JP5393838B2 - Apparatus for estimating cell state of battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、組電池を構成するセルごとにそれらの状態を推定可能な組電池のセルの状態推定装置に関する。 The present invention relates to an assembled battery cell state estimation device capable of estimating the state of each cell constituting an assembled battery.
従来の組電池のセルの状態推定装置としては、特許文献1に記載のものが知られている。この従来の組電池のセルの状態推定装置は、充電率(SOC:State of Charge)を推定するコンポーネントと、健全度(SOH State of Health)を推定するコンポーネントと、を備えている。
SOCを推定するコンポーネントは、SOCが電池の内部状態の予測を行うコンポーネントと、上記内部状態の予測の不確実性の予測するコンポーネントと、内部状態の予測と不確実性の予測を補正するコンポーネントと、カルマン・フィルタあるいは拡張カルマン・フィルタの少なくとも一方で構成されて上記補正を繰り返すアルゴリズムを適用してSOCに対して行う推定とSOC推定に対する不確実性を算出するコンポーネントと、を有している。
As a conventional battery state estimation device for an assembled battery, a device described in Patent Document 1 is known. This conventional battery cell state estimation device includes a component that estimates a state of charge (SOC) and a component that estimates a state of health (SOH).
The components for estimating the SOC include a component for predicting the internal state of the battery by the SOC, a component for predicting the uncertainty of the internal state prediction, and a component for correcting the prediction of the internal state and the prediction of uncertainty. And a component that calculates an uncertainty for the SOC estimation and an estimation performed on the SOC by applying an algorithm that is configured by at least one of the Kalman filter and the extended Kalman filter and repeats the above correction.
しかしながら、上記従来の組電池のセルの状態推定装置には以下に説明するような問題がある。
上記従来の組電池のセルの状態推定装置では、現在の電池の状態を複数のセルから構成された組電池全体の全体電圧(総合電圧)から算出するようにしている。この場合、組電池を構成するセル間に残量のばらつきがあると、組電池の使用可能な正しい残量を求めることができない。
すなわち、複数のセルが直列に接続された組電池の場合、組電池の使用可能量は残量の少ないセルに依存する一方、充電可能量は残量が多いセルに依存する。この結果、充放電時にあって組電池の状態を正確に把握するには、セルごとの残量を知る必要がある。
この場合、上記従来の組電池のセルの状態推定装置で実行している充電率推定方法を用いてセルごとにその充電率を算出しようとすると、電気自動車用組電池のようにセルが多い場合にはその演算処理が大変となる。
However, the above-described conventional assembled battery cell state estimation apparatus has the following problems.
In the conventional assembled battery cell state estimation apparatus, the current battery state is calculated from the overall voltage (total voltage) of the entire assembled battery composed of a plurality of cells. In this case, if there is a variation in the remaining amount between cells constituting the assembled battery, the correct remaining usable amount of the assembled battery cannot be obtained.
That is, in the case of an assembled battery in which a plurality of cells are connected in series, the usable amount of the assembled battery depends on a cell having a small remaining amount, while the chargeable amount depends on a cell having a large remaining amount. As a result, it is necessary to know the remaining amount of each cell in order to accurately grasp the state of the assembled battery at the time of charging / discharging.
In this case, when trying to calculate the charge rate for each cell using the charge rate estimation method executed by the cell state estimation device of the conventional assembled battery, there are many cells like an assembled battery for an electric vehicle The computation process becomes difficult.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、組電池を構成する各セルの充電率を、より簡単に推定することができるようにした組電池のセルの状態推定装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and the object of the present invention is to provide a battery of an assembled battery in which the charging rate of each cell constituting the assembled battery can be estimated more easily. The object is to provide a state estimation device.
