JP4890977B2 - Battery deterioration calculation device - Google Patents

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Description

本発明は負荷に電力を供給するバッテリの劣化状態を演算するバッテリの劣化演算装置に関する。   The present invention relates to a battery deterioration calculation device that calculates a deterioration state of a battery that supplies power to a load.

電動モータを駆動源とする電気自動車や電動モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド自動車等の電源として、二次電池や電気化学キャパシタ等の蓄電器つまりバッテリが利用されている。例えば、ハイブリッド自動車のバッテリとしては、リチウムイオン電池等の二次電池が利用されており、駆動輪にモータトルクを伝達する際には電動モータにはバッテリから電力が供給され、バッテリはエンジンにより駆動されるジェネレータからの電力によって充電される。   As a power source for an electric vehicle using an electric motor as a drive source or a hybrid vehicle using an electric motor and an engine as a drive source, a storage battery such as a secondary battery or an electrochemical capacitor, that is, a battery is used. For example, a secondary battery such as a lithium ion battery is used as a battery of a hybrid vehicle. When the motor torque is transmitted to the drive wheels, electric power is supplied from the battery to the electric motor, and the battery is driven by the engine. Is charged by the power from the generator.

バッテリは充放電が繰り返されると、経時変化ないし経年変化により劣化が進み、劣化が進行するとバッテリの内部抵抗つまりインピーダンスが高くなり、充電容量が少なくなる。したがって、劣化が進行すると満充電状態から放電することができる放電可能容量が次第に低下することになる。そこで、バッテリの交換時期を確実に把握するために、バッテリの劣化度つまりSOH(State of Health)を監視することが行われている。   When the battery is repeatedly charged and discharged, the deterioration progresses due to a change with time or aging, and when the deterioration progresses, the internal resistance of the battery, that is, the impedance increases, and the charge capacity decreases. Therefore, as the deterioration progresses, the dischargeable capacity that can be discharged from the fully charged state gradually decreases. Therefore, in order to surely grasp the replacement time of the battery, the deterioration degree of the battery, that is, SOH (State of Health) is monitored.

バッテリの劣化が進行すると、内部抵抗が増加し逆に電流容量が減少するので、バッテリの劣化を求めるには内部抵抗を検出するようにした抵抗劣化演算と電流容量を検出する容量劣化演算とがある。バッテリの劣化を検出するために、従来は、抵抗劣化を演算する方式が主流となっている(特許文献1〜4参照)。
特開平8−214469号公報 特開2001−16787号公報 特開2003−177164号公報 特開2004−354050号公報
As battery deterioration progresses, the internal resistance increases and the current capacity decreases, so the battery deterioration is calculated by resistance deterioration calculation that detects internal resistance and capacity deterioration calculation that detects current capacity. is there. In order to detect the deterioration of the battery, conventionally, a method of calculating the resistance deterioration has been mainstream (see Patent Documents 1 to 4).
JP-A-8-214469 JP 2001-16787 A JP 2003-177164 A JP 2004-354050 A

特許文献1には、バッテリの劣化度を演算するために、スタータスイッチが操作されてスタータによるクランキング中のバッテリ電圧を検出してバッテリの内部抵抗を検出する演算方式が記載されており、内部抵抗が設定値以上となった場合にはバッテリの劣化と判定するようにしている。この方式では、スタータ電流を所定の固定値とみなして内部抵抗を検出するようにしており、正確なバッテリの劣化値を算出することが困難である。特許文献2には、バッテリが劣化していなければ充電側の電圧変動がバッテリにより平滑化されるので、リップノイズによる充電側の電圧変動と放電側の電圧変動とを比較することにより、バッテリの劣化を判定するようにした劣化検出装置が記載されている。この検出装置においては、バッテリの内部抵抗の算出は満充電時に限定されており、電圧変動と組み合わせれば劣化判定の精度は向上するが、ハイブリッド自動車においては満充電の機会が限定されてしまうので、劣化の状況をタイムリーに把握することが難しい。   Patent Document 1 describes a calculation method for detecting the internal resistance of a battery by operating a starter switch to detect a battery voltage during cranking by the starter in order to calculate the deterioration degree of the battery. When the resistance exceeds a set value, it is determined that the battery has deteriorated. In this method, the internal resistance is detected by regarding the starter current as a predetermined fixed value, and it is difficult to calculate an accurate battery deterioration value. In Patent Document 2, if the battery is not deteriorated, the voltage fluctuation on the charging side is smoothed by the battery. Therefore, by comparing the voltage fluctuation on the charging side due to the lip noise and the voltage fluctuation on the discharging side, A deterioration detection apparatus that determines deterioration is described. In this detection device, the calculation of the internal resistance of the battery is limited at the time of full charge, and when combined with voltage fluctuation, the accuracy of deterioration determination is improved, but in a hybrid vehicle, the chance of full charge is limited. It is difficult to grasp the deterioration situation in a timely manner.

特許文献3には、バッテリの内部抵抗を特許文献1と同様に負荷の突入電流を用いて算出した純抵抗の劣化値成分と、バッテリの放電電流と端子電圧より算出した分極抵抗(予め測定した値による近似式を使用)の劣化値成分を乗じてバッテリとしての劣化値を算出しているが、バッテリ温度や特性ばらつきの負荷変動に算出精度が大きく影響される。特許文献4では、非劣化時の満充電開放電圧〜放電終止開放電圧間の充放電量をベースとして、電流積算で求めた充放電量と開放電圧値から、非劣化時との充放電量の差を劣化値として算出している。しかし、開放電圧の算出精度を確保するために活物質の劣化モードや電圧ヒステリシスによる変化成分を考慮していて、いずれも実測値をベースとしているため使用環境が基礎データ取得時と大きく異なった場合にはカバーしきれない。   In Patent Document 3, the internal resistance of the battery is calculated by using the inrush current of the load as in Patent Document 1, and the polarization resistance calculated from the battery discharge current and the terminal voltage (measured in advance). The deterioration value of the battery is calculated by multiplying the deterioration value component of the value (approximate expression is used). However, the calculation accuracy is greatly affected by the battery temperature and the load fluctuation of the characteristic variation. In Patent Document 4, the charge / discharge amount at the time of non-deterioration is calculated from the charge / discharge amount obtained by current integration and the open-circuit voltage value based on the charge / discharge amount between the full charge open voltage at the time of non-deterioration and the discharge end open-circuit voltage. The difference is calculated as a deterioration value. However, in order to ensure the calculation accuracy of the open circuit voltage, the degradation mode of the active material and the change component due to voltage hysteresis are taken into account, both of which are based on measured values, so the usage environment is significantly different from when acquiring basic data Can not cover.

本発明の目的はバッテリの劣化を高精度に検出し得るようにすることにある。   An object of the present invention is to make it possible to detect battery deterioration with high accuracy.

