JP5742998B2 - Charging time estimation device and charging time estimation method - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池の充電所要時間を推定する充電時間推定装置および充電時間推定方法に関し、特に、充電器から定電流充電および定電圧充電を受けて充電される二次電池の充電時間推定装置および充電時間推定方法に関する。 The present invention relates to a charging time estimation device and a charging time estimation method for estimating a required charging time of a secondary battery, and in particular, estimation of a charging time of a secondary battery that is charged by receiving constant current charging and constant voltage charging from a charger. The present invention relates to a device and a charging time estimation method.
従来、電気自動車やプラグインハイブリット自動車などの電動車には、大容量のリチウムイオン電池が駆動用バッテリとして搭載されている。一般的に、リチウムイオン電池は、電池電圧が低い間は電流値を一定にした定電流充電(CC充電)をおこない、電池電圧が所定値まで上昇すると電圧値を一定にした定電圧充電(CV充電)に切り替える定電流−定電圧充電(CCCV充電)がおこなわれている。 Conventionally, large-capacity lithium ion batteries are mounted as driving batteries in electric vehicles such as electric vehicles and plug-in hybrid vehicles. Generally, a lithium ion battery performs constant current charging (CC charging) with a constant current value while the battery voltage is low, and constant voltage charging (CV) with a constant voltage value when the battery voltage rises to a predetermined value. Constant current-constant voltage charging (CCCV charging) is performed.
たとえば、下記特許文献1では、定電流−定電圧充電をおこなう場合において、定電流制御の開始時におけるバッテリの充電率を検出する充電率検出手段と、定電流制御の開始時からの経過時間を計測する経過時間計測手段と、充電率検出手段で検出された該充電率に基づいて該定電流制御のタイムアウト時間を設定するタイムアウト設定手段と、該定電流制御時において、経過時間計測手段で計測された該経過時間がタイムアウト設定手段で設定された該タイムアウト時間を超えたときにバッテリへ供給される該電流を遮断する電流遮断手段とを備えることによって、バッテリ充電時における過充電を防止する技術が開示されている。
For example, in
上述した電動車などのバッテリ(二次電池)を充電する場合、充電完了までに時間がかかるため、充電所要時間の推定をおこない、これを表示することによってユーザビリティの向上を図っている。充電所要時間の推定には、二次電池に供給される電流や電圧の値、電池容量(最大電池容量や残存電池容量)などが用いられる。しかしながら、充電中に供給される電流や電圧は二次電池内の内部抵抗の大きさなどによって変動し、また、最大電池容量の値は電池劣化などによって低下する。このため、従来技術にかかる充電時間の推定方法では、充電時間の推定精度が低くなってしまうという問題点がある。 When a battery (secondary battery) such as the above-described electric vehicle is charged, it takes time until the charging is completed. Therefore, the time required for charging is estimated and displayed, thereby improving usability. For estimation of the time required for charging, the value of current and voltage supplied to the secondary battery, the battery capacity (maximum battery capacity and remaining battery capacity), and the like are used. However, the current and voltage supplied during charging vary depending on the size of the internal resistance in the secondary battery, and the maximum battery capacity value decreases due to battery deterioration. For this reason, the charging time estimation method according to the conventional technique has a problem that the estimation accuracy of the charging time is lowered.
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、二次電池の充電所要時間の推定精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to improve the estimation accuracy of the required charging time of a secondary battery.