この目的のため、請求項1に記載の第1の本発明による組電池のセルの状態推定装置は、
組電池に流れる充放電電流を測定する充放電電流測定手段と、
組電池の全体電圧を測定する全体電圧測定手段と、
組電池の起動時に組電池を構成する各セルの初期開放電圧をそれぞれ測定する各セル初期開放電圧測定手段と、
各セル開放電圧測定手段で測定した各セル開放電圧に基づいて各セル初期開放電圧充電率を、また組電池の起動時に全体電圧測定手段で測定した初期全体開放電圧に基づいて全体初期開放電圧充電率をそれぞれ推定する初期開放電圧充電率推定手段と、
全体電圧測定手段で得た全体電圧および充放電電流測定手段で得た充放電電流に基づきカルマン・フィルタを用いて現在の開放電圧を推定してこの現在の開放電圧に基づいて得た現在の開放電圧充電率と初期開放電圧充電率推定手段で得た全体初期開放電圧充電率とから充電率変化量を推定する充電率変化量推定手段と、
各初期開放電圧充電率推定手段で得た各セル初期開放電圧充電率から、充電率変化量推定手段で得た充電率変化量を加算することで各セルの充電率をそれぞれ算出する各セル充電率算出手段と、
を備えたことを特徴とする。
For this purpose, an apparatus for estimating the state of a cell of an assembled battery according to the first aspect of the present invention according to claim 1 comprises:
Charge / discharge current measuring means for measuring the charge / discharge current flowing in the assembled battery;
A total voltage measuring means for measuring the total voltage of the assembled battery;
Each cell initial open voltage measuring means for measuring the initial open voltage of each cell constituting the assembled battery when starting the assembled battery,
Charging rate of each cell initial open voltage based on each cell open voltage measured by each cell open voltage measuring means, and total initial open voltage charging based on the initial total open voltage measured by the total voltage measuring means at the start of the assembled battery Initial open-circuit voltage charging rate estimating means for estimating the rate,
The current open circuit voltage obtained by estimating the current open circuit voltage using the Kalman filter based on the total voltage obtained by the total voltage measuring means and the charge / discharge current obtained by the charge / discharge current measuring means. A charge rate change amount estimating means for estimating a charge rate change amount from the voltage charge rate and the overall initial open circuit voltage charge rate obtained by the initial open voltage charge rate estimating means;
Each cell charge that calculates the charge rate of each cell by adding the charge rate change amount obtained by the charge rate change amount estimation means from each cell initial open circuit voltage charge rate obtained by each initial open circuit voltage charge rate estimation means Rate calculation means;
It is provided with.
請求項1に記載の第1の本発明の組電池のセルの状態推定装置にあっては、カルマン・フィルタを用いて現在の全体充電率を推定するようにしたので、平均的な健全度が含まれた推測となり、より正確な残量の推測が可能となる。In the assembled battery cell state estimation apparatus according to the first aspect of the present invention, since the current overall charging rate is estimated using the Kalman filter, the average soundness level is As a result, the remaining amount can be estimated more accurately.
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。なお、以下の説明および図中において実質的に同じ構成のものについては同じ符号を付し、その説明を省略する。また、以下の説明および図中おける「Cell-」の記号は「各セルの」を表し、「Total-」は「全体の」を表す。
<参考例1>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings. In the following description and drawings, components having substantially the same configuration are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the following description and drawings, the symbol “Cell-” represents “for each cell”, and “Total-” represents “total”.
<Reference Example 1>
まず、参考例1に係る組電池のセルの状態推定装置の全体構成を図1に基づいて説明する。
なお、図2は、図示しない電源を起動してから走行し車両停車放置した間の充放電電流(図2の上半部)と充電率(図2の下半部)との状態示す。
First, the whole structure of the cell state estimation apparatus of the assembled battery which concerns on the reference example 1 is demonstrated based on FIG.
FIG. 2 shows a state of charge / discharge current (upper half of FIG. 2) and charging rate (lower half of FIG. 2) during running after starting a power source (not shown) and leaving the vehicle stopped.
この参考例1の組電池1のセルの状態推定装置は、複数(n個:nは2以上の整数)のセル1a、1b、・・・、1m、1nを直列接続して構成した組電池1に接続されて、これら各セル1a〜1nの内部状態を推測する。
なお、本参考例では、組電池1は、電気自動車の電源として用いる。
The cell state estimation device of the assembled battery 1 of the reference example 1 is an assembled battery in which a plurality (n: n is an integer of 2 or more)
In this reference example, the assembled battery 1 is used as a power source for an electric vehicle.
