JP5845998B2 - Secondary battery charge equivalent amount calculation device - Google Patents

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Description

本発明は、2次電池の充放電電流の検出値および該2次電池の端子電圧の検出値を入力とし、前記2次電池の充電量を表現する物理量である充電相当量を算出する2次電池の充電相当量算出装置に関する。   The present invention uses a detected value of a charge / discharge current of a secondary battery and a detected value of a terminal voltage of the secondary battery as inputs, and calculates a secondary charge amount that is a physical quantity expressing the charged amount of the secondary battery. The present invention relates to a battery charge equivalent amount calculation device.

内燃機関と回転機とを搭載し、2次電池の充電率を略一定値に保つべく、内燃機関の動力を利用して発電制御等を行なうハイブリッド車が周知である。   2. Description of the Related Art A hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a rotating machine and performing power generation control using the power of the internal combustion engine in order to keep the charging rate of the secondary battery at a substantially constant value is well known.

ところで、近年、電池のエネルギ密度が向上してきたことや、環境問題への対応等から、2次電池を電源として回転機にて車両を走行させるに際し、内燃機関を停止させるいわゆるEVモードでの走行を可能とするハイブリッド車も提案されている。こうしたハイブリッド車では、2次電池の充電率が比較的高い領域においてはEVモードにて車両を走行させ、2次電池の充電率が低下することで、内燃機関を稼動させるHVモードでの走行となる。   By the way, in recent years, when the vehicle is driven by a rotating machine using a secondary battery as a power source due to the improvement of the energy density of the battery and the response to environmental problems, the driving in the so-called EV mode that stops the internal combustion engine. Hybrid vehicles that enable this are also proposed. In such a hybrid vehicle, in a region where the charging rate of the secondary battery is relatively high, the vehicle is driven in the EV mode, and the charging rate of the secondary battery is lowered, so that the driving in the HV mode in which the internal combustion engine is operated. Become.

一方、2次電池の充電率は、開放端電圧に応じて略一義的に定まることが知られている。このため、2次電池の充放電電流量がゼロでない場合の端子電圧である閉路端電圧から開放端電圧を推定する様々な手法が提案されている。たとえば下記特許文献1には、デジタルフィルタを用いて、開放端電圧を推定することが提案されている。   On the other hand, it is known that the charging rate of the secondary battery is determined approximately uniquely according to the open-circuit voltage. For this reason, various methods have been proposed for estimating the open circuit voltage from the closed circuit voltage, which is the terminal voltage when the charge / discharge current amount of the secondary battery is not zero. For example, Patent Document 1 below proposes estimating an open-circuit voltage using a digital filter.

特開2004−264126号公報JP 2004-264126 A

上記HVモードでは、通常、2次電池の充電率が略一定値に制御される。このため、2次電池の平均電流量は、比較的短いタイムスケールにおいて、略ゼロに制御されることとなる。これに対し、上記EVモードでは、2次電池の放電電流の平均値がかなり長いタイムスケールにおいてゼロから大きく乖離しうる。そしてこうした状況下、閉路端電圧に基づき開放端電圧を推定すると、その推定精度が低下することが発明者らによって見出された。   In the HV mode, the charging rate of the secondary battery is normally controlled to a substantially constant value. For this reason, the average current amount of the secondary battery is controlled to be substantially zero on a relatively short time scale. On the other hand, in the EV mode, the average value of the discharge current of the secondary battery can deviate greatly from zero on a considerably long time scale. Under these circumstances, the inventors have found that when the open-circuit voltage is estimated based on the closed-circuit voltage, the estimation accuracy decreases.

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、2次電池の充放電電流の検出値および該2次電池の端子電圧の検出値を入力とし、前記2次電池の充電量を表現する物理量である充電相当量を算出する新たな2次電池の充電相当量算出装置について、これを提供することにある。   The present invention has been made in the process of solving the above-mentioned problems, and the object thereof is to input a detection value of a charge / discharge current of a secondary battery and a detection value of a terminal voltage of the secondary battery, and input the secondary battery. This is to provide a new charge equivalent amount calculation device for a secondary battery that calculates a charge equivalent amount, which is a physical quantity expressing the amount of charge.

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.