本発明の他の目的はバッテリの電流容量変化率に基づいてバッテリの劣化を高精度に検出し得るようにすることにある。   Another object of the present invention is to make it possible to detect battery deterioration with high accuracy based on the rate of change in current capacity of the battery.

本発明のバッテリの劣化演算装置は、バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段により検出される前記端子電圧、前記電流検出手段により検出される充放電電流、および前記バッテリの等価回路のインピーダンスから推定されるバッテリの開放電圧により開放電圧に基づく残存容量を演算する第1の残存容量演算手段と、前記電流検出手段により検出される充放電電流を積算して電流積算に基づく残存容量を演算する第2の残存容量演算手段と、前記第1の残存容量と前記第2の残存容量とを前記バッテリの使用状況に応じて設定されるウェイトを用いて重み付け合成して合成残存容量を演算する合成残存容量演算手段と、電流積算に基づく残存容量の変化量と、合成残存容量の変化量とにより電流容量変化率を演算する容量変化率演算手段と、前記電流容量変化率が所定値以下となったときにバッテリの劣化度が設定値よりも大きくなったことを判定する劣化判定手段とを有することを特徴とする。   The battery deterioration calculation apparatus according to the present invention includes a voltage detection unit that detects a terminal voltage of the battery, a current detection unit that detects a charge / discharge current of the battery, the terminal voltage detected by the voltage detection unit, and the current A first remaining capacity calculating means for calculating a remaining capacity based on an open-circuit voltage from a charge / discharge current detected by the detecting means and an open-circuit voltage of the battery estimated from an impedance of an equivalent circuit of the battery; and the current detecting means A second remaining capacity calculating means for calculating the remaining capacity based on the current integration by integrating the detected charging / discharging current, and the first remaining capacity and the second remaining capacity according to the use status of the battery. A combined remaining capacity calculating means for calculating a combined remaining capacity by weighted synthesis using weights set in accordance with a weight, and a change amount of the remaining capacity based on current integration A capacity change rate calculating means for calculating a current capacity change rate based on the amount of change in the combined remaining capacity, and that the degree of deterioration of the battery is greater than a set value when the current capacity change rate falls below a predetermined value. And a deterioration determining means for determining.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記充放電電流が所定の範囲内において所定時間継続したときに前記劣化度を算出することを特徴とする。 In the battery deterioration calculation apparatus according to the present invention, the deterioration degree is calculated when the charge / discharge current continues for a predetermined time within a predetermined range.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記バッテリの温度が所定の範囲内において所定時間継続したときに前記劣化度を算出することを特徴とする。 In the battery deterioration calculation apparatus according to the present invention, the deterioration degree is calculated when the temperature of the battery continues for a predetermined time within a predetermined range.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記電流積算に基づく残存容量の変化量と前記合成残存容量の変化量とから電流容量変化率を求め、当該電流容量変化率が所定値以下となったときに前記劣化度を算出することを特徴とする。 In the battery deterioration calculation device according to the present invention, the current capacity change rate is obtained from the change amount of the remaining capacity based on the current integration and the change amount of the combined remaining capacity, and the current capacity change rate becomes a predetermined value or less. The deterioration degree is sometimes calculated .

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記電流容量変化率を所定時間毎に複数回演算し、複数の前記電流容量変化率の平均値に基づいて前記劣化度を算出することを特徴とする。 In degradation arithmetic unit battery of the present invention, the current rate of change in capacitance is calculated a plurality of times at predetermined time intervals, and calculates the degradation degree based on the average value of a plurality of said current rate of change of capacity .

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記電流容量変化率を加重平均し、加重平均値に基づいて前記劣化度を算出することを特徴とする。 In degradation arithmetic unit battery of the present invention, the weighted average of the current rate of change in capacitance, and calculates the degradation degree based on the weighted average value.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記劣化度が予め設定されたバッテリ寿命に対応した値を回ったときに警告表示することを特徴とする。 In degradation arithmetic unit battery of the present invention is characterized warning display it when the deterioration degree is exceeded the value corresponding to the preset battery life.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記電流積算に基づく残存容量と前記合成残存容量とを、前記劣化度を算出した場合にはそれぞれを初期値として更新することを特徴とする。 In degradation arithmetic unit battery of the present invention, the remaining capacity and the combined remaining capacity based on the current integration, and updates each when calculating the deterioration degree as the initial value.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記バッテリの電流値がほぼゼロの状態が所定時間継続した状態のもとでそれぞれ演算された前記電流積算に基づく残存容量と前記合成残存容量とを初期値として更新することを特徴とする。   In the battery deterioration calculation device according to the present invention, the remaining capacity based on the current integration and the combined remaining capacity, which are respectively calculated under a state where the current value of the battery is almost zero for a predetermined time, are initially set. It is characterized by being updated as a value.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、前記劣化度を算出するために使用した電流容量変化率を初期値として更新することを特徴とする。 In the battery deterioration calculation apparatus according to the present invention, the current capacity change rate used for calculating the degree of deterioration is updated as an initial value.

本発明のバッテリの劣化演算装置においては、電流容量変化率をシステム終了時に初期値として更新することを特徴とする。   In the battery deterioration calculation apparatus according to the present invention, the current capacity change rate is updated as an initial value when the system is terminated.

本発明によれば、電流積算に基づく残存容量の変化量はバッテリの劣化により変化するが、パラメータが限定されており電圧変化に依存しないので、電流積算に基づく残存容量の変化量により劣化を判定することによって、バッテリの負荷変動が発生しても劣化度の判定には影響を与えることなく、高精度でバッテリの劣化度を求めることができる。   According to the present invention, the amount of change in the remaining capacity based on the current integration changes due to the deterioration of the battery, but since the parameter is limited and does not depend on the voltage change, the deterioration is determined based on the amount of change in the remaining capacity based on the current integration. By doing so, it is possible to obtain the degree of deterioration of the battery with high accuracy without affecting the determination of the degree of deterioration even if a load fluctuation of the battery occurs.

電流積算に基づく残存容量と開放電圧の推定による残存容量とを重み付けした合成残存容量の変化量を用いてバッテリの劣化を算出するようにしたので、高精度でバッテリの劣化度を求めることができる。   Since the battery deterioration is calculated by using the amount of change in the combined remaining capacity obtained by weighting the remaining capacity based on the current integration and the remaining capacity based on the estimation of the open circuit voltage, the degree of deterioration of the battery can be obtained with high accuracy. .