この参考例1の組電池1のセルの状態推定装置は、端子電圧測定部2と、充放電電流測定部3と、各セルの充電率算出部6および電流積算充電率変化量算出部12を有するマイクロ・コンピュータ5と、を備えている。
The cell state estimation device of the assembled battery 1 of Reference Example 1 includes a terminal voltage measurement unit 2, a charge / discharge current measurement unit 3, a charge
端子電圧測定部2は、各セル1a〜1nに対応して各セルの端子電圧を測定するn個のセル電圧測定部2a、2b、・・・、2m、2nからなり、これらのセル電圧測定部2a〜2nは測定した各セル1a〜1nの端子電圧を各セルの充電率算出部7へ出力する。
なお、端子電圧測定部2は、本発明の各セル初期開放電圧測定手段に相当する。
The terminal voltage measurement unit 2 includes n cell
The terminal voltage measurement unit 2 corresponds to each cell Le Initial open circuit voltage measuring means of the present invention.
充放電流測定部3は、組電池1に直列接続されて組電池1を流れる充放電電流を測定し、この値を電流積算充電率変化量算出部13へ出力する。
なお、充放電流測定部3は、本発明の充放電電流測定手段に相当する。
The charge / discharge current measuring unit 3 measures the charge / discharge current flowing in the assembled battery 1 connected in series to the assembled battery 1, and outputs this value to the current integrated charging rate
The charge / discharge current measuring unit 3 corresponds to the charge / discharge current measuring means of the present invention.
各セルの充電率算出部7は、初期電圧保存部7と、開放電圧−充電率算出部8と、減算部11と、を有する。
初期電圧保存部7は、図示しないイグニッション・キーにより電源起動が行われると、この電源起動時(図2中、時点A)における各セル1a〜1nの端子電圧を、セル電圧測定部2a〜2nからそれぞれ読み込み、記憶保存する。
なお、電源起動時におけるこれらの端子電圧は、充放電が所定時間以上なされず分極反応が緩和しているので、開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)に等しいとみなせる。したがって、初期電圧保存部7は、電源起動時における各セルの初期開放電圧を記憶保持することとなり、これらの値を開放電圧−充電率算出部8へ出力する。
Each cell charging
When the power is activated by an ignition key (not shown), the initial
Note that these terminal voltages at the time of starting the power supply can be regarded as being equal to the open circuit voltage (OCV) because charging and discharging are not performed for a predetermined time and the polarization reaction is relaxed. Therefore, the initial
開放電圧−充電率算出部8は、あらかじめ実験で得た、開放電圧OCVと充電率SOCとの関係データを記憶しており、本発明の初期開放電圧充電率推定手段に相当する。初期電圧保存部7から入力された各セルの初期開放電圧Cell-OCVから、各セルの初期開放電圧充電率Cell-SOC-intをそれぞれ算出する。これらの値は減算部11へ出力される。
なお、加算部12については、後で説明する。
Open circuit voltage - the charging
The adding
一方、電流積算充電率変化量算出部12は、電流積算部13と、除算部14と、を有する。
電流積算部13は、電流測定部3から入力される充放電電流を電源起動時から現在の観測点(たとえば、図2中、時点B)まで積算していき、この電流積算量(電荷変化量)を除算部14へ出力する。
On the other hand, the current integration charge rate change
The
除算部14は、電流積算部15で算出した電流積算量を、あらかじめ設定した設計容量で除算して電流積算充電率変化量ΔSOCを得、この値を各セルの充電率算出部6の減算部11へ出力する。
The
減算部11は、開放電圧−充電率算出部8から得た各セルの初期充電率Total-SOC-intから除算部14で得た電流積算充電率変化量ΔSOCを減算して、各セル1a〜1nの現在の観測点における充電率Cell-SOCをそれぞれ算出する。
The
この各セル1a〜1nの現在の観測点における充電率Cell-SOCは、各セル1a〜1nの残量を知ることで車両の走行可能距離の推定、充電時における充電可能量の推定等に利用される。
The charging rate Cell-SOC at the current observation point of each
以上の説明から分かるように、参考例1の組電池のセルの状態推定装置にあっては、各セル1a〜1nの初期充電率をそれぞれ求めておく一方、充電率変化量ΔSOCの推定には電流積算法で算出した充放電積算値を用いるので、個々のセルの充電率変化量をそれぞれ算出しなくとも、前者から後者を減算することで、簡単な演算処理で各セル1a〜1nの現在の充電率Cell-SOCを推定することができるようになる。
この結果、走行可能距離の推定や充電可能量の推定の精度を向上させることができる。
<参考例2>
As can be seen from the above description, in the cell state estimation device of the assembled battery of Reference Example 1, the initial charge rate of each of the
As a result, it is possible to improve the accuracy of estimation of the travelable distance and estimation of the chargeable amount.