上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる充電時間推定装置は、充電器から定電流充電および定電圧充電を受けて充電される二次電池の充電所要時間を推定する充電時間推定装置であって、前記二次電池の残存電池容量情報を取得する電池容量情報取得手段と、前記二次電池に供給される充電電流の電流値情報を取得する電流値情報取得手段と、前記残存電池容量情報を用いて、前記二次電池の定電流充電時間の基本推定値および定電圧充電時間の基本推定値を算出する基本推定値算出手段と、前記電流値情報を用いて、前記定電流充電時間の基本推定値および前記定電圧充電時間の基本推定値に対して補正をおこない、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する充電所要時間算出手段と、を備え、前記充電器が前記定電流充電に代えて定電力充電をおこなう場合、前記充電所要時間算出手段は、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値を用いて定電力充電時間を算出し、前記定電力充電時間および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する、ことを特徴とする。
請求項2の発明にかかる充電時間推定装置は、前記二次電池の電圧値情報を取得する電圧値情報取得手段をさらに備え、前記充電所要時間算出手段は、充電開始時に前記電圧値情報取得手段によって取得した開始電圧値および前記定電力充電から前記定電圧充電への移行電圧値を用いて前記定電力充電時間を算出することを特徴とする。
請求項3の発明にかかる充電時間推定装置は、前記二次電池の最大電池容量の劣化状態情報を取得する劣化状態情報取得手段を備え、前記充電所要時間算出手段は、前記電流値情報および前記劣化状態情報を用いて、前記定電流充電時間の基本推定値および前記定電圧充電時間の基本推定値に対して補正をおこない、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出することを特徴とする。
請求項4の発明にかかる充電時間推定装置は、前記充電所要時間算出手段は、前記定電流充電時間の基本推定値および前記定電圧充電時間の基本推定値に対して、前記充電器から前記二次電池に供給される充電電流の基準値を前記二次電池に実際に供給される充電電流の実電流値で除した係数と、前記二次電池の最大電池容量の現在値を前記二次電池の最大電池容量の初期値で除した係数と、をかけ合わせることにより、前記補正をおこなうことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる充電時間推定方法は、充電器から定電流充電および定電圧充電を受けて充電される二次電池の充電所要時間を推定する充電時間推定方法であって、前記二次電池の残存電池容量情報を用いて、前記二次電池への定電流充電時間の基本推定値および定電圧充電時間の基本推定値を算出する充電時間算出工程と、前記二次電池に供給される充電電流の電流値情報を用いて、前記定電流充電時間の基本推定値および前記定電圧充電時間の基本推定値に対して補正をおこない、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する充電所要時間算出工程と、を含み、前記充電所要時間算出工程では、前記充電器が前記定電流充電に代えて定電力充電をおこなう場合、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値を用いて定電力充電時間を算出し、前記定電力充電時間および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する、ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the charging time estimation device according to the invention of
The charging time estimation device according to the invention of
The charging time estimation device according to a third aspect of the present invention includes deterioration state information acquisition means for acquiring deterioration state information of the maximum battery capacity of the secondary battery, and the required charging time calculation means includes the current value information and the current value information. Using the deterioration state information, the basic estimated value of the constant current charging time and the basic estimated value of the constant voltage charging time are corrected, and the corrected basic estimated value of the constant current charging time and the corrected The sum of basic estimated values of the constant voltage charging time is calculated as the required charging time.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a charging time estimation apparatus, wherein the required charging time calculation means is configured such that the charging unit calculates the basic estimated value of the constant current charging time and the basic estimated value of the constant voltage charging time from the charger. A coefficient obtained by dividing the reference value of the charging current supplied to the secondary battery by the actual current value of the charging current actually supplied to the secondary battery, and the current value of the maximum battery capacity of the secondary battery are the secondary battery. The correction is performed by multiplying by the coefficient divided by the initial value of the maximum battery capacity.
The charging time estimation method according to the invention of
本発明によれば、二次電池に実際に供給される電流量および二次電池の劣化度合いを考慮して精度よく充電所要時間を推定することができる。
本発明によれば、定電力充電がおこなわれる場合には、補正後の定電流充電時間の基本推定値を用いて定電力充電時間を算出し、定電力充電時間および補正後の定電圧充電時間の基本推定値の和を充電所要時間として算出するので、充電器側の状態(電源からの電力供給状況など)を考慮して、より精度よく充電所要時間を推定することができる。
本発明によれば、定電流充電時間を元にして定電力充電時間を推定することができ、電流および電圧が刻々と変化する定電力充電の所要時間を簡便に推定することができる。
本発明によれば、定電流充電時間および定電圧充電時間の基本推定値に対して、充電器から二次電池に供給される充電電流の基準値を二次電池に実際に供給される充電電流の実電流値で除した係数と、二次電池の最大電池容量の現在値を二次電池の最大電池容量の初期値で除した係数と、をかけ合わせることにより補正をおこなうので、二次電池の状態を反映して充電所要時間の算出をおこなうことができる。
According to the present invention, it is possible to accurately estimate the required charging time in consideration of the amount of current actually supplied to the secondary battery and the degree of deterioration of the secondary battery.
According to the present invention, when constant power charging is performed, the constant power charging time is calculated using the basic estimated value of the corrected constant current charging time, and the constant power charging time and the corrected constant voltage charging time are calculated. Therefore, the required charging time can be estimated more accurately in consideration of the state on the charger side (such as the power supply status from the power source).
According to the present invention, it is possible to estimate the constant power charging time based on the constant current charging time, and it is possible to easily estimate the time required for constant power charging in which the current and voltage change every moment.
