromotive
分極電圧算出部12は、積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiに基づいて、二次電池の分極電圧Vpolを算出する。本実施の形態1では、分極電圧算出部12は、分極電圧Vpolと積算充放電量ΔQiとの関係を示す特性曲線、数式、またはマップ(テーブル)に、積算充放電量算出部10からの積算充放電量ΔQiを当てはめて分極電圧Vpolを求めている。また、分極電圧Vpolと積算充放電量ΔQiとの関係を示す特性曲線、数式及びマップは、温度をパラメータとするものである。具体的には、本実施の形態1では、縦軸(又は横軸)を積算充放電量ΔQi、横軸(又は縦軸)を温度とし、縦軸と横軸との交点に対応する分極電圧Vpolが記録された二次元マップが、予め作成され、記憶部6に格納されている。起電力算出部11は、温度データT(n)に基づいて、グループ毎の温度の中から最も低い温度(最低電池温度)を特定し、これと、積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiとを二次元マップに当てはめて、分極電圧Vpolを算出(推定)している。
The polarization
メモリ状態判定部13は、記憶部6を参照して、推定充放電量ΔQvと積算充放電量ΔQiとを比較することにより、二次電池40でのメモリ状態を電池ブロック毎に判定する。具体的には、メモリ状態判定部13は、積算充放電量算出部10にて算出された積算充放電量ΔQiと推定充放電量算出部9にて算出された推定充放電量ΔQvとの差を算出して、その差の絶対値Aを求める。そして、メモリ状態判定部13は、求めた絶対値Aと記憶部6内に予め記憶されている所定値αとの比較を行い、当該絶対値Aが所定値αよりも大きいことを判別したときには、メモリ状態判定部13は、対応する電池ブロックにメモリ効果によるメモリ状態が発生していると判定する。さらに、メモリ状態判定部13は、上記絶対値Aを基にメモリ状態の程度を判別して、その判別したメモリ状態の程度に応じたSOC用の補正係数αsを記憶部6から取得して、SOC推定部14に出力する。
The memory
より具体的にいえば、本実施の形態1では、実験等を繰り返し行うことにより、各電池ブロックにおいてメモリ状態が発生して、そのメモリ状態によってSOCを補正する必要があると判断された積算充放電量ΔQiと推定充放電量ΔQvとの差の絶対値が求められている。そして、その求められた絶対値よりも大きい値の所定値αが定められて、記憶部6内に予め記憶されている。また、各電池ブロックにおいて、メモリ状態が発生したときには、推定充放電量ΔQv及び積算充放電量ΔQiのうち、推定充放電量ΔQvのみが、発生したメモリ状態の程度に応じて大きく変動することが実験等によって確かめられている。よって、上記補正係数αsと推定充放電量ΔQvの変動値との関係、つまり積算充放電量ΔQiとの間の差の絶対値との関係を示す特性曲線、数式、またはマップ(テーブル)が記憶部6内に予め記憶されている。そして、メモリ状態判定部13は、求めた上記絶対値Aを基に補正係数αsを取得して、SOC推定部14に出力する。
More specifically, in the first embodiment, by repeating experiments and the like, a memory state is generated in each battery block, and it is determined that the SOC needs to be corrected according to the memory state. The absolute value of the difference between the discharge amount ΔQi and the estimated charge / discharge amount ΔQv is obtained. A predetermined value α greater than the obtained absolute value is determined and stored in advance in the
SOC推定部14は、推定充放電量算出部9が算出した推定充放電量ΔQvまたは積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiを使用して、各電池ブロックでのSOCを推定する。また、SOC推定部14は、メモリ状態判定部13からの比較結果に応じて、推定したSOCを補正するように構成されている。つまり、SOC推定部14は、メモリ状態判定部13から補正係数αsを入力したときには、SOC推定部14は、入力した補正係数αsを用いて、推定したSOCを補正する。これにより、電池ECU1では、メモリ状態の程度を反映したSOCが得られて、二次電池40の各電池ブロックを高精度に入出力制御することができる。
The SOC estimation unit 14 estimates the SOC in each battery block using the estimated charge / discharge amount ΔQv calculated by the estimated charge / discharge
記憶部6には、本発明の状態検出プログラムや電池ECU1の各部を機能させるための各種プログラムが格納されている。また、この記憶部6には、電池ECU1内の各部で測定された測定データなどが適宜保持されるようになっている。
The
続いて、上記のように構成された本実施の形態1の動作について、図3〜図4も参照して具体的に説明する。 Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be specifically described with reference to FIGS.
図3は図1に示した電池ECU1での推定充放電量の算出動作を示すフローチャートであり、図4は図1に示した電池ECU1でのSOCの算出動作、メモリ状態の判定動作、及びSOCの補正動作を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing the calculation operation of the estimated charge / discharge amount in the battery ECU 1 shown in FIG. 1, and FIG. 4 shows the SOC calculation operation, the memory state determination operation, and the SOC in the battery ECU 1 shown in FIG. It is a flowchart which shows this correction | amendment operation | movement.