<Reference Example 2>
次に、参考例2に係る組電池のセルの状態推定装置の全体構成を図3に基づいて説明する。
参考例2の組電池のセルの状態推定装置は、各セルの健全度算出部15が追加される他、電流積算充電率変化量算出部12の構成が参考例1と異なる。
Next, the overall configuration of the assembled battery cell state estimation apparatus according to Reference Example 2 will be described with reference to FIG.
The assembled battery cell state estimation apparatus of Reference Example 2 is different from Reference Example 1 in the configuration of the current integrated charge rate change
すなわち、電流積算充電率変化量算出部12は、参考例1の電流積算部13および除算部14に加えて乗算部16を有し、各セルの健全度算出部15が接続される。
That is, the current integrated charging rate change
各セルの健全度算出部15は、各セル1a〜1nの健全度を、セル電圧測定部2a、2b、・・・、2m、2nからそれぞれ得た初期開放電圧と充放電流部3で得た充放電電流とから算出する。この具体的な構成を図4に示す。
The
すなわち、各セルの健全度算出部15は、図4に示すように、電流積算部13と、除算部14と、初期電圧保存部7と、開放電圧充電率減算部17と、除算部18と、を有する。これらのうち、電流積算部13と除算部14とは、参考例1と同じ構成であるが、他は参考例1と異なる。
That is, as shown in FIG. 4, the
初期電圧保存部7は、電源起動時(図2中の時点A)と、および車両停止放置後、すなわち車両走行で放電した後、電流が流れていない期間が所定時間以上経過した時点(図2中の時点Cで、本参考例では次の電源起動時)でそれぞれ発せられる起動信号に応じて、そのときの各セル1a〜1nの端子電圧を、高充電率時の各セルの開放電圧Cell-OCV-Hi(初期充電率Total-SOC-intに相当)、また低充電率時の各セルの開放電圧Cell-OCV-Loとしてそれぞれ記憶保存する。これらの値は、開放電圧−充電率算出部8へ出力される。
The initial
ただし、これらの時点A、Cは便宜上図2を用いて説明したが、これらの時点は組電池のセルの状態推定装置が各セルの充電率を推定する期間の1サイクル前のものであり、各セルの充電率の推定にあっては、その1サイクル前に演算して得た健全度を補正除算部16で用いることになる。この場合、健全度は急激に変化する値ではないので、問題はない。
However, these time points A and C have been described with reference to FIG. 2 for the sake of convenience, but these time points are one cycle before the period during which the battery state estimation device of the assembled battery estimates the charging rate of each cell, In the estimation of the charging rate of each cell, the soundness obtained by the calculation one cycle before is used in the
開放電圧−充電率算出部8では、入力された高充電率時の各セルの開放電圧Cell-OCV-Hiおよび低充電率時の各セルの開放電圧Cell-OCV-Loに基づいて、高充電率時の各セルの充電率Cell-SOC-Hiおよび低充電率時の各セルの充電率Cell-SOC-Loを算出し、これらを開放電圧充電率減算部17へ出力する。
The open-circuit voltage-charge
開放電圧充電率減算部17では、各セル1a〜1nにつき、高充電率時の充電率Cell-SOC-Hiから低充電率時の充電率Cell-SOC-Loを減算して各セルの開放電圧充電率変化量Cell-ΔSOCVをそれぞれ得る。
これらの値は、除算部18へ出力される。
The open-circuit voltage charging
These values are output to the
一方、電流積算部13と除算部14とでは、参考例1と同様にして、電流積算部13で電流積算量を算出し、除算部14にて電流積算量をあらかじめ設定した設計容量で除算して電流積算充電率変化量ΔSOCiを得、この値を除算部18へ出力する。
On the other hand, the
除算部18は、開放電圧充電率減算部17で得た各セルの開放電圧充電率変化量Cell-ΔSOCVを除算部14で得た電流積算充電率変化量ΔSOCiで除算することで、各セルの健全度をそれぞれ算出する。
これらの値は、乗算部16へ出力される。
The
These values are output to the
乗算部16は、設計容量の各セルの健全度SOHを乗算して各セルの充電容量をそれぞれ算出し、この値を除算部14へ出力する。
The multiplying
なお、上記各セルの健全度の推定を行うにあたっては、時点A〜時点C間の時間が所定時間内である場合のみ測定電圧を記憶保持し、所定時間を超える場合には時点Cでの測定電圧の記憶保持は行わないようにして、電流積算による累積誤差や自己放電による充電率変化の悪影響を少なくするようにしている。