劣化算出条件を設定することにより、劣化判定精度を高めることができる。   By setting the deterioration calculation condition, the deterioration determination accuracy can be increased.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1はハイブリッド自動車の駆動制御システムを示す概略図であり、このハイブリッド自動車(HEV)は駆動源としてのエンジン11とジェネレータモータ12とを有し、ジェネレータモータ12は車両駆動源としてのモータの機能と、発電機つまりジェネレータとしての機能とを具備している。ジェネレータモータ12はエンジン11のクランク軸に連結されるロータ12aと、ロータ12aの外側に配置されてケース13に固定されるステータ12bとを有している。ロータ12aはトルクコンバータ14を介して変速機15の入力軸16に連結されており、エンジントルクとモータトルクは変速機の入力軸16に伝達され、発電時にはエンジントルクはロータ12aに伝達される。変速機15の出力軸17はデファレンシャル機構18を介して左右の駆動輪19a,19bに連結されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a drive control system for a hybrid vehicle. This hybrid vehicle (HEV) has an engine 11 and a generator motor 12 as drive sources, and the generator motor 12 functions as a vehicle drive source. And a function as a generator, that is, a generator. The generator motor 12 has a rotor 12a connected to the crankshaft of the engine 11, and a stator 12b that is disposed outside the rotor 12a and is fixed to the case 13. The rotor 12a is connected to the input shaft 16 of the transmission 15 via the torque converter 14, and the engine torque and the motor torque are transmitted to the input shaft 16 of the transmission, and the engine torque is transmitted to the rotor 12a during power generation. The output shaft 17 of the transmission 15 is connected to the left and right drive wheels 19a and 19b via a differential mechanism 18.

図1に示すハイブリッド自動車は、エンジン11とジェネレータモータ12の一方または双方の駆動トルクを駆動輪に伝達することができ、エンジン11によりジェネレータモータ12を駆動してバッテリに充電することもでき、充電しながらエンジン11により車両を駆動することができる。例えば、車両走行時には主要な動力源としてエンジン11を駆動し、発進時や加速時にはジェネレータモータ12のアシストトルクを補助的に車両に付加することができる。ジェネレータモータ12は制動時には発電機として機能し、回生エネルギーを回収してバッテリを充電することができる。   The hybrid vehicle shown in FIG. 1 can transmit the drive torque of one or both of the engine 11 and the generator motor 12 to the drive wheels. The engine 11 can be driven by the engine 11 to charge the battery. However, the vehicle can be driven by the engine 11. For example, the engine 11 can be driven as a main power source when the vehicle is traveling, and the assist torque of the generator motor 12 can be supplementarily applied to the vehicle when starting or accelerating. The generator motor 12 functions as a generator during braking, and can collect regenerative energy and charge the battery.

駆動制御システムは、図1に示すように、マイクロプロセッサ等を有するハイブリッド制御ユニット(HEVECU)21を有している。このハイブリッド制御ユニット21からはエンジン11に駆動信号を送るエンジン制御ユニット(エンジンECU)22と、ジェネレータモータ12に駆動信号を送るインバータ23と、警告灯24とに制御信号が送られるとともに、自動変速機などの各種機器にも制御信号が送られる。バッテリ25は、リチウムイオン二次電池であり、複数のセルが封止された電池パックを複数個直列に接続して構成されている。バッテリ25の端子電圧Vを測定する電圧センサ26と、バッテリ25の充放電電流Iを測定する電流センサ27と、バッテリ25の温度つまりセル温度Tを測定する温度センサ28がそれぞれ電源制御ユニット(バッテリECU)29に接続されている。   As shown in FIG. 1, the drive control system includes a hybrid control unit (HEVECU) 21 having a microprocessor and the like. The hybrid control unit 21 sends a control signal to an engine control unit (engine ECU) 22 that sends a drive signal to the engine 11, an inverter 23 that sends a drive signal to the generator motor 12, and a warning lamp 24, and automatic shifting Control signals are also sent to various devices such as a machine. The battery 25 is a lithium ion secondary battery, and is configured by connecting a plurality of battery packs in which a plurality of cells are sealed in series. A voltage sensor 26 that measures the terminal voltage V of the battery 25, a current sensor 27 that measures the charge / discharge current I of the battery 25, and a temperature sensor 28 that measures the temperature of the battery 25, that is, the cell temperature T, are respectively supplied to the power supply control unit (battery). ECU) 29.

電源制御ユニット29は、ハイブリッド制御ユニット21と同様に、制御信号を演算するマイクロプロセッサCPUと、制御プログラム、演算式およびマップデータ等が格納されるROMと、一時的にデータを格納するRAM等を有しており、第1および第2の残存容量演算手段、容量変化率演算手段、および劣化判定手段を構成している。電源制御ユニット29は、それぞれのセンサ26〜28の信号に基づいて所定時間毎にバッテリ25の残存容量SOCとバッテリ25の劣化度SOHを演算してハイブリッド制御ユニット21に信号を送る。   Similarly to the hybrid control unit 21, the power supply control unit 29 includes a microprocessor CPU that calculates control signals, a ROM that stores control programs, arithmetic expressions, map data, and the like, a RAM that temporarily stores data, and the like. And comprises first and second remaining capacity calculating means, capacity change rate calculating means, and deterioration determining means. The power supply control unit 29 calculates the remaining capacity SOC of the battery 25 and the deterioration degree SOH of the battery 25 at predetermined time intervals based on the signals of the sensors 26 to 28 and sends a signal to the hybrid control unit 21.

図2はバッテリ残存容量SOCの演算方式のアルゴリズムを示すブロック図であり、特開2005−201743号公報に記載されるように、電流センサ27からの信号により電流積算に基づいて残存容量SOCcを所定時間t毎に算出するとともに、電圧センサ26からの信号によりバッテリ開放電圧の推定値により開放電圧に基づいて残存容量SOCvを算出し、それぞれを重み付けして合成した合成残存容量SOCをバッテリ25の残存容量として出力する。   FIG. 2 is a block diagram showing an algorithm for calculating the battery remaining capacity SOC. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-201743, the remaining capacity SOCc is determined based on current integration based on a signal from the current sensor 27. The remaining capacity SOCv is calculated based on the open-circuit voltage based on the estimated value of the battery open-circuit voltage based on the signal from the voltage sensor 26 based on the signal from the voltage sensor 26, and the combined remaining capacity SOC synthesized by weighting each is calculated. Output as capacity.

合成残存容量SOCを求めるための電流積算に基づく残存容量SOCcは、以下の式(1)により算出される。
SOCc=SOC(t-1)−(∫(I×ηdt)/(Ah×3600)×100・・・(1)
The remaining capacity SOCc based on the current integration for obtaining the combined remaining capacity SOC is calculated by the following equation (1).
SOCc = SOC (t-1) − (∫ (I × ηdt) / (Ah × 3600) × 100 (1)

ただし、SOC(t-1)は1演算周期前に求められた合成残存容量SOCの値であり、電流積算のベース値となっており、図2においては遅延演算子Z−1として示されている。また、式(1)において、ηはバッテリの効率であり、Ahはバッテリの電流容量である。 However, SOC (t-1) is a value of the composite remaining capacity SOC obtained one calculation cycle before, and is a base value of current integration, and is shown as a delay operator Z- 1 in FIG. Yes. In equation (1), η is the battery efficiency, and Ah is the battery current capacity.