図3のステップS1に示すように、本実施の形態1では、電流測定部2及び電圧測定部4がそれぞれ測定した電流データI(n)及び電圧データV(n)の組データが演算部5に入力されると、演算部5では、無負荷電圧算出部7aが当該組データについて上記特定の選別条件を満たすか否かについて調べる(ステップS2)。そして、組データが選別条件を満たしているときには、無負荷電圧算出部7aは当該組データから電圧値V−電流値Iの近似直線を求め、その近似直線のV切片(電流ゼロの値)から無負荷電圧Vsepを算出し、ゼロ電流電圧Vbとして記憶部6に記憶させる(ステップS3)。
As shown in step S1 of FIG. 3, in the first embodiment, the set data of the current data I (n) and the voltage data V (n) measured by the
一方、上記ステップS2において、組データが選別条件を満たさないことが判別されると、演算部5では、開放電圧算出部7bが組データに含まれた電流データI(n)及び電圧データV(n)がそれぞれ上記特定の電流条件または電圧条件が所定時間継続して満たされているか否かについて判別し(ステップS4)、一方の条件が所定時間継続して満たされている場合には、開放電圧算出部7bは、部品抵抗による電圧降下分を補正した開放電圧Vocを演算により求めて、ゼロ電流電圧Vbとして記憶部6に記憶させる(ステップS5)。また、上記ステップS4において、特定の電流条件及び電圧条件の双方の条件が所定時間継続して満たされていない場合には、ステップS1に戻る。
On the other hand, when it is determined in step S2 that the set data does not satisfy the selection condition, the
次に、演算部5では、ゼロ電流電圧変化量算出部8が記憶部6からゼロ電流電圧Vbを読み出して、所定期間でのゼロ電流電圧Vbの変化量ΔVbを算出する(ステップS6)。その後、演算部5では、推定充放電量算出部9がステップS6にて算出されたゼロ電流電圧Vbの変化量ΔVbを取得するとともに、上記所定期間での対応する温度データT(n)を基に調整係数kb、調整定数ΔVbc、起電力変化定数Kk、及び分極電圧発生定数Kpolを記憶部6から取得し、取得した各値を上記(1)式に代入することにより、推定充放電量ΔQvを求め記憶部6に記憶させる(ステップS7)。
Next, in the
また、図4のステップS8に示すように、演算部5では、積算充放電量算出部10が上記ステップS3またはS5でそれぞれ無負荷電圧Vsepまたは開放電圧Vocの算出に用いられた電流データI(n)を基に積算充放電量ΔQiを算出して、記憶部6に記憶させる(ステップS8)。その後、演算部5では、SOC推定部14が、記憶部6から推定充放電量ΔQvまたは積算充放電量ΔQiを読み出して、読み出した推定充放電量ΔQvまたは積算充放電量ΔQiに基づきSOCを算出して、記憶部6に保持させる(ステップS9)。
Further, as shown in step S8 of FIG. 4, in the
続いて、演算部5では、メモリ状態判定部13が記憶部6から積算充放電量ΔQi及び推定充放電量ΔQvを読み出し、これらの差の絶対値Aを算出し(ステップS10)、算出した絶対値Aが記憶部6に記憶されている所定値αよりも大きいか否かについて判別する(ステップS11)。そして、絶対値Aが所定値αよりも大きいときには、メモリ状態判定部13はメモリ状態が生じていると判定し(ステップS12)、絶対値Aを基に補正係数αsを記憶部6から取得してSOC推定部14に出力する。その後、SOC推定部14は、推定したSOCを補正係数αsにて補正して、新たなSOCとして記憶部6に格納する(ステップS13)。
Subsequently, in the
一方、上記ステップS11において、絶対値Aが所定値α以下であることが判別されると、メモリ状態判定部13はメモリ状態が生じていないと判定して、その判定結果が記憶部6に保持される(ステップS14)。
On the other hand, if it is determined in step S11 that the absolute value A is equal to or less than the predetermined value α, the memory
以上のように、本実施の形態1では、推定充放電量算出部9及び積算充放電量算出部10が二次電池40の各電池ブロックにおいて、所定期間における推定充放電量ΔQv及び積算充放電量ΔQiをそれぞれ算出している。また、メモリ状態判定部13が、推定充放電量ΔQvと積算充放電量ΔQiとの差の絶対値Aを求め、所定値αと比較することにより、各電池ブロックでのメモリ状態の発生の有無を判定している。さらに、メモリ状態判定部13は、メモリ状態が発生していると判定したときに、絶対値Aに応じて当該メモリ状態の程度を判定し、SOCを補正するための補正係数αsを求めている。これにより、本実施の形態1では、二次電池40の各電池ブロックでのメモリ状態の発生の有無及びその程度を高精度に、かつ簡単に判定することができる。
As described above, in the first embodiment, the estimated charge / discharge
また、本実施の形態1では、SOC推定部14がメモリ状態判定部13からの補正係数αsを用いて、推定したSOCを補正しているので、本実施の形態1では、メモリ状態の発生の有無及びその程度を反映した高精度なSOCを簡単に推定して得ることが可能となり、二次電池40の各電池ブロックを高精度に入出力制御することができる。
In the first embodiment, since the SOC estimation unit 14 corrects the estimated SOC using the correction coefficient αs from the memory
また、本実施の形態1における電池ECU1は、マイクロコンピュータに、図3及び図4に示す各種処理を具現化させる状態検出プログラムをインストールし、この状態検出プログラムを実行することによっても、本実施の形態1の状態検出方法を実現することができる。この場合、マイクロコンピュータのCPU(Central Processing Unit)が演算部5として機能する。また、電圧センサの接続回路とCPUとが電圧測定部4として機能し、電流センサの接続回路とCPUとが電流測定部2として機能し、更に、温度センサ43の接続回路とCPUとが温度測定部3として機能する。更に、マイクロコンピュータが備える各種メモリが記憶部6として機能する。
The battery ECU 1 according to the first embodiment also installs a state detection program that implements various processes shown in FIGS. 3 and 4 in the microcomputer and executes the state detection program to implement the present embodiment. The state detection method of aspect 1 can be realized. In this case, a CPU (Central Processing Unit) of the microcomputer functions as the