構成1では、2次電池(C11〜Cnm)の充放電電流の検出値および該2次電池の端子電圧の検出値を入力とし、前記2次電池の充電量を表現する物理量である充電相当量を算出する充電相当量算出手段を備え、前記充電相当量算出手段は、前記2次電池の端子電圧のうち、前記充放電電流の履歴に応じて定まる電圧である履歴相当量を算出する履歴相当量算出手段(S10〜S16,S20〜S26)を備え、前記履歴相当量算出手段は、前記充放電電流の検出値に対する時定数が10s以上となる履歴相当量である長期履歴相当量を算出する長期履歴算出手段と、前記2次電池の充電または放電の継続状態から充電および放電の周期が10s未満の状態への移行に伴い、前記長期履歴相当量を減少させる減少手段(S34)と、を備えることを特徴とする。 In the configuration 1, the detection value of the charging and discharging currents of the secondary battery (C11~Cnm) and inputs the detected value of the terminal voltage of the secondary battery, charge corresponding a physical quantity representing the amount of charge of the secondary battery A charge equivalent amount calculating means for calculating an amount, wherein the charge equivalent amount calculating means calculates a history equivalent amount that is a voltage determined according to a history of the charge / discharge current among terminal voltages of the secondary battery. Equivalent amount calculation means (S10 to S16, S20 to S26) are provided, and the history equivalent amount calculation means calculates a long-term history equivalent amount that is a history equivalent amount with a time constant for the detected value of the charge / discharge current of 10 s or more. A long-term history calculating means, and a reducing means (S34) for decreasing the long-term history equivalent amount in accordance with the transition from the continuous charging or discharging state of the secondary battery to a state where the cycle of charging and discharging is less than 10 s, With It is characterized in.

従来のハイブリッド車等においては、2次電池の平均電流量が比較的短いタイムスケールで略ゼロに制御されるため、2次電池の閉路端電圧から分極の影響を除去するに際しては、比較的短いタイムスケールにおける充放電の履歴を考慮すればよかった。このため、分極の影響を除去する手段の時定数も比較的短いものとすべきとされた。ちなみに、これに反して、分極の影響を除去する手段の時定数が過度に長いと、短いタイムスケールにおける電流の変化に起因した分極の影響を十分に除去することができなくなる。   In a conventional hybrid vehicle or the like, since the average current amount of the secondary battery is controlled to be substantially zero on a relatively short time scale, it is relatively short when removing the influence of polarization from the closed circuit end voltage of the secondary battery. The charge / discharge history on the time scale should be considered. For this reason, it was supposed that the time constant of the means for removing the influence of polarization should be relatively short. On the other hand, if the time constant of the means for removing the influence of polarization is excessively long, the influence of the polarization due to the change in current on a short time scale cannot be sufficiently removed.

これに対し、平均電流量がかなり長いタイムスケールにおいてゼロから乖離しうる場合、上記短いタイムスケールにおいて適合された時定数を用いたのでは、分極の影響を除去することができないことが発明者らによって見出された。上記発明では、この点に鑑み、比較的長い時定数を有した長期履歴相当量を用いる。   On the other hand, when the average amount of current can deviate from zero in a considerably long time scale, the inventors cannot eliminate the influence of polarization by using a time constant adapted in the short time scale. It was found by. In view of this point, the above invention uses a long-term history equivalent amount having a relatively long time constant.

ただし、2次電池の充電または放電の継続状態から充電および放電の周期が長期履歴相当量の時定数未満の状態への移行に伴い、上記長いタイムスケールにおいて平均電流量がゼロから乖離する状態であったことの影響は徐々に解消する。しかし、長期履歴算出手段の構成によっては、長期の履歴が解消していく過程を適切に表現できないことがある。このため、減少手段を設けることとした。   However, in the state where the average current amount deviates from zero in the long time scale as the charging / discharging cycle changes from the continuous state of the secondary battery to the state where the period of charging and discharging is less than the time constant corresponding to the long-term history. The effects of what happened gradually disappear. However, depending on the configuration of the long-term history calculation means, the process of eliminating the long-term history may not be expressed appropriately. For this reason, a reduction means is provided.