According to the present invention, with respect to the basic estimated values of the constant current charging time and the constant voltage charging time, the charging current actually supplied to the secondary battery is set to the reference value of the charging current supplied from the charger to the secondary battery. The correction is made by multiplying the coefficient divided by the actual current value of the battery and the coefficient obtained by dividing the current value of the maximum battery capacity of the secondary battery by the initial value of the maximum battery capacity of the secondary battery. The time required for charging can be calculated by reflecting the state.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる充電時間推定装置および充電時間推定方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a charging time estimation device and a charging time estimation method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態)
図1は、実施の形態にかかる充電時間推定装置10の機能的構成を示すブロック図、図2は、充電時間推定装置10の配置例を示す説明図である。本実施の形態では、充電時間推定装置10によって、電動車に搭載された二次電池(バッテリ)の充電をおこなう際の所要時間を推定する場合について説明する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of a charging
図2に示すように、本実施の形態では、充電時間推定装置10は、電動車20の車内に搭載されている。図2Aは家庭用電源を用いた普通充電をおこなう場合の配置例、図2Bは急速充電器を用いた急速充電をおこなう場合の配置例をそれぞれ示している。
普通充電をおこなう場合は(図2A)、家庭用コンセントEから外部電力の供給を受けた充電ガンGを充電口202に挿入して充電をおこなう。充電ガンGから供給された電力は、車載充電器204を介してバッテリ206に蓄電される。充電時間推定装置10は、車載充電器204およびバッテリ206から情報に基づいて充電所要時間の推定をおこない、推定結果をメータ208に表示させる。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, charging
When normal charging is performed (FIG. 2A), charging is performed by inserting a charging gun G that is supplied with external power from a household outlet E into the
急速充電をおこなう場合は(図2B)、高電圧電流を供給する急速充電器Qから電力の供給を受けた充電ガンGを充電口202に挿入して充電をおこなう。充電ガンGから供給された電力は、そのままバッテリ206に蓄電される。充電時間推定装置10は、急速充電器Qおよびバッテリ206から情報に基づいて充電所要時間の推定をおこない、推定結果をメータ208に表示させる。なお、急速充電器Qと充電時間推定装置10との通信は、たとえば充電ガンGに接続されたケーブルを介しておこなえばよい。
When quick charging is performed (FIG. 2B), charging is performed by inserting a charging gun G that is supplied with power from the quick charger Q that supplies high voltage current into the
なお、充電時間推定装置10は、たとえばCPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成されるEV−ECUにおいて、上記CPUが上記制御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。
The charging
また、本実施の形態では、普通充電および急速充電ともに、バッテリ電圧が低い間は電流値を一定にした定電流充電(CC充電)をおこない、バッテリ電圧が所定値まで上昇すると電圧値を一定にした定電圧充電(CV充電)に切り替える定電流−定電圧充電(CCCV充電)をおこなうものとする。ただし、充電器からの出力が足りず、定電流充電をおこなうことができない場合は、定電流充電に代えて、各時刻における電流値(I)と電圧値(V)の積を一定にした定電力充電(CP充電)をおこなうものとする。 In this embodiment, constant current charging (CC charging) is performed while the battery voltage is low, and constant voltage charging (CC charging) is performed while the battery voltage rises to a predetermined value. The constant current-constant voltage charging (CCCV charging) is switched to the constant voltage charging (CV charging). However, if the output from the charger is insufficient and constant current charging cannot be performed, instead of constant current charging, a constant product with a constant current value (I) and voltage value (V) at each time is used. Power charging (CP charging) shall be performed.
図3は、バッテリ206の充電方法について説明するためのグラフである。図3のグラフにおいて、左縦軸はバッテリ206に供給される電流値I、右縦軸はバッテリ206の電圧値およびSOC(State Of Charge)、横軸は時刻Tを示す。また、図3には定電流−定電圧充電時における供給電流値CCCV、定電力−定電圧充電時における供給電流値CPCV、バッテリ電圧V、バッテリ206のSOC情報SOCを示している。なお、図示の便宜上、定電流−定電圧充電時における定電流充電時間TCCと定電力−定電圧充電時における定電力充電時間TCP、定電流−定電圧充電時における定電圧充電時間TCVと定電力−定電圧充電時における定電圧充電時間TCVを、それぞれ同一であるものとして図示している。
FIG. 3 is a graph for explaining a charging method of the
定電流−定電圧充電CCCVの場合、充電開始後、バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達するまでは定電流充電をおこなう。図3に示すように、定電流充電時はバッテリ206に供給される電流値は一定である。バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達すると、定電圧充電に切り替える。定電圧充電時は、バッテリ206に供給される電流値はSOCの上昇に反比例して減少する。そして、バッテリ206に供給される電流値がほぼ0(たとえば、あらかじめ定められた充電終了電流値)になると充電を終了する。すなわち、充電開始後、バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達するまでの時間が定電流充電時間TCC、バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達してからバッテリ206に供給される電流値が充電終了電流値になるまでの時間が定電流充電時間TCVとなる。