更に、HEVの分野においては、車両ECUが電池ECUとしても機能する態様が考えられる。この態様においては、本実施の形態1における電池ECU1は、車両ECU20を構成するマイクロコンピュータに、図3及び図4に示す各種処理を具現化させる状態検出プログラムをインストールし、この状態検出プログラムを実行することによって、実現することができる。
Furthermore, in the field of HEV, a mode in which the vehicle ECU also functions as a battery ECU can be considered. In this aspect, the battery ECU 1 according to the first embodiment installs a state detection program that embodies various processes shown in FIGS. 3 and 4 in the microcomputer that constitutes the
[実施の形態2]
図5は、本発明の実施の形態2にかかる電池ECU1の構成を示すブロック図である。図において、本実施の形態2と上記実施の形態1との主な相違点は、所定期間におけるSOCが所定の範囲内にあるか否かについて判別するSOC範囲判別部を設けるとともに、SOC推定部がSOC範囲判別部からの判別結果に応じて、推定したSOCを補正する点である。なお、上記実施の形態1と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the battery ECU 1 according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the main difference between the second embodiment and the first embodiment is that an SOC range discriminating unit for discriminating whether or not the SOC in a predetermined period is within a predetermined range and an SOC estimating unit are provided. The point is that the estimated SOC is corrected according to the determination result from the SOC range determination unit. In addition, about the element which is common in the said Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
すなわち、図5に示すように、本実施の形態2では、電池ECU1には、SOC範囲判別部15が設けられており、メモリ状態判定部13がメモリ状態を判定した上記所定期間でのSOCが所定の範囲内にあるか否かについて判別されるように構成されている。具体的には、SOC範囲判別部15は、SOC推定部14にて推定されたSOCを記憶部6から読み出す。そして、SOC範囲判別部15は、読み出したSOCが例えば5%≦SOC≦30%または70%≦SOC≦95%の範囲内にあるか否かについて判別して、その判別結果をメモリ状態判定部13及びSOC推定部14に出力する。これにより、本実施の形態2では、メモリ状態判定部13が二次電池40の放電時に生じた放電メモリと呼ばれるメモリ状態と、二次電池40の充電時に生じた充電メモリと呼ばれるメモリ状態とを判別することが可能となる。さらに、本実施の形態2では、SOC推定部14が、SOC範囲判別部15の判別結果を用いて推定したSOCを補正することにより、SOCをより高精度に推定することができる(詳細は後述)。
That is, as shown in FIG. 5, in the second embodiment, the battery ECU 1 is provided with an SOC
また、本実施の形態2では、起電力算出部11は、記憶部6を参照することにより、メモリ状態判定部13がメモリ状態の判定を行う、上記所定期間での起電力Vkの変化量ΔVk(以下、「起電力変化量ΔVk」という。)を算出するようになっている。つまり、起電力算出部11は、積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiを記憶部6内の二次元マップに適用することで今回求めた起電力Vkと、記憶部6内に保持されている所定期間前の起電力Vk’との差を演算することにより、起電力変化量ΔVkを算出して、記憶部6に保持させる。
In
また、本実施の形態2では、分極電圧算出部12は、記憶部6を参照することにより、メモリ状態判定部13がメモリ状態の判定を行う、上記所定期間での分極電圧Vpolの変化量ΔVpol(以下、「分極電圧変化量ΔVpol」という。)を算出するようになっている。つまり、分極電圧算出部12は、積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiを記憶部6内の二次元マップに適用することで今回求めた分極電圧Vpolと、記憶部6内に保持されている所定期間前の分極電圧Vpol’との差を演算することにより、分極電圧変化量ΔVpolを算出して、記憶部6に保持させる。
In the second embodiment, the polarization
また、本実施の形態2では、推定充放電量算出部9は、上記所定期間におけるゼロ電流電圧Vbの変化量ΔVb、起電力変化量ΔVk、及び分極電圧変化量ΔVpolを用いて、積算充放電量ΔQiを補正して推定充放電量ΔQv’を得るための補正係数Kを算出するように構成されている。つまり、推定充放電量算出部9は、下記(3)式を用いて、上記補正係数Kを算出する。さらに、推定充放電量算出部9は、積算充放電量算出部10が算出した積算充放電量ΔQiに補正係数Kを乗算することにより、上記(1)式を用いることなく、推定充放電量ΔQv’(=ΔQi×K)を求めて、記憶部6に保持させる。
Further, in the second embodiment, the estimated charge / discharge
K=ΔVb/(ΔVk+ΔVpol) (3)式