なお、本発明にかかる以下の代表的な実施形態に関する概念の拡張については、代表的な実施形態の後の「その他の実施形態」の欄に記載してある。   In addition, about the expansion of the concept regarding the following typical embodiment concerning this invention, it describes in the column of "other embodiment" after typical embodiment.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. 同実施形態にかかる走行モードと充電率との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the driving modes and charge rate concerning the embodiment. 同実施形態にかかる電池セルの開放端電圧と充電率との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the open end voltage of the battery cell concerning the same embodiment, and a charging rate. 同実施形態にかかる電池セルのモデルの回路図。The circuit diagram of the model of the battery cell concerning the embodiment. 同実施形態のモデルに基づく分極電圧の算出手法の一実施例を説明する回路図。The circuit diagram explaining one Example of the calculation method of the polarization voltage based on the model of the embodiment. 同実施形態にかかる充電率とモデルパラメータとの関係を定めたマップを示す図。The figure which shows the map which defined the relationship between the charging rate and model parameter concerning the embodiment. 同実施形態にかかる分極電圧の算出処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the calculation process of the polarization voltage concerning the embodiment. 同実施形態にかかる分極電圧の算出処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the calculation process of the polarization voltage concerning the embodiment. 同実施形態にかかる充電率の算出処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the calculation process of the charging rate concerning the embodiment. 同実施形態の効果を示すタイムチャート。The time chart which shows the effect of the embodiment. 同実施形態との比較例による充電率の算出結果を示すタイムチャート。The time chart which shows the calculation result of the charging rate by the comparative example with the embodiment. 同実施形態との比較例による充電率の算出結果を示すタイムチャート。The time chart which shows the calculation result of the charging rate by the comparative example with the embodiment.

以下、本発明にかかる2次電池の充電相当量算出装置をプラグインハイブリッド車に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment in which a secondary battery charge equivalent amount calculation apparatus according to the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。   FIG. 1 shows a system configuration according to the present embodiment.

図示される高電圧バッテリ10は、電池セルC11〜Cnmの直列接続体としての組電池であり、その開放端電圧がたとえば百V以上となるものである。電池セルCij(i=1〜n,j=1〜m)は、リチウムイオン等の2次電池である。電池セルC11〜Cnmは、個体差を除き、互いに等しい構成である。すなわち、充電率(SOC:満充電量に対する実際の充電量の比率)に対する開放端電圧の関係や、満充電量、内部抵抗値等が互いに等しいものである。   The illustrated high voltage battery 10 is an assembled battery as a series connection body of battery cells C11 to Cnm, and has an open end voltage of, for example, 100 V or more. The battery cell Cij (i = 1 to n, j = 1 to m) is a secondary battery such as lithium ion. The battery cells C11 to Cnm have the same configuration except for individual differences. That is, the relationship of the open-circuit voltage with respect to the charging rate (SOC: ratio of the actual charge amount to the full charge amount), the full charge amount, the internal resistance value, and the like are equal to each other.

高電圧バッテリ10の負極電位は、車体電位とは相違する電位に設定されている。詳しくは、本実施形態では、高電圧バッテリ10の正極電位と負極電位との中央値が車体電位となるように設定されている。これは、高電圧バッテリ10の正極および負極間に一対のコンデンサの直列接続体や一対の抵抗体の直列接続体を接続するとともに、上記コンデンサ同士または抵抗体同士の接続点を車体に接続することで行なうことができる。   The negative electrode potential of the high voltage battery 10 is set to a potential different from the vehicle body potential. Specifically, in the present embodiment, the median value of the positive electrode potential and the negative electrode potential of the high voltage battery 10 is set to be the vehicle body potential. This means that a series connection body of a pair of capacitors and a series connection body of a pair of resistors are connected between the positive electrode and the negative electrode of the high-voltage battery 10, and the connection points of the capacitors or the resistors are connected to the vehicle body. Can be done.

高電圧バッテリ10には、メインリレーMRを介して交流直流変換回路11が接続されており、交流直流変換回路11によって車両の外部の商用電源の交流電力が直流電力に変換された後、高電圧バッテリ10に入力されるようになっている。   An AC / DC converter circuit 11 is connected to the high voltage battery 10 via a main relay MR. After the AC power of the commercial power source outside the vehicle is converted into DC power by the AC / DC converter circuit 11, It is input to the battery 10.

高電圧バッテリ10は、メインリレーMR、インバータ12を介して第2モータジェネレータ14に接続されている。第2モータジェネレータ14は、車載主機であり、その回転子が駆動輪16に機械的に連結されている。   The high voltage battery 10 is connected to the second motor generator 14 via the main relay MR and the inverter 12. The second motor generator 14 is an in-vehicle main machine, and its rotor is mechanically connected to the drive wheels 16.