Constant current - if the constant voltage charging CCCV, after start of charging until the battery voltage reaches the upper limit voltage V max performs constant current charging. As shown in FIG. 3, during constant current charging, the current value supplied to the
定電力−定電圧充電CPCVの場合も、充電開始後、バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達するまでは定電力充電をおこなう。ただし、図3に示すように、定電力充電時にはバッテリ206に供給される電流値は一定ではない。バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達すると、定電圧充電に切り替えて、バッテリ206に供給される電流値がほぼ0になると充電を終了する。すなわち、充電開始後、バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達するまでの時間が定電流充電時間TCP、バッテリ電圧が上限電圧Vmaxに達してからバッテリ206に入る電流値が充電終了電流値になるまでの時間が定電圧充電時間TCVとなる。
Constant Power - even if the constant voltage charging CPCV, after start of charging until the battery voltage reaches the upper limit voltage V max performs constant power charging. However, as shown in FIG. 3, the current value supplied to the
図1に示すように、充電時間推定装置10は、電池温度情報取得手段102、電池容量情報取得手段104、電流値情報取得手段106、劣化状態情報取得手段108、電流基準値記憶手段109、判定手段110、基本推定値算出手段112、充電所要時間算出手段114によって構成される。
As shown in FIG. 1, the charging
電池温度情報取得手段102は、二次電池(バッテリ206)の電池温度情報tcellを取得する。電池温度情報取得手段102は、たとえばバッテリ206の状態を制御するBMU(Battery Management Unit:図示なし)から電池温度情報tcellを取得する。電池温度情報tcellは、たとえば組電池であるバッテリ206を構成する個々のセルのセル温度の平均値などである。
The battery temperature
電池容量情報取得手段104は、二次電池(バッテリ206)の残存電池容量情報SOCを取得する。残存電池容量情報とは、たとえばSOC(State Of Charge)情報であり、バッテリ206の全電池容量に対する現在使用できる電池容量の割合を示す。残存電池容量情報SOCは、たとえばバッテリ206の電圧と残存電池容量との関係を示すマップから推定することができる。電池容量情報取得手段104は、たとえば上記BUMから残存電池容量情報SOCを取得する。
The battery capacity
電流値情報取得手段106は、二次電池(バッテリ206)に供給される充電電流の電流値情報Iを取得する。電流値情報取得手段106は、たとえば車載充電器204または急速充電器Qから電流値情報Iを取得する。車載充電器204または急速充電器Qから供給される電流量はあらかじめ理想値(後述する基本電流値Iint)(充電電流の基準値)として電流基準値記憶手段109にて記憶されているが、電源の状態によって電流量が変動する場合がある。電流値情報取得手段106は、車載充電器204または急速充電器Qから実際に供給される電流量の情報を電流値情報Iとして取得する。
The current value
劣化状態情報取得手段108は、二次電池(バッテリ206)の最大電池容量の劣化状態情報を取得する。一般的にバッテリ206は、充放電を繰り返すことによって最大電池容量が減少する。劣化状態情報取得手段108は、たとえば現在のバッテリ206の最大電池容量PをBMUから取得して、使用開始直後のバッテリ206の最大電池容量を初期値(後述する初期最大電池容量Pint)と比較することによって、劣化状態情報を取得する。
The deterioration state
判定手段110は、二次電池(バッテリ206)への定電流充電が可能か否かを判断する。判定手段110は、たとえば電流値情報取得手段106が取得した電流値情報Iを参照して、定電流充電が可能な程度の電流量が継続して得られるか否かを判断することによって、定電流充電が可能か否かを判断する。また、判定手段110は、車載充電器204または急速充電器Qから直接電流値情報を取得して上記判断をおこなってもよい。
Determination means 110 determines whether or not constant current charging of the secondary battery (battery 206) is possible. The
基本推定値算出手段112は、電池温度情報tcellおよび残存電池容量情報SOCを用いて、二次電池(バッテリ206)への定電流充電時間TCCおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint(Tint_cc,Tint_cv)を算出する。基本推定値Tint_cc,Tint_cvに対して後述する充電所要時間算出手段114による補正をおこなった値が定電流充電時間TCCおよび定電圧充電時間TCVとなる。
The basic estimated value calculating means 112 uses the battery temperature information t cell and the remaining battery capacity information SOC, and the basic estimated value T of the constant current charging time T CC and the constant voltage charging time T CV to the secondary battery (battery 206). int ( Tint_cc , Tint_cv ) is calculated. Values obtained by correcting the basic estimated values T int_cc and T int_cv by the required charging
ここで、バッテリ206の充電所要時間TCHGは、定電流‐定電圧充電をおこなう場合、図4の式(1)で示すことができる。また、定電力‐定電圧充電をおこなう場合、充電所要時間TCHGは、図4の式(2)で示すことができる。
Here, the required charging time T CHG of the
基本推定値算出手段112は、定電流充電時間TCCの基本推定値Tint_ccおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint_cvを、それぞれ電池温度情報tcellおよび残存電池容量情報SOCを用いて算出する。電池温度情報tcellおよび残存電池容量情報SOCを用いた基本推定値Tint_cc,Tint_cvの算出方法(Tint_cc(tcell,SOC),Tint_cv(tcell,SOC))は、従来公知の様々な方法を適用可能である。 Basic estimated value calculating means 112, the basic estimated value T Int_cv basic estimate T Int_cc and constant-voltage charge time T CV constant current charging time T CC, respectively, using the battery temperature information t cell and the remaining battery capacity information SOC calculate. There are various conventionally known calculation methods (T int_cc (t cell , SOC), T int_cv (t cell , SOC)) of basic estimated values T int_cc and T int_cv using the battery temperature information t cell and the remaining battery capacity information SOC. Various methods can be applied.