また、本実施の形態2では、メモリ状態判定部13は、記憶部6を参照して、推定充放電量ΔQv’と積算充放電量ΔQiとを比較することにより、二次電池40でのメモリ状態を電池ブロック毎に判定する。具体的には、メモリ状態判定部13は、積算充放電量算出部10にて算出された積算充放電量ΔQiと推定充放電量算出部9にて算出された推定充放電量ΔQv’との差を算出して、その差の絶対値Bを求める。そして、メモリ状態判定部13は、求めた絶対値Bと記憶部6内に予め記憶されている所定値α’との比較を行い、当該絶対値Bが所定値α’よりも大きいことを判別したときには、メモリ状態判定部13は、対応する電池ブロックにメモリ効果によるメモリ状態が発生していると判定する。また、メモリ状態判定部13は、SOC範囲判別部15からSOCが5%≦SOC≦30%の範囲内であることを通知されたときには、対応する電池ブロックに上記放電メモリが発生していると判定し、SOCが70%≦SOC≦95%の範囲内であることを通知されたときには、同電池ブロックに上記充電メモリが発生していると判定する。そして、メモリ状態判定部13は、SOC範囲判別部15からの判別結果(SOC範囲)を反映しつつ、上記絶対値Bを基にメモリ状態の程度を判別して、その判別したメモリ状態の程度に応じたSOC用の補正係数αs’を記憶部6から取得して、SOC推定部14に出力する。
K = ΔVb / (ΔVk + ΔVpol) (3) In the second embodiment, the memory
より具体的にいえば、本実施の形態2では、上記実施の形態1と同様に、実験等を繰り返し行うことにより、各電池ブロックにおいてメモリ状態が発生して、そのメモリ状態によってSOCを補正する必要があると判断された積算充放電量ΔQiと推定充放電量ΔQv’との差の絶対値が求められている。そして、その求められた絶対値よりも大きい値の所定値α’が定められて、記憶部6内に予め記憶されている。また、各電池ブロックにおいて、メモリ状態が発生したときには、推定充放電量ΔQv’及び積算充放電量ΔQiのうち、推定充放電量ΔQv’のみが、発生したメモリ状態の程度に応じて大きく変動することが実験等によって確かめられている。よって、上記補正係数αs’と推定充放電量ΔQv’の変動値との関係、つまり積算充放電量ΔQiとの間の差の絶対値との関係を示す特性曲線、数式、またはマップ(テーブル)が記憶部6内に予め記憶されている。また、これら特性曲線等は、SOC範囲が5%≦SOC≦30%の場合(放電メモリが生じている場合)と、SOC範囲が70%≦SOC≦95%の場合(充電メモリが生じている場合)との二つの場合が、求められて、記憶部6に予め記憶されている。そして、メモリ状態判定部13は、求めた上記絶対値B及びSOC範囲判別部15からの判別結果に従って補正係数αs’を取得して、SOC推定部14に出力する。
More specifically, in the second embodiment, as in the first embodiment, a memory state is generated in each battery block by repeating experiments and the like, and the SOC is corrected according to the memory state. The absolute value of the difference between the accumulated charge / discharge amount ΔQi determined to be necessary and the estimated charge / discharge amount ΔQv ′ is obtained. A predetermined value α ′ larger than the obtained absolute value is determined and stored in advance in the
尚、上記の説明では、一つの所定値α’を用いた場合について説明したが、放電メモリ及び充電メモリに対応した二つの所定値を予め定めて、絶対値Bとの判定基準に使用することもできる。 In the above description, the case where one predetermined value α ′ is used has been described. However, two predetermined values corresponding to the discharge memory and the charge memory are determined in advance and used as a determination criterion for the absolute value B. You can also.
さらに、本実施の形態2では、SOC推定部14は、推定充放電量算出部9が算出した推定充放電量ΔQv’を使用して、各電池ブロックでのSOCを推定する。また、SOC推定部14は、メモリ状態判定部13からの比較結果及びSOC範囲判別部15からの判別結果に応じて、推定したSOCを補正するように構成されている。すなわち、SOC推定部14は、メモリ状態判定部13から補正係数αs’を入力し、かつ、SOC範囲判別部15にて判別されたSOC範囲が5%≦SOC≦30%または70%≦SOC≦95%のときに、SOC推定部14は、入力した補正係数αs’を用いて、推定したSOCを補正する。これにより、SOC推定部14は、上記放電メモリ及び充電メモリのメモリ状態の種類に応じたより適切なSOCを推定することができる。
Further, in the second embodiment, SOC estimation unit 14 estimates the SOC in each battery block using estimated charge / discharge amount ΔQv ′ calculated by estimated charge / discharge
続いて、上記のように構成された本実施の形態2の動作について、図6〜図7も参照して具体的に説明する。 Next, the operation of the second embodiment configured as described above will be specifically described with reference to FIGS.
図6は図5に示した電池ECU1での推定充放電量の算出動作及びSOCの算出動作を示すフローチャートであり、図7は図5に示した電池ECU1でのメモリ状態の判定動作及びSOCの補正動作を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing an estimated charge / discharge amount calculation operation and SOC calculation operation in battery ECU 1 shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a memory state determination operation and SOC calculation operation in battery ECU 1 shown in FIG. It is a flowchart which shows correction | amendment operation | movement.