図3はバッテリの電流容量低下率とバッテリの温度Tとの関係を示す特性線図であり、温度25℃における電流容量Ahを1とした場合における電流容量の比を示している。この特性線図に対応する電流容量低下率のテーブルがROMに格納されており、格納された電流容量低下率のテーブルを参照することによって、温度センサ28により検出された温度Tに基づいて電流容量Ahが求められる。   FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the battery current capacity reduction rate and the battery temperature T, and shows the ratio of the current capacity when the current capacity Ah at a temperature of 25 ° C. is 1. A table of current capacity reduction rates corresponding to this characteristic diagram is stored in the ROM, and the current capacity based on the temperature T detected by the temperature sensor 28 by referring to the stored current capacity reduction rate table. Ah is required.

一方、開放電圧V0が求められれば、開放電圧V0と電流容量Ahとには一定の関係があるので、マップデータや演算式により開放電圧V0に基づく残存容量を求めることができる。しかし、バッテリに電流が流れているときには端子電圧Vを測定しても、それは開放電圧V0を検出したことにはならない。そこで、電圧センサ26が測定したバッテリ25の端子電圧Vにより開放電圧V0を推定し、その推定値によって開放電圧に基づく残存容量SOCvを演算する。   On the other hand, if the open circuit voltage V0 is obtained, there is a certain relationship between the open circuit voltage V0 and the current capacity Ah. Therefore, the remaining capacity based on the open circuit voltage V0 can be obtained from map data or an arithmetic expression. However, even if the terminal voltage V is measured when a current is flowing through the battery, it does not mean that the open circuit voltage V0 has been detected. Therefore, the open circuit voltage V0 is estimated from the terminal voltage V of the battery 25 measured by the voltage sensor 26, and the remaining capacity SOCv based on the open circuit voltage is calculated based on the estimated value.

図4は、開放電圧V0の推定値に基づいてバッテリの残存容量SOCvを求めるためのバッテリの等価回路モデル図である。この等価回路は、抵抗分R1〜R3、容量分C1,CPE1,CPE2(但し、CPE1,CPE2は二重層容量分)の各パラメータを、直列及び並列に組み合わせた等価回路モデルであり、交流インピーダンス法における周知のCole-Coleプロットをカーブフィッティングすることにより各パラメータを決定する。   FIG. 4 is an equivalent circuit model diagram of the battery for obtaining the remaining capacity SOCv of the battery based on the estimated value of the open circuit voltage V0. This equivalent circuit is an equivalent circuit model in which parameters of resistance components R1 to R3 and capacitance components C1, CPE1, and CPE2 (where CPE1 and CPE2 are double layer capacitance components) are combined in series and in parallel. Each parameter is determined by curve fitting a well-known Cole-Cole plot at.

これらの各パラメータから求められるインピーダンスZは、バッテリの温度や電気化学的な反応速度、充放電電流の周波数成分によって大きく変化する。したがって、インピーダンスZを決定するパラメータとして、単位時間当たりの電流Iの移動平均値を周波数成分の置き換えとして採用し、電流Iの移動平均値と温度Tとを条件とするインピーダンス測定を行ってデータを蓄積した後、温度Tと単位時間当たりの電流Iの移動平均値とに基づいてインピーダンスZのテーブルを作成し、ROMに格納する。そして、このインピーダンスデーブルを利用してインピーダンスZを求め、このインピーダンスZと、実測した端子電圧Vと電流Iとから、以下の式(2)を用いて開放電圧V0の推定値を求める。
V=V0−I・Z・・・(2)
The impedance Z obtained from these parameters varies greatly depending on the battery temperature, the electrochemical reaction rate, and the frequency component of the charge / discharge current. Therefore, as a parameter for determining the impedance Z, the moving average value of the current I per unit time is adopted as the replacement of the frequency component, the impedance measurement is performed on the condition of the moving average value of the current I and the temperature T, and the data After the accumulation, a table of impedance Z is created based on the temperature T and the moving average value of the current I per unit time, and stored in the ROM. Then, the impedance Z is obtained using this impedance table, and the estimated value of the open-circuit voltage V0 is obtained from the impedance Z, the measured terminal voltage V and the current I using the following equation (2).
V = V0-I · Z (2)

電流Iの積算により式(1)により求められる残存容量SOCcと、端子電圧Vに基づいて式(2)により求められる開放電圧V0の推定による残存容量SOCvとにはそれぞれ一長一短がある。電流積算による残存容量SOCcは、誤差が累積し易く、特に高負荷継続時の誤差が大きい反面、突入電流等の負荷変動に強い。これ対し、開放電圧推定による残存容量SOCvは、通常の使用時においてはほぼ正確な値を求めることが可能であるが、負荷が短時間で大きく変動したときに値が急激に変化する可能性がある。   There are merits and demerits in the remaining capacity SOCc obtained by the expression (1) by integrating the current I and the remaining capacity SOCv by the estimation of the open circuit voltage V0 obtained by the expression (2) based on the terminal voltage V. The remaining capacity SOCc due to current integration tends to accumulate errors, and is particularly resistant to load fluctuations such as inrush currents, while the error during high load continuation is large. On the other hand, the remaining capacity SOCv based on the open-circuit voltage estimation can be obtained as an almost accurate value during normal use, but the value may change rapidly when the load fluctuates greatly in a short time. is there.

そこで、電流Iを積算して求めた残存容量SOCcと、バッテリ開放電圧の推定値から求めた残存容量SOCvとを、バッテリの使用状況に応じて随時変化させるウェイト(重み係数)wにより重み付けして合成することにより、双方の残存容量の欠点を打ち消して互いの利点を最大限に引き出すことができる。合成後の残存容量SOCは、以下の式(3)で求められる。
SOC=w・SOCc+(1−w)・SOCv・・・(3)
Therefore, the remaining capacity SOCc obtained by integrating the current I and the remaining capacity SOCv obtained from the estimated value of the battery open-circuit voltage are weighted by a weight (weighting coefficient) w that is changed as needed according to the battery usage status. By synthesizing, the disadvantages of both remaining capacities can be canceled and the mutual advantages can be maximized. The remaining capacity SOC after the synthesis is obtained by the following formula (3).
SOC = w · SOCc + (1-w) · SOCv (3)

ウェイトwは、w=0〜1の間の値であり、現在のバッテリの使用状況を的確に表すことのできるパラメータを用いて決定される。そのパラメータとしては、単位時間当たりの電流の変化率ΔIや残存容量SOCc,SOCvの間の偏差等を用いることが可能である。   The weight w is a value between w = 0 and 1, and is determined using a parameter that can accurately represent the current battery usage status. As the parameter, it is possible to use a current change rate ΔI per unit time, a deviation between the remaining capacities SOCc and SOCv, and the like.