充電所要時間算出手段114は、電流値情報Iおよび劣化状態情報を用いて、定電流充電時間TCCの基本推定値Tint_ccおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint_cvに対して補正をおこない、定電流充電時間TCCおよび定電圧充電時間TCVの和を充電所要時間TCHGとして算出する。
Charge required
充電所要時間算出手段114は、定電流充電時間TCCの基本推定値Tint_ccおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint_cvに対して、二次電池(バッテリ206)に供給される充電電流の理想値(基本電流値Iint)を二次電池に実際に供給される充電電流の電流値で除した係数と、二次電池(バッテリ)の最大電池容量の現在値(現在の最大電池容量P)を二次電池の最大電池容量の初期値(初期最大電池容量Pint)で除した係数と、をかけ合わせることにより、補正をおこなう。すなわち、充電所要時間算出手段114は、図4の式(3)および式(4)に示す式によって、定電流充電時間TCCの基本推定値Tint_ccおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint_cvに対して補正をおこない、定電流充電時間TCCおよび定電圧充電時間TCVを算出する。そして、図4の式(1)によって充電所要時間TCHGを算出する。 The charging time calculation means 114 is a charging current supplied to the secondary battery (battery 206) with respect to the basic estimated value T int_cc of the constant current charging time T CC and the basic estimated value T int_cv of the constant voltage charging time T CV. Of the ideal value (basic current value I int ) divided by the current value of the charging current actually supplied to the secondary battery, and the current value of the maximum battery capacity of the secondary battery (battery) (current maximum battery capacity) The correction is performed by multiplying the coefficient obtained by dividing P) by the initial value of the maximum battery capacity of the secondary battery (initial maximum battery capacity P int ). That is, the required charging time calculation means 114 calculates the basic estimated value T int_cc of the constant current charging time T CC and the basic estimated value of the constant voltage charging time T CV according to the equations shown in the equations (3) and (4) of FIG. Correction is performed on T int_cv to calculate a constant current charging time T CC and a constant voltage charging time T CV . Then, the required charging time T CHG is calculated by the equation (1) in FIG.
また、充電所要時間算出手段114は、判定手段110によって二次電池(バッテリ206)への定電流充電が不可能と判断された場合には、定電流充電時間TCCを用いて定電力充電時間TCPを算出する。具体的には、充電開始時(充電所要時間の推定時)におけるバッテリ電圧をV1(開始電圧値)、定電力充電から定電圧充電への移行電圧(図3における上限電圧Vmax)をV2(移行電圧値)とする。なお、開始電圧値V1および移行電圧値V2は、二次電池の電圧値情報を取得する電圧値情報取得手段(図示なし)によって取得する。定電力充電では電流と電圧の積が一定であるため、充電開始時における供給電流をI1、定電力充電から定電圧充電への移行時における供給電流をI2とすると、図4の式(5)が成立する。
Further, when the
また、同一条件下で充電をおこなう場合、定電力充電または定電流充電のいずれをおこなっても、定電圧充電に移行するまでに充電される電力量はほぼ等しくなる。図4の式(6)の左式は、定電圧充電に移行するまでに充電される電力量は、各時刻における電流値を時間積分することで算出できることを示す。上述のように、定電力充電または定電流充電のいずれをおこなっても、定電圧充電CVに移行するまでに充電される電力量はほぼ等しくなることから、図4の式(6)の左式の関係が成立する。 In addition, when charging is performed under the same conditions, the amount of power charged before shifting to constant voltage charging is approximately equal regardless of whether constant power charging or constant current charging is performed. The left equation of equation (6) in FIG. 4 indicates that the amount of power charged before shifting to constant voltage charging can be calculated by time-integrating the current value at each time. As described above, the amount of electric power charged until the shift to the constant voltage charge CV becomes almost equal regardless of whether the constant power charge or the constant current charge is performed. Therefore, the left equation of the equation (6) in FIG. The relationship is established.