図6において、本実施の形態2では、上記実施の形態1と同様に、図3にステップS1〜S5に示した動作が行われた後、ゼロ電流電圧変化量算出部8が記憶部6からゼロ電流電圧Vbを読み出して、所定期間でのゼロ電流電圧Vbの変化量ΔVbを算出する(ステップS6)。また、積算充放電量算出部10が、実施の形態1と同様に、上記ステップS3またはS5でそれぞれ無負荷電圧Vsepまたは開放電圧Vocの算出に用いられた電流データI(n)を基に積算充放電量ΔQiを算出して、記憶部6に記憶させる(ステップS8)。その後、本実施の形態2では、起電力算出部11及び分極電圧算出部12が記憶部6から積算充放電量ΔQiを読み出すとともに、この積算充放電量ΔQiを記憶部6内の対応する二次元マップに適用することにより、起電力算出部11及び分極電圧算出部12は起電力Vk及び分極電圧Vpolを算出し、記憶部6に保持させる(ステップS15)。
In FIG. 6, in the second embodiment, as in the first embodiment, after the operations shown in steps S1 to S5 in FIG. The zero current voltage Vb is read, and a change amount ΔVb of the zero current voltage Vb in a predetermined period is calculated (step S6). Further, as in the first embodiment, the integrated charge / discharge
続いて、起電力算出部11及び分極電圧算出部12は、それぞれ前回算出した起電力Vk’及び分極電圧Vpol’を記憶部6から読み出すとともに、ステップS15で求めた起電力Vk及び分極電圧Vpolから起電力Vk’及び分極電圧Vpol’を減算することにより、それぞれ起電力変化量ΔVk及び分極電圧変化量ΔVpolを算出し、記憶部6に保持させる(ステップS16)。
Subsequently, the electromotive
次に、推定充放電量算出部9は、記憶部6からゼロ電流電圧Vbの変化量ΔVb、起電力変化量ΔVk、及び分極電圧変化量ΔVpolを読み出して、上記(3)式に代入することにより、補正係数Kを算出する(ステップS17)。その後、推定充放電量算出部9は、算出した補正係数Kと記憶部6から読み出した積算充放電量ΔQiとを乗算することにより、推定充放電量ΔQv’を算出して、記憶部6に保持させる(ステップS18)。その後、SOC推定部14は、記憶部6から推定充放電量ΔQv’を読み出して、この推定充放電量ΔQv’を基にSOCを算出して、記憶部6に保持させる(ステップS19)。
Next, the estimated charge / discharge
続いて、図7のステップS20に示すように、メモリ状態判定部13は、記憶部6から推定充放電量ΔQv’及び積算充放電量ΔQiを読み出し、これらの差の絶対値Bを算出して、算出した絶対値Bが記憶部6に記憶されている所定値α’よりも大きいか否かについて判別する(ステップS21)。そして、絶対値Bが所定値α’よりも大きいときには、メモリ状態判定部13はメモリ状態が生じていると判定し(ステップS12)、さらには、メモリ状態判定部13は、SOC範囲判定部15からの判別結果を基にSOCがいずれの範囲にあるか否かについて把握する(ステップS22)。
Subsequently, as shown in step S20 of FIG. 7, the memory
すなわち、ステップS22において、SOC範囲が5%≦SOC≦30%であることが判別されると、メモリ状態判定部13は放電メモリが発生していると判定し、かつステップS21で算出した絶対値Bを基に記憶部6を参照することにより、放電メモリに対応した補正係数αs’を取得して、SOC推定部14に出力する。その後、SOC推定部14は、推定したSOCを補正係数αs’で補正して、新たなSOCとして記憶部6に格納する(ステップS23)。
That is, in step S22, when it is determined that the SOC range is 5% ≦ SOC ≦ 30%, the memory
また、上記ステップS22において、SOC範囲が0%≦SOC<5%、30%<SOC<70%、及び95%<SOC≦100%のいずれかであることが判別されると、メモリ状態判定部13はメモリ状態がほとんど発生していないと判定し、その判定結果をSOC推定部14に通知する。その後、SOC推定部14では、推定したSOCを補正する必要なしと判断して、上記ステップS19での当該推定したSOCの補正を行わない(ステップS24)。
If it is determined in step S22 that the SOC range is any of 0% ≦ SOC <5%, 30% <SOC <70%, and 95% <SOC ≦ 100%, the memory
また、上記ステップS22において、SOC範囲が70%≦SOC≦95%であることが判別されると、メモリ状態判定部13は充電メモリが発生していると判定し、かつステップS21で算出した絶対値Bを基に記憶部6を参照することにより、充電メモリに対応した補正係数αs’を取得して、SOC推定部14に出力する。その後、SOC推定部14は、推定したSOCを補正係数αs’で補正して、新たなSOCとして記憶部6に格納する(ステップS25)。
In step S22, when it is determined that the SOC range is 70% ≦ SOC ≦ 95%, the memory
一方、上記ステップS21において、絶対値Bが所定値α’以下であることが判別されると、メモリ状態判定部13はメモリ状態が生じていないと判定して、その判定結果が記憶部6に保持される(ステップS14)。
On the other hand, if it is determined in step S21 that the absolute value B is equal to or less than the predetermined value α ′, the memory
以上のように、本実施の形態2では、推定充放電量算出部9及び積算充放電量算出部10が二次電池40の各電池ブロックにおいて、所定期間における推定充放電量ΔQv’及び積算充放電量ΔQiをそれぞれ算出している。また、メモリ状態判定部13が、推定充放電量ΔQv’と積算充放電量ΔQiとの差の絶対値Bを求め、所定値α’と比較することにより、各電池ブロックでのメモリ状態の発生の有無を判定している。さらに、メモリ状態判定部13は、メモリ状態が発生していると判定したときに、絶対値Bに応じて当該メモリ状態の程度を判定し、SOCを補正するための補正係数αs’を求めている。これにより、本実施の形態2では、二次電池40の各電池ブロックでのメモリ状態の発生の有無及びその程度を高精度に、かつ簡単に判定することができる。
As described above, in the second embodiment, the estimated charge / discharge