単位時間当たりの電流の変化率は、バッテリの負荷変動を直接的に反映しているが、単なる電流変化率では瞬間的に発生する電流の急激な変化の影響を受けてしまう。そこで、瞬間的に発生する電流の変化の影響を防止するために所定のサンプリング数の単純平均、移動平均、加重平均等の処理を施した電流変化率が用いられる。特に、電流の遅れを考慮すると、バッテリの充放電状態の変化に対して、過去の履歴が過剰となることなく適切に反映することのできる移動平均を用いてウェイトwを決定することが好ましい。   The rate of change in current per unit time directly reflects the load fluctuation of the battery, but the mere rate of change in current is affected by a sudden change in current that occurs instantaneously. Therefore, in order to prevent the influence of a change in current that occurs instantaneously, a current change rate subjected to processing such as a simple average, a moving average, and a weighted average of a predetermined number of samplings is used. In particular, considering the current delay, it is preferable to determine the weight w using a moving average that can appropriately reflect the past history without excessively changing the charge / discharge state of the battery.

図5はウェイトテーブルの一例を示す説明図であり、ウェイトwは図5に示す場合には、電流Iの移動平均値を温度補正した補正後電流変化率KΔI/Δtをパラメータとしている。図5に示すように、補正後電流変化率KΔI/Δtが小さくなる程、すなわちバッテリの負荷変動が小さい程ウェイトwの値を小さくして電流積算による残存容量SOCcの重みを小さくする傾向となっている。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a weight table. In the case of the weight w shown in FIG. 5, the corrected current change rate KΔI / Δt obtained by correcting the temperature of the moving average value of the current I is used as a parameter. As shown in FIG. 5, the smaller the corrected current change rate KΔI / Δt, that is, the smaller the load fluctuation of the battery, the smaller the value of the weight w and the smaller the weight of the remaining capacity SOCc due to current integration. ing.

一方、前述したインピーダンステーブルは、補正後電流変化率KΔI/Δtと温度Tとをパラメータとして等価インピーダンスZの値を格納したテーブルであり、補正後電流変化率KΔI/Δtが同じ場合には、温度Tが低くなる程インピーダンスZが増加し、同じ温度では、補正後電流変化率KΔI/Δtが小さくなる程、インピーダンスZが増加する傾向となっている。   On the other hand, the impedance table described above is a table in which the value of the equivalent impedance Z is stored using the corrected current change rate KΔI / Δt and the temperature T as parameters, and when the corrected current change rate KΔI / Δt is the same, The impedance Z increases as T decreases. At the same temperature, the impedance Z tends to increase as the corrected current change rate KΔI / Δt decreases.

このように、電流Iの移動平均値は、ウェイトwとインピーダンスZを決定するパラメータとしても用いられ、ウェイトw、インピーダンスZの演算を容易としているが、低温になる程バッテリの内部インピーダンスが増加して電流変化率が小さくなるため、ウェイトw、インピーダンスZは、直接的には、上述のように電流Iの移動平均値を温度補正した補正後電流変化率KΔI/Δtを用いて決定される。   As described above, the moving average value of the current I is also used as a parameter for determining the weight w and the impedance Z and facilitates the calculation of the weight w and the impedance Z. However, the internal impedance of the battery increases as the temperature decreases. Therefore, the weight w and the impedance Z are directly determined using the corrected current change rate KΔI / Δt obtained by correcting the temperature of the moving average value of the current I as described above.

電流Iの移動平均値に基づいてウェイトwを決定することにより、電流Iの移動平均値が大きいときには、電流積算のウェイトを高くして開放電圧推定のウェイトを下げ、負荷変動の影響を電流積算によって正確に反映するとともに、開放電圧推定時の振動を防止することができる。逆に、電流Iの移動平均値が小さいときには、電流積算のウェイトを下げ、開放電圧推定のウェイトを高くすることにより、電流積算時の誤差の累積による影響を回避し、開放電圧の推定により正確な残存容量を算出することができる。   By determining the weight w based on the moving average value of the current I, when the moving average value of the current I is large, the weight of the current integration is increased and the weight of the open circuit voltage estimation is lowered, and the influence of the load fluctuation is integrated with the current. Therefore, the vibration at the time of estimating the open circuit voltage can be prevented. Conversely, when the moving average value of current I is small, the effect of error accumulation during current integration is avoided by reducing the current integration weight and increasing the open-circuit voltage estimation weight. The remaining capacity can be calculated.

電流Iの移動平均は、電流の高周波成分に対するローパスフィルタとなり、この移動平均のフィルタリングにより、遅れ成分を助長することなく、走行中の負荷変動で発生する電流のスパイク成分を除去できる。これにより、バッテリ状態をより的確に把握することができ、残存容量SOCc,SOCv双方の欠点を打ち消して互いの利点を最大限に引き出し、残存容量の推定精度を大幅に向上させることができる。   The moving average of the current I becomes a low-pass filter for the high-frequency component of the current, and the filtering of the moving average can remove the spike component of the current that occurs due to load fluctuations during traveling without promoting the delay component. As a result, the battery state can be grasped more accurately, the disadvantages of both the remaining capacities SOCc and SOCv can be canceled to maximize the mutual advantages, and the estimation accuracy of the remaining capacities can be greatly improved.

本発明においては、電流積算に基づく残存容量SOCcの所定時間内における変化量(ΔSOCc)と、この所定時間と同一の時間内における合成残存容量SOCの変化量(ΔSOC)とを演算し、これらの変化量から電流容量変化率σ(ΔSOCc/ΔSOC)を求める。   In the present invention, the amount of change (ΔSOCc) of the remaining capacity SOCc based on the current integration within a predetermined time and the amount of change (ΔSOC) of the combined remaining capacity SOC within the same time as the predetermined time are calculated. A current capacity change rate σ (ΔSOCc / ΔSOC) is obtained from the change amount.

所定時間内における残存容量SOCcの変化量を求めるには、以下の式(1a)により所定時間経過前後の残存容量SOCcが算出される。
SOCc=SOCc(0)−(∫(I×ηdt)/(Ah×3600)×100・・・(1a)
In order to obtain the amount of change in the remaining capacity SOCc within a predetermined time, the remaining capacity SOCc before and after elapse of the predetermined time is calculated by the following equation (1a).
SOCc = SOCc (0) − (∫ (I × ηdt) / (Ah × 3600) × 100 (1a)

式(1a)における初期値SOCc(0)は、式(1)におけるベース値SOC(t-1)と相違し、合成残存容量をベース値とすることなく、電流積算により演算された残存容量の値が初期値とされる。初期値SOCc(0)は、システム起動時つまり車両のスタータキーをオンしたときの開放電圧V0により求められる。システム起動時には、電流Iがゼロであり、端子電圧Vは開放電圧に一致しており、開放電圧からテーブルにより求められる残存容量を初期値SOCc(0)として電流積算に基づく残存容量SOCcが算出される。   The initial value SOCc (0) in the equation (1a) is different from the base value SOC (t−1) in the equation (1), and the remaining capacity calculated by the current integration without using the combined remaining capacity as the base value. The value is the initial value. The initial value SOCc (0) is obtained from the open circuit voltage V0 when the system is started, that is, when the starter key of the vehicle is turned on. At the time of system startup, the current I is zero, the terminal voltage V matches the open circuit voltage, and the remaining capacity SOCc based on the current integration is calculated with the remaining capacity obtained from the open circuit as a table based on the initial value SOCc (0). The

一方、合成残存容量SOCの変化量を求めるには、上述した式(1)により1演算周期前の合成残存容量SOCの値をベース値として所定時間経過前後の合成残存容量SOCが算出される。   On the other hand, in order to obtain the amount of change in the composite remaining capacity SOC, the composite remaining capacity SOC before and after the elapse of a predetermined time is calculated using the value of the composite remaining capacity SOC before one calculation cycle as a base value by the above-described equation (1).