また、高電圧バッテリ10は、メインリレーMR、インバータ18を介して第1モータジェネレータ20に接続されている。第1モータジェネレータ20の回転子は、内燃機関22のクランク軸24に機械的に連結されている。第1モータジェネレータ20は、クランク軸24の動力を電気エネルギに変換する変換手段(発電機)としての機能と、内燃機関22の停止時において、クランク軸24に初期回転を付与する初期回転付与手段(スタータ)としての機能とを有する。なお、内燃機関22は、燃料の貯蔵手段(燃料タンク23)内の燃料の燃焼に伴うエネルギを動力に変換する手段である。   The high voltage battery 10 is connected to the first motor generator 20 via the main relay MR and the inverter 18. The rotor of the first motor generator 20 is mechanically connected to the crankshaft 24 of the internal combustion engine 22. The first motor generator 20 functions as conversion means (generator) for converting the power of the crankshaft 24 into electric energy, and initial rotation imparting means for imparting initial rotation to the crankshaft 24 when the internal combustion engine 22 is stopped. Function as a (starter). The internal combustion engine 22 is a means for converting energy accompanying combustion of fuel in the fuel storage means (fuel tank 23) into motive power.

上記高電圧バッテリ10を構成する電池セルC11〜Cnmは、互いに隣接するm(>2)個ずつが同一グループとされモジュール化されている。ここで、第iモジュールは、電池セルCi1〜Cimからなる。   The battery cells C11 to Cnm constituting the high-voltage battery 10 are modularized with m (> 2) adjacent to each other in the same group. Here, the i-th module includes battery cells Ci1 to Cim.

上記各モジュールには、それぞれ検出ユニットUi(i=1〜n)が設けられている。検出ユニットU1〜Unは、互いに同一の機能を搭載している。詳しくは、検出ユニットUnについて例示するように、電池セルCi1〜Cimのそれぞれに並列接続された放電用抵抗体30およびスイッチング素子32と、スイッチング素子32を選択的にオン操作する放電制御部34とを備えている。また、電池セルCi1〜Cimの端子電圧のうちの1つを選択的に差動増幅回路38に印加するマルチプレクサ36を備えている。これにより、電池セルCi1〜Cimのそれぞれの端子電圧(セル電圧Vi1〜Vim)は、差動増幅回路38を介してアナログデジタル変換器40に入力され、ここでデジタルデータに変換される。   Each module is provided with a detection unit Ui (i = 1 to n). The detection units U1 to Un have the same functions. Specifically, as illustrated for the detection unit Un, the discharge resistor 30 and the switching element 32 connected in parallel to each of the battery cells Ci1 to Cim, and the discharge control unit 34 that selectively turns on the switching element 32; It has. Further, a multiplexer 36 that selectively applies one of the terminal voltages of the battery cells Ci1 to Cim to the differential amplifier circuit 38 is provided. Thereby, each terminal voltage (cell voltage Vi1-Vim) of battery cell Ci1-Cim is input into the analog-digital converter 40 via the differential amplifier circuit 38, and is converted into digital data here.

一方、高電圧バッテリ10の制御装置(電池ECU52)は、検出ユニットUiを操作することで、高電圧バッテリ10の状態を制御するものである。電池ECU52は、アナログデジタル変換器40の出力するデジタルデータ(セル電圧Vij)を入力し、これに基づき、指令信号Scを検出ユニットUiの放電制御部34に出力する機能を有する。ここで、指令信号Scは、放電用抵抗体30を用いて電池セルCi1〜Cimのうちのいずれを放電させるか(また、放電を停止するか)を指令するものである。なお、電池ECU52およびHVECU50は、いずれも高電圧バッテリ10よりも端子電圧が低くて且つ、車体電位を基準電位とする低電圧バッテリ54を電源とする。   On the other hand, the control device (battery ECU 52) of the high voltage battery 10 controls the state of the high voltage battery 10 by operating the detection unit Ui. The battery ECU 52 has a function of inputting digital data (cell voltage Vij) output from the analog-digital converter 40 and outputting a command signal Sc to the discharge control unit 34 of the detection unit Ui based on this. Here, the command signal Sc is used to command which of the battery cells Ci1 to Cim is to be discharged using the discharging resistor 30 (and whether to stop the discharge). The battery ECU 52 and the HVECU 50 both use a low voltage battery 54 having a terminal voltage lower than that of the high voltage battery 10 and a vehicle body potential as a reference potential.