また、本実施の形態2では、メモリ状態が判定された所定期間でのSOC範囲を判別するSOC範囲判別部15を設けるとともに、メモリ状態判定部13がSOC範囲に応じて上記補正係数αs’を求めている。さらに、SOC推定部14が補正係数αs’を用いて、推定したSOCを補正しているので、SOC推定部14は対応する電池ブロックのSOC範囲(使用状態)に応じてSOCをより適切に補正することが可能となり、当該電池ブロックの使用状態に応じた高精度なSOCを簡単に推定して得ることができる。
In the second embodiment, an SOC
具体的にいえば、二次電池40の各電池ブロックでは、例えば図8に実線50にて示すメモリ状態が生じていない場合と、同図8に点線51にて示すメモリ状態が生じている場合とでは、SOC範囲が5%≦SOC≦30%または70%≦SOC≦95%であるときに、実線50と点線51との差が大きくなる。すなわち、これらのSOC範囲であるときに、メモリ状態判定部13は、SOCを補正する必要があると判断して、補正係数αs’を取得し、SOC推定部14に出力している。
Specifically, in each battery block of the
一方、実線50と点線51との差がほとんど生じていない0%≦SOC<5%、30%<SOC<70%、及び95%<SOC≦100%のいずれかのSOC範囲では、メモリ状態判定部13は、SOCを補正する必要がないと判断して、補正係数αs’を取得していない。このように、本実施の形態2では、電池ブロックの使用状態に応じた高精度なSOCを簡単に推定して得ることができる。
On the other hand, in the SOC range where 0% ≦ SOC <5%, 30% <SOC <70%, and 95% <SOC ≦ 100% in which the difference between the
また、本実施の形態2における電池ECU1は、マイクロコンピュータに、図6及び図7に示す各種処理を具現化させる状態検出プログラムをインストールし、この状態検出プログラムを実行することによっても、本実施の形態2の状態検出方法を実現することができる。この場合、マイクロコンピュータのCPUが演算部5として機能する。また、電圧センサの接続回路とCPUとが電圧測定部4として機能し、電流センサの接続回路とCPUとが電流測定部2として機能し、更に、温度センサ43の接続回路とCPUとが温度測定部3として機能する。更に、マイクロコンピュータが備える各種メモリが記憶部6として機能する。
The battery ECU 1 according to the second embodiment also installs a state detection program that implements various processes shown in FIGS. 6 and 7 in the microcomputer, and executes the state detection program to implement the present embodiment. The state detection method of
更に、HEVの分野においては、車両ECUが電池ECUとしても機能する態様が考えられる。この態様においては、本実施の形態2における電池ECU1は、車両ECU20を構成するマイクロコンピュータに、図6及び図7に示す各種処理を具現化させる状態検出プログラムをインストールし、この状態検出プログラムを実行することによって、実現することができる。
Furthermore, in the field of HEV, a mode in which the vehicle ECU also functions as a battery ECU can be considered. In this aspect, the battery ECU 1 according to the second embodiment installs a state detection program that embodies various processes shown in FIGS. 6 and 7 in the microcomputer constituting the
尚、上記の各実施の形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the above embodiments are all illustrative and not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the claims, and all modifications within the scope equivalent to the configurations described therein are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、上記の説明では、本発明をHEVに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、動力源がモータのみで構成された電気自動車や電動車椅子等の電動車両、コンピュータ等の電子機器のバックアップ電源、あるいは屋外等で使用される電気機器などの各種電力供給源として本発明を適用することができる。 For example, in the above description, the case where the present invention is applied to HEV has been described. However, the present invention is not limited to this, and an electric vehicle such as an electric vehicle or an electric wheelchair in which a power source is configured only by a motor. The present invention can be applied as various power supply sources such as a backup power source for electronic devices such as computers or electric devices used outdoors.
また、上記の説明では、二次電池としてのニッケル水素電池を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ニッケル・カドミウム(ニッカド)電池等のメモリ効果によるメモリ状態が発生する二次電池に対して本発明を好適に適用することができる。 In the above description, the case where a nickel metal hydride battery is used as a secondary battery has been described. However, the present invention is not limited to this, and a memory state such as a nickel cadmium (nickel) battery is used. The present invention can be suitably applied to a secondary battery in which the above occurs.