図6は電流容量変化率σとインピーダンス変化量τとの関係を示す特性線図であり、これらは一次元の関係となっており、電流容量変化率σが所定値σs以下となったときにはバッテリの劣化度SOHが所定値以上に進んだと判定することができる。   FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the current capacity change rate σ and the impedance change amount τ. These are one-dimensional relationships, and when the current capacity change rate σ becomes a predetermined value σs or less, the battery It can be determined that the degree of degradation SOH has advanced beyond a predetermined value.

図7および図8は、バッテリの劣化演算手順のアルゴリズムを示すフローチャートであり、約0.1秒の周期で実行される。図1に示す電圧センサ26と、電流センサ27と温度センサ28からの測定値をステップS1において読み込む。ステップS2においては、図3に示すようにバッテリの温度Tと電流容量Ahとの関係を示す特性線図に対応した電流容量テーブルを読み出して温度Tの値に基づいて電流容量Ahが演算される。この電流容量Ahと電流Iの値に基づいて、ステップS3において上記式(1)によって電流積算に基づく残存容量SOCcが算出される。この演算においては、1周期前の合成残存容量をベース値SOC(t-1)とする必要があり、メモリに格納されたベース値が用いられる。ただし、システム起動時には、開放電圧V0により求められる残存容量の値をベース値とすることができる。   FIG. 7 and FIG. 8 are flowcharts showing an algorithm of the battery deterioration calculation procedure, which is executed at a cycle of about 0.1 seconds. The measured values from the voltage sensor 26, current sensor 27, and temperature sensor 28 shown in FIG. 1 are read in step S1. In step S2, a current capacity table corresponding to a characteristic diagram showing the relationship between the battery temperature T and the current capacity Ah is read as shown in FIG. 3, and the current capacity Ah is calculated based on the value of the temperature T. . Based on the values of the current capacity Ah and the current I, the remaining capacity SOCc based on the current integration is calculated in step S3 by the above equation (1). In this calculation, it is necessary to set the combined remaining capacity one cycle before as the base value SOC (t−1), and the base value stored in the memory is used. However, at the time of starting the system, the value of the remaining capacity obtained from the open circuit voltage V0 can be used as the base value.

ステップS4においては、上述した補正後電流変化率KΔI/Δtが演算され、上述したインピーダンステーブルからKΔI/Δtと温度TとによりインピーダンスZがステップS5において演算される。これにより、インピーダンスZと電流Iと端子電圧Vとにより開放電圧V0の推定値が求められ、ステップS6において開放電圧の推定による残存容量SOCvが演算される。ステップS7においては、図5に示すウェイトテーブルによりウェイトwが演算され、ステップS8においては、前述した式(3)により合成残存容量SOCが演算され、演算された合成残存容量SOCはメモリに格納される。   In step S4, the above-described corrected current change rate KΔI / Δt is calculated, and the impedance Z is calculated in step S5 based on KΔI / Δt and the temperature T from the above-described impedance table. Thus, an estimated value of the open circuit voltage V0 is obtained from the impedance Z, the current I, and the terminal voltage V, and the remaining capacity SOCv based on the estimation of the open circuit voltage is calculated in step S6. In step S7, the weight w is calculated by the weight table shown in FIG. 5, and in step S8, the combined remaining capacity SOC is calculated by the above-described equation (3), and the calculated combined remaining capacity SOC is stored in the memory. The

次いで、バッテリの劣化度SOHを算出する際には、まず、劣化度SOHの算出条件(1)が成立しているか否かをステップS9において判定する。   Next, when calculating the deterioration degree SOH of the battery, first, it is determined in step S9 whether or not the calculation condition (1) for the deterioration degree SOH is satisfied.

その算出条件(1)は、電流Iがゼロ付近の−Ia≦I≦Ibの範囲であり、かつバッテリの温度Tが所定の範囲(Ta≦T≦Tb)内の状態が、所定時間ta時間継続しているか否かが条件となる。この算出条件が成立した場合における残存容量SOCcが上記式(1a)に基づいてステップS10において演算されて第1の残存容量SOCc(1)とされる。さらに、算出条件(1)が成立している条件のもとでステップS8で演算された合成残存容量SOCが第1の合成残存容量SOC(1)とされる。これらの第1の算出値SOCc(1)、SOC(1)はメモリに格納される。なお、例えば、−Iaを−3A、Ibを3A、Taを20℃、Tbを60℃、時間taを数秒とすることができる。このように、所定の算出条件が成立したときにそれぞれの残存容量SOCc(1)、SOCc(2)、SOC(1)およびSOC(2)を算出するようにしたので、劣化度の算出を高精度で行うことができる。   The calculation condition (1) is that the current I is in the range of −Ia ≦ I ≦ Ib where the current I is near zero and the battery temperature T is within the predetermined range (Ta ≦ T ≦ Tb). Whether or not it continues is a condition. When this calculation condition is satisfied, the remaining capacity SOCc is calculated in step S10 based on the above formula (1a) to be the first remaining capacity SOCc (1). Further, the combined remaining capacity SOC calculated in step S8 under the condition that the calculation condition (1) is satisfied is set as the first combined remaining capacity SOC (1). These first calculated values SOCc (1) and SOC (1) are stored in the memory. For example, −Ia can be −3 A, Ib can be 3 A, Ta can be 20 ° C., Tb can be 60 ° C., and time ta can be several seconds. Thus, since the respective remaining capacities SOCc (1), SOCc (2), SOC (1), and SOC (2) are calculated when a predetermined calculation condition is satisfied, the calculation of the degree of deterioration is made high. Can be done with precision.

次に、ステップS11において劣化度SOHの算出条件(2)が成立しているか否かを判定する。   Next, in step S11, it is determined whether or not the condition (2) for calculating the deterioration degree SOH is satisfied.