また、時点A〜時点C間での電流積算充電率変化量ΔSOCiが所定値以上の場合に時点Cでの測定電圧の記憶保持を行い、所定値より小さい場合は、時点Cでの測定電圧の記憶保持は行わないようにして、推定精度が低くならないようにしている。
さらに、電源停止時から時点Cまでの期間が、電流が流れておらず、その期間が一定時間以上の場合に時点Cでの測定電圧の記憶保持を行い、一定時間より短い場合は、時点Cでの測定電圧の記憶保持は行わないようにして、推定精度が低くならないようにしている。
以上のような場合には、その前に算出した各セルの健全度を用いる。
In addition, when estimating the soundness level of each cell, the measurement voltage is stored and held only when the time between the time point A and the time point C is within the predetermined time, and when the time exceeds the predetermined time, the measurement at the time point C is performed. Voltage storage is not performed to reduce the adverse effects of accumulated errors due to current integration and changes in charge rate due to self-discharge.
Further, when the current integrated charging rate change amount ΔSOCi between time A and time C is greater than or equal to a predetermined value, the measurement voltage at the time C is stored and held. Memory retention is not performed so that the estimation accuracy is not lowered.
Furthermore, if no current flows during the period from the time when the power is shut off until time C and the period is longer than a certain time, the measured voltage is stored and retained at time C. The measurement voltage is not memorized and held so that the estimation accuracy is not lowered.
In such a case, the soundness level of each cell calculated before that is used.
除算部14は、電流積算部15で得た電流積算量を乗算部16で得た各セルの充電容量で除算してセルごとの充電容量変化量Cell-ΔSOCを算出し、これらの値を参考例1と同様に減算部11へ出力する。
The
減算部11は、各セル1a〜1nについて、開放電圧−充電率算出部8から得た初期充電率Total-SOC-intから除算部14で得た電流積算充電率変化量Cell-ΔSOCを減算して、各セル1a〜1nの現在の観測点における充電率Cell-SOCをそれぞれ算出する。
The subtracting
以上の説明から分かるように、参考例2の組電池のセルの状態推定装置にあっては、電流積算充電率変化量算出部12で各セルの健全度を推定してこれらの値を用いて設計容量を補正するようにしたので、演算処理は参考例1の場合よりも若干増加するもののその処理は少なくて済み、個々のセルの健全度を考慮したことにより、参考例1の場合より各セルの充電率をさらに高精度で推定することができる。
As can be seen from the above description, in the battery state estimation apparatus of the assembled battery of Reference Example 2, the current integrated charging rate change
次に、本発明の実施例1に係る組電池のセルの状態推定装置の全体構成を図5に基づいて説明する。
実施例1の組電池のセルの状態推定装置にあっては、全体電圧測定部4が追加される。また、各セルの充電率算出部6および充電率変化量算出部12の構成が参考例1とそれぞれ一部異なる。
Next, the overall configuration of the assembled battery cell state estimation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
In the assembled battery cell state estimation apparatus of the first embodiment, an overall voltage measuring unit 4 is added. Further, the configurations of the charging
全体電圧測定部4は、組電池1の全体端子電圧を測定する。
なお、全体電圧測定部4は、本発明の全体電圧測定手段に相当する。
The total voltage measuring unit 4 measures the total terminal voltage of the assembled battery 1.