また、上記の説明では、電池ブロック毎にメモリ状態を判定した構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、二次電池全体のメモリ状態を判定することもできる。但し、上記各実施の形態のように、各電池ブロック毎にメモリ状態を判定する場合の方が、メモリ状態を高精度に判定して、SOCを高精度に推定することができる点で好ましい。 In the above description, the configuration in which the memory state is determined for each battery block has been described. However, the present invention is not limited to this, and the memory state of the entire secondary battery can also be determined. However, the case where the memory state is determined for each battery block as in the above embodiments is preferable in that the memory state can be determined with high accuracy and the SOC can be estimated with high accuracy.
本発明にかかる二次電池の状態検出装置、及びその状態検出方法は、二次電池でのメモリ状態を高精度に、かつ簡単に判定することができるため、車両などの電力源として用いられる二次電池に対して有効である。 Since the secondary battery state detection device and the state detection method according to the present invention can easily and accurately determine the memory state of the secondary battery, the secondary battery state detection device is used as a power source for vehicles and the like. Effective for secondary batteries.
1 電池ECU(状態検出装置)
2 電流測定部
4 電圧測定部
7 ゼロ電流電圧算出部
7a 無負荷電圧算出部
7b 開放電圧算出部
8 ゼロ電流電圧変化量算出部
9 推定充放電量算出部
10 積算充放電量算出部
13 メモリ状態判定部
14 SOC推定部
15 SOC範囲判別部
40 二次電池
1 Battery ECU (state detection device)
2 Current measurement unit 4
Claims (9)
前記二次電池の充放電時における電流の電流値を測定する電流測定部と、
前記二次電池の端子電圧の電圧値を測定する電圧測定部と、
前記電流値とそれに対応する前記電圧値との組データを複数個取得し、取得した前記組データに基づき無負荷電圧を算出する無負荷電圧算出部と、
特定の電流条件または電圧条件が所定時間継続して満たされた場合に、前記二次電池の端子電圧から開放電圧を算出する開放電圧算出部と、
所定期間における前記無負荷電圧または前記開放電圧の変化量を、前記二次電池のゼロ電流電圧の変化量として算出するゼロ電流電圧変化量算出部と、
前記ゼロ電流電圧の変化量を基に前記二次電池の推定充放電量を算出する推定充放電量算出部と、
前記所定期間における前記電流の電流値を積算することにより、前記二次電池の積算充放電量を算出する積算充放電量算出部と、
前記推定充放電量と前記積算充放電量とを比較することにより、前記二次電池でのメモリ状態を判定するメモリ状態判定部と
を備えたことを特徴とする二次電池の状態検出装置。 A state detection device for detecting a state of a secondary battery,
A current measuring unit that measures a current value of a current during charging and discharging of the secondary battery;
A voltage measuring unit for measuring a voltage value of a terminal voltage of the secondary battery;
A plurality of set data of the current value and the voltage value corresponding to the current value, and a no-load voltage calculation unit that calculates a no-load voltage based on the acquired set data;
When a specific current condition or voltage condition is continuously satisfied for a predetermined time, an open-circuit voltage calculation unit that calculates an open-circuit voltage from the terminal voltage of the secondary battery;
A zero current voltage change amount calculation unit that calculates a change amount of the no-load voltage or the open-circuit voltage in a predetermined period as a change amount of the zero current voltage of the secondary battery;
An estimated charge / discharge amount calculation unit for calculating an estimated charge / discharge amount of the secondary battery based on the change amount of the zero current voltage;
An integrated charge / discharge amount calculation unit for calculating an integrated charge / discharge amount of the secondary battery by integrating the current value of the current in the predetermined period;
A state detection device for a secondary battery, comprising: a memory state determination unit that determines a memory state in the secondary battery by comparing the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount.
前記SOC推定部は、前記メモリ状態判定部からの前記推定充放電量と前記積算充放電量との比較結果に応じて、推定した電池残量を補正する請求項1に記載の二次電池の状態検出装置。 While using the estimated charge / discharge amount or the accumulated charge / discharge amount, the SOC estimation unit for estimating the remaining battery level of the secondary battery,
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the SOC estimation unit corrects the estimated remaining battery level according to a comparison result between the estimated charge / discharge amount from the memory state determination unit and the accumulated charge / discharge amount. State detection device.
前記SOC推定部は、前記SOC範囲判別部からの判別結果に応じて、推定した電池残量を補正する請求項2に記載の二次電池の状態検出装置。 An SOC range determining unit for determining whether or not the remaining battery level in the predetermined period is within a predetermined range;
The secondary battery state detection device according to claim 2, wherein the SOC estimation unit corrects the estimated remaining battery level according to a determination result from the SOC range determination unit.