その算出条件(2)は、第1の算出値(SOCc(1)とSOC(1))が算出された状態から所定時間tbが経過し、かつ経過時間tbの間におけるバッテリの温度Tが所定の範囲(Ta≦T≦Tb)内であって、しかも電流Iがゼロ付近の−Ia≦I≦Ibの状態が所定時間tc以上継続していることが条件である。この算出条件(2)が成立した場合における残存容量SOCcが上記式(1a)に基づいてステップS12において演算されて第2の残存容量SOCc(2)とされる。さらに、算出条件(2)が成立している条件もとでステップS8で演算された合成残存容量SOCが第2の合成残存容量SOC(2)とされる。これらの第2の算出値SOCc(2)、SOC(2)はメモリに格納される。なお、例えば、tbは数10秒程度に設定され、tcは数秒程度に設定される。   The calculation condition (2) is that a predetermined time tb has elapsed since the first calculated values (SOCc (1) and SOC (1)) were calculated, and the battery temperature T during the elapsed time tb is predetermined. In the range (Ta ≦ T ≦ Tb), and the condition that −Ia ≦ I ≦ Ib where the current I is near zero continues for a predetermined time tc or more. When this calculation condition (2) is satisfied, the remaining capacity SOCc is calculated in step S12 based on the above equation (1a) to obtain the second remaining capacity SOCc (2). Further, the combined remaining capacity SOC calculated in step S8 under the condition that the calculation condition (2) is satisfied is set as the second combined remaining capacity SOC (2). These second calculated values SOCc (2) and SOC (2) are stored in the memory. For example, tb is set to about several tens of seconds, and tc is set to about several seconds.

次いで、ステップS13においては、それぞれ積算電量に基づく第1の残存容量SOCc(1)と第2の残存容量SOCc(2)との差である残存容量の変化量(ΔSOCc)が算出される。ステップS14においては、第1の合成残存容量SOC(1)と第2の合成残存容量SOC(2)との差である合成残存容量の変化量(ΔSOC)が算出される。それぞれの合成残存容量は、式(3)により合成残存容量SOCの値をベース値として求められた電流積算の残存容量と、開放電圧の推定による残存容量とに重み付けして求められる。   Next, in step S13, a change amount (ΔSOCc) of the remaining capacity, which is a difference between the first remaining capacity SOCc (1) and the second remaining capacity SOCc (2) based on the accumulated electric power, is calculated. In step S14, the amount of change (ΔSOC) in the combined remaining capacity, which is the difference between the first combined remaining capacity SOC (1) and the second combined remaining capacity SOC (2), is calculated. The respective combined remaining capacities are obtained by weighting the current accumulated remaining capacities obtained by using the value of the composite remaining capacities SOC as a base value according to the equation (3) and the remaining capacities estimated by the open circuit voltage.

ステップS15においては、両方の変化量の比(ΔSOCc/ΔSOC)により電流容量変化率σが求められる。さらにステップS16においては、電流容量変化率σの加重平均値σavが算出される。加重平均値σavは以下の式により求められる。   In step S15, the current capacity change rate σ is obtained from the ratio between the two amounts of change (ΔSOCc / ΔSOC). In step S16, a weighted average value σav of the current capacity change rate σ is calculated. The weighted average value σav is obtained by the following formula.

σav=(1−a)×σav0+a×σ
ただし、0<a<1(例えばa=1/4)であり、σav0は前回算出したσavであり、σav0の初期値は1である。
σav = (1−a) × σav0 + a × σ
However, 0 <a <1 (for example, a = 1/4), σav0 is the previously calculated σav, and the initial value of σav0 is 1.

電流容量変化率σの加重平均値を求めて劣化度を判定することにより、劣化判定精度を高めることができる。劣化判定精度を高めるために、電流容量変化率σを所定時間毎に複数回演算し、複数の電流容量変化率の値の平均値によって劣化判定を行うようにしても判定精度を高めることができる。   By determining the degree of deterioration by obtaining a weighted average value of the current capacity change rate σ, it is possible to improve the deterioration determination accuracy. In order to increase the deterioration determination accuracy, the determination accuracy can be improved by calculating the current capacity change rate σ a plurality of times every predetermined time and performing the deterioration determination by the average value of the plurality of current capacity change rate values. .

ステップS17においては、SOCc(2)をSOCc(1)としてメモリに格納し、SOC(2)をSOC(1)としてメモリに格納し、ステップS18において電流容量変化率の加重平均値σavをメモリに格納する。メモリに格納された加重平均値σavを初期値として次の演算に使用することにより、劣化判定精度を高めることができる。ただし、初期値として格納するタイミングとしては、システム終了時における加重平均値を更新するようにしても良い。   In step S17, SOCc (2) is stored in the memory as SOCc (1), SOC (2) is stored in the memory as SOC (1), and the weighted average value σav of the current capacity change rate is stored in the memory in step S18. Store. By using the weighted average value σav stored in the memory as an initial value for the next calculation, it is possible to improve the degradation determination accuracy. However, as the timing for storing the initial value, the weighted average value at the end of the system may be updated.

次いで、ステップS19においては、電流容量変化率の加重平均値σavが所定値σs以下となっているか否か、つまりバッテリの劣化度SOHが所定値よりも大きくなっているか否かが判定される。ステップS19で電流容量変化率の加重平均値σavが所定値σs以下となっていると判定されたときには、図1に示す警告灯24が点灯される。一方、ステップS19でNOと判定された場合には、ステップS21において既に警告灯24が点灯されたか否かが判定され、既に警告灯24が点灯されていれば、一時的に電流容量変化率の加重平均値σavが所定値σs以上となっても警告灯24を点灯させる。 Next, in step S19, it is determined whether or not the weighted average value σav of the current capacity change rate is equal to or less than the predetermined value σs, that is, whether or not the battery deterioration degree SOH is greater than the predetermined value. When it is determined in step S19 that the weighted average value σav of the current capacity change rate is equal to or less than the predetermined value σs, the warning lamp 24 shown in FIG. 1 is turned on. On the other hand, if NO is determined in step S19, it is determined in step S21 whether or not the warning lamp 24 has already been turned on. If the warning lamp 24 has already been turned on, the current capacity change rate is temporarily determined . Even if the weighted average value σav is equal to or greater than the predetermined value σs, the warning lamp 24 is turned on.

なお、式(1a)を算出するための初期値として、劣化度を判定した場合における残存容量SOCcの値を使用するように、メモリに更新するようにしても良い。   Note that the memory may be updated so that the value of the remaining capacity SOCc when the degree of deterioration is determined is used as the initial value for calculating the expression (1a).

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、実施の形態はハイブリッド車両の電源として車両に搭載されるバッテリの劣化を求めるために本発明を適用した場合であるが、電気自動車の電源に用いるバッテリの劣化を求めるためにも本発明を適用することができるとともに、二次電池や電気化学キャパシタ等の種々のバッテリの劣化を求めるために本発明を適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the embodiment is a case where the present invention is applied to determine deterioration of a battery mounted on a vehicle as a power source of a hybrid vehicle, but the present invention is also used to determine deterioration of a battery used for a power source of an electric vehicle. In addition to being applicable, the present invention can be applied to determine the deterioration of various batteries such as secondary batteries and electrochemical capacitors.