図5は、図4の式(6)の右式を模式的に示す説明図である。図5に示すグラフは、縦軸が電流、横軸が時刻を示す。時刻TCCは定電流充電CCをおこなった場合の定電圧充電CVへの移行時刻、すなわち定電流充電時間である。また、時刻TCPは定電力充電CPをおこなった場合の定電圧充電CVへの移行時刻、すなわち定電力充電時間である。定電流充電CCではいずれの時刻においても電流値が一定であり、充電開始から時刻TCCまでに充電される電力量はTCC×I1(長方形の面積)として算出できる。一方、定電力充電CPでは電流値は時刻によって変動する。電流値の変動を直線で近似すると、充電開始から時刻TCPまでに充電される電力量は、充電開始時における供給電流I1および定電力充電CPから定電圧充電CVへの移行時における供給電流I2を上底および下底、時刻TCPを高さとする台形の面積として算出できる。上述のように、同一条件下で充電をおこなう場合、定電力充電CPまたは定電流充電CCのいずれをおこなっても、定電圧充電CVに移行するまでに充電される電力量はほぼ等しくなることから、定電流充電CCの長方形の面積と定電力充電CPの台形の面積は等しくなる。図4の式(6)の右式は以上のような関係を示している。 FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the right expression of the expression (6) in FIG. In the graph shown in FIG. 5, the vertical axis represents current and the horizontal axis represents time. Time T CC is a transition time to constant voltage charge CV when constant current charge CC is performed, that is, constant current charge time. Further, the time T CP is a transition time to the constant voltage charge CV when the constant power charge CP is performed, that is, a constant power charge time. In constant current charging CC, the current value is constant at any time, and the amount of power charged from the start of charging to time T CC can be calculated as T CC × I 1 (rectangular area). On the other hand, in the constant power charging CP, the current value varies with time. When the fluctuation of the current value is approximated by a straight line, the amount of power charged from the start of charging to time T CP is the supply current I 1 at the start of charging and the supply current at the time of transition from the constant power charging CP to the constant voltage charging CV. It can be calculated as a trapezoidal area with I 2 as the upper and lower bases and time T CP as the height. As described above, when charging is performed under the same conditions, the amount of power charged before shifting to constant voltage charging CV is almost equal regardless of whether constant power charging CP or constant current charging CC is performed. The rectangular area of the constant current charge CC and the trapezoid area of the constant power charge CP are equal. The right equation of equation (6) in FIG. 4 shows the above relationship.
図4の式(5)および式(6)から、定電力充電時間TCPは定電流充電時間TCCを用いて、図4の式(7)のように算出することができる。 From the equations (5) and (6) in FIG. 4, the constant power charging time T CP can be calculated as the equation (7) in FIG. 4 using the constant current charging time T CC .
図6は、充電時間推定装置10による充電時間推定処理の手順を示すフローチャートである。図6に示す処理は、たとえば電動車20(図2参照)に充電ガンGが挿入され、バッテリ206の充電が開始された直後におこなわれる。また、充電中も随時図6に示す処理をおこなって推定精度を向上させるようにしてもよい。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the charging time estimation process performed by the charging
図6のフローチャートにおいて、充電時間推定装置10は、まず、電池温度情報取得手段102、電池容量情報取得手段104、電流値情報取得手段106および劣化状態情報取得手段108によって、バッテリ206の電池温度情報tcell、残存電池容量情報SOC、充電電流の電流値情報Iおよび劣化状態情報を取得する(ステップS601)。つぎに、充電時間推定装置10は、基本推定値算出手段112によって、電池温度情報tcellおよび残存電池容量情報SOCを用いて、定電流充電時間TCCの基本推定値Tint_ccおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint_cvを算出する(ステップS602)。
In the flowchart of FIG. 6, the charging
つづいて、充電時間推定装置10は、充電所要時間算出手段114によって、電流値情報Iおよび劣化状態情報を用いて、定電流充電時間TCCの基本推定値Tint_ccおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint_cvに対して補正をおこなって定電流充電時間TCCおよび定電圧充電時間TCVを算出する(ステップS603)。具体的には、図4の式(3)および式(4)に示すように基本推定値に係数をかけ合わせることによって補正をおこなう。
Subsequently, the charging
つぎに、充電時間推定装置10は、判定手段110によってバッテリ206への定電流充電が可能か否かを判断する(ステップS604)。定電流充電CCが可能な場合は(ステップS604:Yes)、充電所要時間算出手段114によって定電流充電時間TCCと定電圧充電時間TCVとの和を充電所要時間TCHGとして算出して(ステップS605)、本フローチャートによる処理を終了する。
Next, the charging
一方、定電流充電CCが不可能な場合(ステップS604:No)、すなわち定電力充電CPをおこなう場合は、充電所要時間算出手段114によって定電力充電時間TCPを算出する(ステップS606)。具体的には、図4の式(5)〜式(7)の演算をおこなうことにより、ステップS603で算出した定電流充電時間TCCを用いて定電力充電時間TCPを算出する。そして、定電力充電時間TCPと定電圧充電時間TCVとの和を充電所要時間TCHGとして算出して(ステップS607)、本フローチャートによる処理を終了する。ステップS605またはS507で算出された充電所要時間TCHGは、メータ208(図2参照)などに表示される。 On the other hand, when the constant current charge CC is impossible (step S604: No), that is, when the constant power charge CP is performed, the constant power charge time T CP is calculated by the required charge time calculation means 114 (step S606). Specifically, the constant power charging time T CP is calculated using the constant current charging time T CC calculated in step S603 by performing the calculations of the equations (5) to (7) in FIG. Then, the sum of the constant power charging time T CP and the constant voltage charging time T CV is calculated as the required charging time T CHG (step S607), and the processing according to this flowchart ends. The required charging time T CHG calculated in step S605 or S507 is displayed on the meter 208 (see FIG. 2) or the like.