前記二次電池の充放電時における電流の電流値と、前記電流値に対応した前記二次電池の端子電圧の電圧値との組データを複数個取得する工程と、
取得した前記組データに基づいて、無負荷電圧を算出する工程と、
特定の電流条件または電圧条件が所定時間継続して満たされた場合に、前記二次電池の端子電圧から開放電圧を算出する工程と、
所定期間における前記無負荷電圧または前記開放電圧の変化量を、前記二次電池のゼロ電流電圧の変化量として算出する工程と、
前記ゼロ電流電圧の変化量を基に前記二次電池の推定充放電量を算出する工程と、
前記所定期間における前記電流の電流値を積算することにより、前記二次電池の積算充放電量を算出する工程と、
前記推定充放電量と前記積算充放電量とを比較することにより、前記二次電池でのメモリ状態を判定する工程と
を備えたことを特徴とする二次電池の状態検出方法。 A state detection method for detecting a state of a secondary battery,
Obtaining a plurality of set data of the current value of the current at the time of charge and discharge of the secondary battery and the voltage value of the terminal voltage of the secondary battery corresponding to the current value;
A step of calculating a no-load voltage based on the acquired set data;
When a specific current condition or voltage condition is continuously satisfied for a predetermined time, a step of calculating an open circuit voltage from the terminal voltage of the secondary battery;
Calculating a change amount of the no-load voltage or the open-circuit voltage in a predetermined period as a change amount of a zero current voltage of the secondary battery;
Calculating an estimated charge / discharge amount of the secondary battery based on a change amount of the zero current voltage;
Calculating an accumulated charge / discharge amount of the secondary battery by integrating the current value of the current in the predetermined period;
A step of determining a memory state of the secondary battery by comparing the estimated charge / discharge amount and the integrated charge / discharge amount.
前記推定充放電量と前記積算充放電量との比較結果に応じて、推定した電池残量を補正する工程とを含んだ請求項4に記載の二次電池の状態検出方法。 Using the estimated charge / discharge amount or the accumulated charge / discharge amount to estimate the remaining battery level of the secondary battery;
The secondary battery state detection method according to claim 4, further comprising a step of correcting the estimated remaining battery capacity in accordance with a comparison result between the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount.
前記電池残量の判別結果に応じて、推定した電池残量を補正する工程とを含んだ請求項5に記載の二次電池の状態検出方法。 Determining whether the remaining battery level in the predetermined period is within a predetermined range;
The method for detecting a state of a secondary battery according to claim 5, further comprising a step of correcting the estimated remaining battery level according to the determination result of the remaining battery level.
前記状態検出プログラムは、前記二次電池の充放電時における電流の電流値と、前記電流値に対応した前記二次電池の端子電圧の電圧値との組データを複数個取得するステップと、
取得した前記組データに基づいて、無負荷電圧を算出するステップと、
特定の電流条件または電圧条件が所定時間継続して満たされた場合に、前記二次電池の端子電圧から開放電圧を算出するステップと、
所定期間における前記無負荷電圧または前記開放電圧の変化量を、前記二次電池のゼロ電流電圧の変化量として算出するステップと、
前記ゼロ電流電圧の変化量を基に前記二次電池の推定充放電量を算出するステップと、
前記所定期間における前記電流の電流値を積算することにより、前記二次電池の積算充放電量を算出するステップと、
前記推定充放電量と前記積算充放電量とを比較することにより、前記二次電池でのメモリ状態を判定するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする二次電池の状態検出プログラム。 A state detection program for causing a computer to execute a state detection method for a secondary battery,
The state detection program acquires a plurality of set data of a current value of a current at the time of charge and discharge of the secondary battery and a voltage value of a terminal voltage of the secondary battery corresponding to the current value;
Calculating a no-load voltage based on the acquired set data;
When a specific current condition or voltage condition is continuously satisfied for a predetermined time, calculating an open circuit voltage from the terminal voltage of the secondary battery;
Calculating a change amount of the no-load voltage or the open-circuit voltage in a predetermined period as a change amount of a zero current voltage of the secondary battery;
Calculating an estimated charge / discharge amount of the secondary battery based on a change amount of the zero current voltage;
Calculating an accumulated charge / discharge amount of the secondary battery by integrating the current value of the current in the predetermined period;
A program for detecting a state of the secondary battery by causing the computer to execute a step of determining a memory state of the secondary battery by comparing the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount.
前記推定充放電量と前記積算充放電量との比較結果に応じて、推定した電池残量を補正するステップとをコンピュータに実行させる請求項7に記載の二次電池の状態検出プログラム。 Estimating the remaining battery level of the secondary battery using the estimated charge / discharge amount or the accumulated charge / discharge amount;
The secondary battery state detection program according to claim 7, wherein the computer executes a step of correcting the estimated battery remaining amount in accordance with a comparison result between the estimated charge / discharge amount and the accumulated charge / discharge amount.
前記電池残量の判別結果に応じて、推定した電池残量を補正するステップとをコンピュータに実行させる請求項8に記載の二次電池の状態検出プログラム。
Determining whether or not the remaining battery level in the predetermined period is within a predetermined range;
The secondary battery state detection program according to claim 8, wherein the computer executes a step of correcting the estimated remaining battery level in accordance with the determination result of the remaining battery level.
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CN115056682A (en) * | 2022-06-23 | 2022-09-16 | 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 | Abnormal single battery detection method, abnormal single battery detection equipment, electric automobile and medium |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07143680A (en) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Battery charger |
JP2000221249A (en) * | 1998-11-25 | 2000-08-11 | Toyota Motor Corp | Detecting apparatus for charging state of battery |
JP2003009408A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detection method for memory effect and its solution |
-
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JPH07143680A (en) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Battery charger |
JP2000221249A (en) * | 1998-11-25 | 2000-08-11 | Toyota Motor Corp | Detecting apparatus for charging state of battery |
JP2003009408A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detection method for memory effect and its solution |
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