ハイブリッド自動車の駆動制御システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the drive control system of a hybrid vehicle. バッテリ残存容量の演算方式のアルゴリズムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the algorithm of the calculation system of battery remaining capacity. バッテリの電流容量低下率とバッテリの温度との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the current capacity fall rate of a battery, and the temperature of a battery. 開放電圧の推定値に基づいてバッテリの残存容量を求めるためのバッテリの等価回路モデル図である。It is an equivalent circuit model diagram of a battery for obtaining the remaining capacity of the battery based on the estimated value of the open circuit voltage. ウェイトテーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a weight table. 電流容量変化率とインピーダンス変化量との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between a current capacity change rate and an impedance change amount. バッテリの劣化演算手順のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the deterioration calculation procedure of a battery. バッテリの劣化演算手順のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the deterioration calculation procedure of a battery.

符号の説明Explanation of symbols

25 バッテリ
26 電圧センサ(電圧検出手段)
27 電流センサ(電流検出手段)
28 温度センサ(温度検出手段)
29 電源制御ユニット
25 Battery 26 Voltage sensor (voltage detection means)
27 Current sensor (current detection means)
28 Temperature sensor (temperature detection means)
29 Power supply control unit

Claims (11)

バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段により検出される前記端子電圧、前記電流検出手段により検出される充放電電流、および前記バッテリの等価回路のインピーダンスから推定されるバッテリの開放電圧により開放電圧に基づく残存容量を演算する第1の残存容量演算手段と、
前記電流検出手段により検出される充放電電流を積算して電流積算に基づく残存容量を演算する第2の残存容量演算手段と、
前記第1の残存容量と前記第2の残存容量とを前記バッテリの使用状況に応じて設定されるウェイトを用いて重み付け合成して合成残存容量を演算する合成残存容量演算手段と、
電流積算に基づく残存容量の変化量と、合成残存容量の変化量とにより電流容量変化率を演算する容量変化率演算手段と、
前記電流容量変化率が所定値以下となったときにバッテリの劣化度が設定値よりも大きくなったことを判定する劣化判定手段とを有することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。
Voltage detection means for detecting the terminal voltage of the battery;
Current detection means for detecting a charge / discharge current of the battery;
The remaining capacity based on the open circuit voltage is calculated from the terminal voltage detected by the voltage detection unit, the charge / discharge current detected by the current detection unit, and the open circuit voltage of the battery estimated from the impedance of the equivalent circuit of the battery. First remaining capacity calculating means;
Second remaining capacity calculating means for calculating the remaining capacity based on the current integration by integrating the charge / discharge current detected by the current detecting means;
A combined remaining capacity calculating means for calculating a combined remaining capacity by weighting and combining the first remaining capacity and the second remaining capacity using a weight set according to a use state of the battery;
Capacity change rate calculating means for calculating the current capacity change rate based on the change amount of the remaining capacity based on the current integration and the change amount of the combined remaining capacity;
A battery deterioration calculation device, comprising: a deterioration determination unit that determines that the degree of deterioration of the battery is greater than a set value when the current capacity change rate is equal to or less than a predetermined value.
請求項1記載のバッテリの劣化演算装置において、前記充放電電流が所定の範囲内において所定時間継続したときに前記劣化度を算出することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 2. The battery deterioration calculation device according to claim 1, wherein the deterioration degree is calculated when the charge / discharge current continues for a predetermined time within a predetermined range. 請求項1または2記載のバッテリの劣化演算装置において、前記バッテリの温度が所定の範囲内において所定時間継続したときに前記劣化度を算出することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 3. The battery deterioration calculation device according to claim 1, wherein the deterioration degree is calculated when the temperature of the battery continues for a predetermined time within a predetermined range. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のバッテリの劣化演算装置において、前記電流積算に基づく残存容量の変化量と前記合成残存容量の変化量とから電流容量変化率を求め、当該電流容量変化率が所定値以下となったときに前記劣化度を算出することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 4. The battery deterioration calculation device according to claim 1, wherein a current capacity change rate is obtained from a change amount of a remaining capacity based on the current integration and a change amount of the combined remaining capacity, and the current capacity is determined. A battery deterioration calculation device, characterized in that the deterioration degree is calculated when the rate of change becomes a predetermined value or less . 請求項1〜4のいずれか1項に記載のバッテリの劣化演算装置において、前記電流容量変化率を所定時間毎に複数回演算し、複数の前記電流容量変化率の平均値に基づいて前記劣化度を算出することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 In degradation arithmetic unit battery according to any one of claims 1 to 4, the current rate of change in capacitance is calculated a plurality of times at predetermined time intervals, the deterioration on the basis of the average value of a plurality of said current rate of change of capacity A battery deterioration calculation device characterized by calculating a degree. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のバッテリの劣化演算装置において、前記電流容量変化率を加重平均し、加重平均値に基づいて前記劣化度を算出することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 In degradation arithmetic unit battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the current capacity change rate is a weighted average, the deterioration of the battery and calculates the degradation degree based on the weighted average value Arithmetic unit. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のバッテリの劣化演算装置において、前記劣化度が予め設定されたバッテリ寿命に対応した値を回ったときに警告表示することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 In degradation arithmetic unit battery according to any one of claims 1 to 6, the battery characterized by warning display it when the deterioration degree is exceeded the value corresponding to the preset battery life Deterioration arithmetic unit. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のバッテリの劣化演算装置において、前記電流積算に基づく残存容量と前記合成残存容量とを、前記劣化度を算出した場合にはそれぞれを初期値として更新することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 The battery deterioration calculation device according to any one of claims 1 to 7, wherein when the deterioration degree is calculated , the remaining capacity based on the current integration and the combined remaining capacity are updated as initial values, respectively. A battery deterioration calculation device characterized by: 請求項1〜7のいずれか1項に記載のバッテリの劣化演算装置において、前記バッテリの電流値がほぼゼロの状態が所定時間継続した状態のもとでそれぞれ演算された前記電流積算に基づく残存容量と前記合成残存容量とを初期値として更新することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。   The battery deterioration calculation device according to any one of claims 1 to 7, wherein the remaining current based on the current integration calculated under a state in which a state in which the current value of the battery is substantially zero continues for a predetermined period of time is provided. A battery deterioration calculation device, wherein the battery capacity and the combined remaining capacity are updated as initial values. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のバッテリの劣化演算装置において、前記劣化度を算出するために使用した電流容量変化率を初期値として更新することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。 10. The battery deterioration calculation device according to claim 1, wherein the current capacity change rate used for calculating the degree of deterioration is updated as an initial value. . 請求項10記載のバッテリの劣化演算装置において、電流容量変化率をシステム終了時に初期値として更新することを特徴とするバッテリの劣化演算装置。   11. The battery deterioration calculation device according to claim 10, wherein the current capacity change rate is updated as an initial value when the system ends.
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