電池ECU52は、上記セル電圧Vijや電流センサ56によって検出される高電圧バッテリ10の充放電電流I、温度センサ58によって検出される電池セルCijの温度Tijに基づき、高電圧バッテリ10の許容最大出力に関する情報を制御装置(HVECU50)に逐次提供している。   The battery ECU 52 determines the maximum allowable output of the high voltage battery 10 based on the cell voltage Vij, the charge / discharge current I of the high voltage battery 10 detected by the current sensor 56, and the temperature Tij of the battery cell Cij detected by the temperature sensor 58. The information regarding this is sequentially provided to the control device (HVECU 50).

上記情報には、次の4つがある。まず第1に、高電圧バッテリ10の充電電力を10s間保つことのできる最大値である充電電力境界値Win10sがある。第2に、高電圧バッテリ10の充電電力を2s間保つことのできる最大値である充電電力境界値Win2sがある。第3に、高電圧バッテリ10の放電電力を10s間保つことのできる最大値である放電電力境界値Wout10sがある。第4に、高電圧バッテリ10の放電電力を2s間保つことのできる最大値である放電電力境界値Wout2sがある。   There are the following four pieces of information. First, there is a charging power boundary value Win10s that is a maximum value that can maintain the charging power of the high-voltage battery 10 for 10s. Secondly, there is a charging power boundary value Win2s that is a maximum value that can maintain the charging power of the high-voltage battery 10 for 2 s. Thirdly, there is a discharge power boundary value Wout10s that is a maximum value that can maintain the discharge power of the high-voltage battery 10 for 10s. Fourth, there is a discharge power boundary value Wout2s that is a maximum value that can maintain the discharge power of the high-voltage battery 10 for 2 s.

そして、HVECU50では、この情報に基づき、第1モータジェネレータ20や第2モータジェネレータ14の制御量を制御する。詳しくは、HVECU50は、モータジェネレータ14,20および内燃機関22を制御対象とすることで、内燃機関22を駆動するHVモードと、内燃機関22を停止した状態で走行するEVモードとを適宜選択する。   Then, the HVECU 50 controls the control amounts of the first motor generator 20 and the second motor generator 14 based on this information. Specifically, the HVECU 50 appropriately selects the HV mode for driving the internal combustion engine 22 and the EV mode for running with the internal combustion engine 22 stopped by setting the motor generators 14 and 20 and the internal combustion engine 22 as control targets. .

これらHVモードとEVモードとは、図2(a)に示すように、高電圧バッテリ10の充電率(SOC:State of Charge)に応じて切り替えられる。すなわち、充電率が比較的高い領域では、EVモードで走行する。これは、商用電源から充電された電気エネルギと比較して燃料の燃焼エネルギの方がエネルギコストが高いことに鑑みたものである。詳しくは、EV上限充電率Px以下且つEV下限充電率Py以上の領域でEVモードで走行する。これに対し、充電率が低い領域(Pz≦SOC<Py)では、HVモードで走行する。ここで、HVモードの走行においては、高電圧バッテリ10の充電率が下がることで内燃機関22の動力による第2モータジェネレータ14の発電量を増加させる処理がなされるため、図2(b)に示されるように、充電率がEV下限充電率PyとHV下限充電率Pzとの間に制限される。ただし、HVモードでの走行時においても、たとえば下り坂走行時に回生ブレーキ運転を多用する場合等にあっては、エネルギのコスト低減の観点から、高電圧バッテリ10の充電率をEV下限充電率Py以上に上昇させる制御がなされる。   These HV mode and EV mode are switched according to the state of charge (SOC) of the high-voltage battery 10 as shown in FIG. That is, the vehicle travels in the EV mode in a region where the charging rate is relatively high. This is in view of the fact that fuel combustion energy has a higher energy cost than electric energy charged from a commercial power source. Specifically, the vehicle travels in the EV mode in a region where the EV upper limit charging rate Px is equal to or lower than the EV lower limit charging rate Py. On the other hand, in the region where the charging rate is low (Pz ≦ SOC <Py), the vehicle travels in the HV mode. Here, in the traveling in the HV mode, since the charging rate of the high-voltage battery 10 is lowered, a process of increasing the power generation amount of the second motor generator 14 by the power of the internal combustion engine 22 is performed. As shown, the charging rate is limited between EV lower limit charging rate Py and HV lower limit charging rate Pz. However, even when traveling in the HV mode, for example, when regenerative braking operation is frequently used during downhill traveling, the charging rate of the high-voltage battery 10 is set to the EV lower limit charging rate Py from the viewpoint of energy cost reduction. Control to raise the above is performed.