The overall voltage measurement unit 4 corresponds to the entire voltage measuring means of the present invention.
各セルの充電率算出部6の初期電圧保存部7は、実施例1と同様にセル電圧測定部2a〜2nからイグニッション・キー・オン時にそれぞれ読み込んだ端子電圧を各セルの初期開放電圧Cell-OCV-intとして記憶保存する他、同時に全体電圧測定部4から読み込んだ端子電圧を全体初期電圧Total-OCV-intとして記憶保存する。
As in the first embodiment, the initial
各セルの充電率算出部6の開放電圧−充電率算出部8は、実施例1と同様に各セルの初期開放電圧Cell-OCV-intに基づいて各セルの初期充電率Cell-SOC-intを算出するとともに、全体初期電圧Total-OCV-intに基づいて全体初期充電率Total-SOC-intを算出する。各セルの初期充電率Cell-SOC-intは、実施例1、2の減算部11に代えて設けた加算部22へ出力され、全体初期充電率Total-SOC-intは、充電率変化量算出部12の減算部21へ出力される。
The open-circuit voltage-charge
充電率変化量算出部12は、減算部21に加え、モデルベース開放電圧推定部19と、開放電圧−充電率算出部20(開放電圧−充電率算出部8と共用)と、を有する。
In addition to the
モデルベース開放電圧推定部19は、電池の等価モデルを備えており、全体電圧測定部4で測定した全体電圧と充放電電流測定部3で測定した充放電電流とを入力してカルマン・フィルタで電池の状態(内部抵抗など)を推定し、これから現在の観測時における開放電圧Total-OCVを推定する。この値は、開放電圧−充電率算出部20へ出力される。
The model base open-circuit
開放電圧−充電率算出部20では、開放電圧Total-OCVに基づき、現在の観測時における全体充電率Total-SOCを算出する。この値は、減算部21へ出力される。
The open-circuit voltage-charge
減算部21では、開放電圧−充電率算出部20で得た全体充電率Total-SOCから開放電圧−充電率算出部8で得た全体初期充電率Total-SOC-intを減算して全体の充電率変化量Total-ΔSOCを算出し、加算部22へ出力する。減算部21は、本発明の充電率変化量推定手段に相当する。
The subtracting
加算部22は、開放電圧−充電率算出部8で得た各セルの初期充電率Cell-SOC-intに減算部21で得た全体の充電率変化量Total-ΔSOCを加算することで、現在の観測時における各セルの充電率Cell-SOCをそれぞれ得る。
なお、加算部22は、本発明の各セル充電率算出手段に相当する。
The adding
Note that the adding
以上の説明から分かるように、実施例1の組電池のセルの状態推定装置にあっては、充電率変化量算出部12がカルマン・フィルタにて組電池1の全体の充電容量変化量を算出するようにしたので、演算処理は参考例1の場合よりも若干増加するもののその処理は少なくて済み、平均的な健全度を考慮したことにより参考例1の場合より各セルの充電率を高精度で推定することができる。
As can be seen from the above description, in the battery state estimation apparatus of the battery pack of Example 1 , the charge rate change
以上、本発明を上記実施例に基づき説明してきたが、本発明は上記実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。 Although the present invention has been described based on the above you施例, the present invention is not limited to the above embodiment, even if a design change or the like without departing from the scope of the present invention are included in the present invention .
たとえば、本発明の組電池のセルの状態推定装置は、電気自動車の組電池に限られず、電気モータと内燃機関を備えたハイブリッド車、あるいはその他の装置の組電池の状態を推定する装置にも適用することができる。 For example, the battery state estimation apparatus for an assembled battery according to the present invention is not limited to an assembled battery for an electric vehicle, but may be a hybrid vehicle including an electric motor and an internal combustion engine, or an apparatus for estimating the assembled battery state of another apparatus. Can be applied.