以上説明したように、実施の形態にかかる充電時間推定装置10は、電池温度情報tcellおよび残存電池容量情報SOCを用いて算出した定電流充電時間TCCの基本推定値Tint_ccおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値Tint_cvに対して、電流値情報Iおよび劣化状態情報を用いて補正をおこなうので、バッテリ206に実際に供給される電流量およびバッテリ206の劣化度合いを考慮して精度よく充電所要時間を推定することができる。
As described above, the charging
また、充電時間推定装置10は、バッテリ206への定電流充電が不可能と判断された場合には、補正後の定電流充電時間TCCを用いて定電力充電時間TCPを算出し、定電力充電時間TCPおよび定電圧充電時間TCVの和を充電所要時間TCHGとして算出するので、充電器側の状態(電源からの電力供給状況など)を考慮して、より精度よく充電所要時間を推定することができる。
In addition, when it is determined that the constant current charging of the
また、充電時間推定装置10は、定電流充電時間TCCを元にして定電力充電時間TCPを推定することができ、電流および電圧が刻々と変化する定電力充電の所要時間を簡便に推定することができる。また、充電時間推定装置10は、定電流充電時間TCCおよび定電圧充電時間TCVの基本推定値に対して、バッテリ206への充電電流の理想値(基本電流値Iint)をバッテリ206に実際に供給される充電電流の電流値で除した係数と、バッテリ206の現在の最大電池容量を最大電池容量の初期値で除した係数と、をかけ合わせることにより補正をおこなうので、バッテリ206の状態を反映して充電所要時間の算出をおこなうことができる。
Further, the charging
10……充電時間推定装置、20……電動車、102……電池温度情報取得手段、104……電池容量情報取得手段、106……電流値情報取得手段、108……劣化状態情報取得手段、110……判定手段、112……基本推定値算出手段、114……充電所要時間算出手段、202……充電口、204……車載充電器、206……バッテリ、208……メータ、G……充電ガン、Q……急速充電器。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記二次電池の残存電池容量情報を取得する電池容量情報取得手段と、
前記二次電池に供給される充電電流の電流値情報を取得する電流値情報取得手段と、
前記残存電池容量情報を用いて、前記二次電池の定電流充電時間の基本推定値および定電圧充電時間の基本推定値を算出する基本推定値算出手段と、
前記電流値情報を用いて、前記定電流充電時間の基本推定値および前記定電圧充電時間の基本推定値に対して補正をおこない、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する充電所要時間算出手段と、を備え、
前記充電器が前記定電流充電に代えて定電力充電をおこなう場合、
前記充電所要時間算出手段は、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値を用いて定電力充電時間を算出し、前記定電力充電時間および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する、
ことを特徴とする充電時間推定装置。 A charging time estimation device that estimates a charging time of a secondary battery that is charged by receiving constant current charging and constant voltage charging from a charger,
Battery capacity information acquisition means for acquiring remaining battery capacity information of the secondary battery;
Current value information acquisition means for acquiring current value information of a charging current supplied to the secondary battery;
Basic estimated value calculation means for calculating a basic estimated value of a constant current charging time and a basic estimated value of a constant voltage charging time of the secondary battery using the remaining battery capacity information;
Using the current value information, the basic estimated value of the constant current charging time and the basic estimated value of the constant voltage charging time are corrected, and the corrected basic estimated value of the constant current charging time and the correction A required charging time calculating means for calculating a sum of basic estimated values of the later constant voltage charging time as the required charging time , and
When the charger performs constant power charging instead of the constant current charging,
The required charging time calculating means calculates a constant power charging time using a basic estimated value of the constant current charging time after the correction, and a basic estimation of the constant power charging time and the constant voltage charging time after the correction. Calculate the sum of the values as the required charging time,
The charging time estimation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記充電所要時間算出手段は、充電開始時に前記電圧値情報取得手段によって取得した開始電圧値および前記定電力充電から前記定電圧充電への移行電圧値を用いて前記定電力充電時間を算出することを特徴とする請求項1に記載の充電時間推定装置。 Voltage value information acquisition means for acquiring voltage value information of the secondary battery,
The required charging time calculating means calculates the constant power charging time using a start voltage value acquired by the voltage value information acquiring means at the start of charging and a voltage value transferred from the constant power charging to the constant voltage charging. The charging time estimation device according to claim 1 .