1 組電池
1a、1b、1m、1n セル
2 端子電圧測定部(各セル初期開放電圧測定手段)
2a、2b、2m、2n セル電圧測定部
3 充放電電流測定部(充放電電流測定手段)
4 全体端子電圧測定部(全体電圧測定手段)
5 マイクロ・コンピュータ
6 各セルの充電率算出部
7 初期電圧保存部
8 開放電圧−充電率算出部(初期開放電圧充電率推定手段)
11 減算部
12 充電率変化量算出部
13 電流積算部
14 除算部
15 各セルの健全度算出部
16 乗算
17 減算部
18 除算部
19 モデルベース開放電圧推定部
20 開放電圧−充電率算出部
21 減算部(充電率変化量推定手段)
22 加算部(各セル充電率算出手段)
1 battery pack
1a, 1b, 1m, 1n cells
2-terminal voltage measurement unit (Measurement of initial open circuit voltage for each cell )
2a, 2b, 2m, 2n Cell voltage measurement unit
3 Charging / discharging current measuring unit (charging / discharging current measuring means)
4 entire terminal voltage measurement unit (entire voltage measuring means)
5 Micro computer
6 Charge rate calculation unit for each cell
7 Initial voltage storage
8 Open-circuit voltage-charge rate calculation unit (initial open-circuit voltage charge rate estimation means)
11 Subtraction part
12 Charge rate change calculation part
13 Current integrator
14 Division
15 health calculation unit of each cell
16 multiplication
17 Subtraction part
18 Division
19 Model base open-circuit voltage estimation unit
20 Open-circuit voltage vs. charge rate calculator
21 Subtraction unit (charge rate change amount estimation means)
22 Adder (each cell charge rate calculation means)
Claims (1)
前記組電池の全体電圧を測定する全体電圧測定手段と、
前記組電池の起動時に該組電池を構成する各セルの初期開放電圧をそれぞれ測定する各セル初期開放電圧測定手段と、
該各セル開放電圧測定手段で測定した各セル開放電圧に基づいて各セル初期開放電圧充電率を、また前記組電池の起動時に全体電圧測定手段で測定した初期全体開放電圧に基づいて全体初期開放電圧充電率をそれぞれ推定する初期開放電圧充電率推定手段と、
前記全体電圧測定手段で得た全体電圧および前記充放電電流測定手段で得た充放電電流に基づきカルマン・フィルタを用いて現在の開放電圧を推定してこの現在の開放電圧に基づいて得た現在の開放電圧充電率と前記初期開放電圧充電率推定手段で得た全体初期開放電圧充電率とから充電率変化量を推定する充電率変化量推定手段と、
前記初期開放電圧充電率推定手段で得た各セル初期開放電圧充電率から、前記充電率変化量推定手段で得た充電率変化量を加算することで各セルの充電率をそれぞれ算出する各セル充電率算出手段と、
備えたことを特徴とする組電池のセルの状態推定装置。 Charge / discharge current measuring means for measuring the charge / discharge current flowing in the assembled battery ;
A total voltage measuring means for measuring a total voltage of the assembled battery;
Each cell initial open voltage measuring means for measuring the initial open voltage of each cell constituting the assembled battery at the time of starting the assembled battery,
Each cell initial open voltage charging rate based on each cell open voltage measured by each cell open voltage measuring means, and the whole initial open voltage based on the initial total open voltage measured by the total voltage measuring means at the start of the assembled battery Initial open-circuit voltage charge rate estimating means for estimating the voltage charge rate,
A current open-circuit voltage is estimated using a Kalman filter based on the total voltage obtained by the overall voltage measurement means and the charge / discharge current obtained by the charge / discharge current measurement means, and is obtained based on the current open-circuit voltage. Charge rate change amount estimating means for estimating the charge rate change amount from the open circuit voltage charge rate and the overall initial open voltage charge rate obtained by the initial open voltage charge rate estimating means,
Each cell that calculates the charging rate of each cell by adding the charging rate change amount obtained by the charging rate change amount estimating unit from the initial cell open circuit voltage charging rate obtained by the initial open circuit voltage charging rate estimating unit Charging rate calculation means;
An assembled battery cell state estimation apparatus comprising:
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