前記充電所要時間算出手段は、前記電流値情報および前記劣化状態情報を用いて、前記定電流充電時間の基本推定値および前記定電圧充電時間の基本推定値に対して補正をおこない、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出することを特徴とする請求項1または2に記載の充電時間推定装置。 A deterioration state information acquisition means for acquiring deterioration state information of the maximum battery capacity of the secondary battery;
The required charging time calculating means corrects the basic estimated value of the constant current charging time and the basic estimated value of the constant voltage charging time using the current value information and the deterioration state information, and after the correction 3. The charging time estimation according to claim 1, wherein a sum of the basic estimated value of the constant current charging time and the corrected basic estimated value of the constant voltage charging time is calculated as the required charging time. apparatus.
前記二次電池の残存電池容量情報を用いて、前記二次電池への定電流充電時間の基本推定値および定電圧充電時間の基本推定値を算出する充電時間算出工程と、
前記二次電池に供給される充電電流の電流値情報を用いて、前記定電流充電時間の基本推定値および前記定電圧充電時間の基本推定値に対して補正をおこない、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する充電所要時間算出工程と、を含み、
前記充電所要時間算出工程では、前記充電器が前記定電流充電に代えて定電力充電をおこなう場合、前記補正後の前記定電流充電時間の基本推定値を用いて定電力充電時間を算出し、前記定電力充電時間および前記補正後の前記定電圧充電時間の基本推定値の和を前記充電所要時間として算出する、
ことを特徴とする充電時間推定方法。 A charging time estimation method for estimating a charging time of a secondary battery that is charged by receiving constant current charging and constant voltage charging from a charger,
Using the remaining battery capacity information of the secondary battery, a charging time calculation step of calculating a basic estimated value of constant current charging time and a basic estimated value of constant voltage charging time to the secondary battery;
Using the current value information of the charging current supplied to the secondary battery, the basic estimated value of the constant current charging time and the basic estimated value of the constant voltage charging time are corrected, and the fixed constant after the correction is performed. A required charging time calculating step of calculating a sum of a basic estimated value of a current charging time and a basic estimated value of the constant voltage charging time after the correction as the required charging time ,
In the required charging time calculating step, when the charger performs constant power charging instead of the constant current charging, the constant power charging time is calculated using the basic estimated value of the corrected constant current charging time, Calculating the sum of the basic estimated value of the constant power charging time and the constant voltage charging time after the correction as the required charging time;
The charging time estimation method characterized by the above-mentioned.
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JPH10172616A (en) * | 1996-12-17 | 1998-06-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging device |
JP3428389B2 (en) * | 1997-09-05 | 2003-07-22 | 日産自動車株式会社 | Remaining charge time calculation method, remaining charge time display device and charging device |
JP3634612B2 (en) * | 1998-01-19 | 2005-03-30 | 松下電器産業株式会社 | Secondary battery charge completion time prediction method, secondary battery charge completion time prediction device, battery pack, and electronic device |
JPH11250939A (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-17 | Toshiba Battery Co Ltd | Secondary battery charging control device |
JP2003244862A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-29 | Sumitomonacco Materials Handling Co Ltd | Battery charger for vehicle |
JP4946749B2 (en) * | 2007-09-14 | 2012-06-06 | 三菱自動車工業株式会社 | Vehicle battery control device |
JP5081722B2 (en) * | 2008-05-26 | 2012-11-28 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Charge control device for secondary battery |
TWI397240B (en) * | 2010-05-03 | 2013-05-21 | Ememory Technology Inc | Smart battery device, method of charging a battery pack of a smart battery device and method of approximating average-time-to-full in a smart battery device |
JP5541112B2 (en) * | 2010-11-22 | 2014-07-09 | ミツミ電機株式会社 | Battery monitoring device and battery monitoring method |
JP2012135148A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Toyota Motor Corp | Charging device |
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