ここで、図2(b)に模式的に示すように、充電率が大きく変動する状況は、たとえばユーザによるアクセル操作量が最大となることで生じる。すなわち、この場合、車両から駆動輪16に出力する動力を最大化するため、高電圧バッテリ10の放電電流も略最大とされ、高電圧バッテリ10の充電率も低下する。ただし、アクセル操作量が最大とされる期間は、通常、「10s」未満である。このため、HVモードにおいては、充電率の変動量が大きくなる場合であっても、充電率が減少した後増加するまでに要する時間は、アクセル操作量が最大とされる期間の2倍程度となり、比較的短時間となる。このように、HVモードでの走行時においては、高電圧バッテリ10の充電率の変動を抑制するように制御されることから、充放電電流の平均値は、比較的短いタイムスケールでゼロに制御されている。   Here, as schematically shown in FIG. 2B, a situation in which the charging rate greatly fluctuates occurs, for example, when the accelerator operation amount by the user is maximized. That is, in this case, since the power output from the vehicle to the drive wheels 16 is maximized, the discharge current of the high voltage battery 10 is substantially maximized, and the charging rate of the high voltage battery 10 is also reduced. However, the period during which the accelerator operation amount is maximum is usually less than “10 s”. For this reason, in the HV mode, even when the amount of change in the charging rate increases, the time required for the charging rate to increase after decreasing is about twice the period during which the accelerator operation amount is maximized. It will be a relatively short time. As described above, when the vehicle is traveling in the HV mode, control is performed so as to suppress fluctuations in the charging rate of the high-voltage battery 10, so that the average value of the charge / discharge current is controlled to zero on a relatively short time scale. Has been.

上記電池ECU52は、さらに、上記各種センサの検出値等に基づき、高電圧バッテリ10の充電率を算出する処理を行う。ここで、電池セルCijの開放端電圧(OCV)と充電率(SOC)との間には、図3の関係があるものの、電池セルCijの閉路端電圧(セル電圧Vij)と開放端電圧との間には、電池セルCijの内部抵抗や、電池セルCijの充放電の履歴に応じた履歴相当量(以下、分極電圧)に応じた差が生じる。このため本実施形態では、これら内部抵抗による電圧降下量や、分極電圧を、図4に示すモデルによって算出する。   The battery ECU 52 further performs a process of calculating the charging rate of the high voltage battery 10 based on the detection values of the various sensors. Here, although there is a relationship of FIG. 3 between the open-circuit voltage (OCV) and the charging rate (SOC) of the battery cell Cij, the closed-circuit voltage (cell voltage Vij) and the open-circuit voltage of the battery cell Cij Is different depending on the internal resistance of the battery cell Cij and the history equivalent amount (hereinafter, polarization voltage) corresponding to the charge / discharge history of the battery cell Cij. For this reason, in the present embodiment, the amount of voltage drop due to these internal resistances and the polarization voltage are calculated using the model shown in FIG.

すなわち、開放端電圧OCVを有する電源と、抵抗値Rsの抵抗体と、抵抗値Rk(k=1,2,3)および静電容量Ckのコンデンサの並列接続体との直列接続体として電池セルCijをモデル化することで、抵抗値Rsを有した抵抗体の電圧降下量と、分極電圧とを算出する。ここで、分極電圧は、抵抗体およびコンデンサの並列接続体が3つ直列接続されたものの電圧降下量として算出する。   That is, a battery cell as a series connection body of a power supply having an open-circuit voltage OCV, a resistance body having a resistance value Rs, and a parallel connection body having a resistance value Rk (k = 1, 2, 3) and a capacitor having a capacitance Ck By modeling Cij, the voltage drop amount of the resistor having the resistance value Rs and the polarization voltage are calculated. Here, the polarization voltage is calculated as a voltage drop amount of three parallel connection bodies of resistors and capacitors connected in series.

ここで、本実施形態では、抵抗体およびコンデンサの並列接続体のそれぞれの時定数R1・C1,R2・C2,R3・C3が互いに相違する。特に、本実施形態では、時定数R3・C3が「10s」以上に設定されるところに特徴がある。これは、EVモード等、比較的長いタイムスケールにおいて高電圧バッテリ10の平均電流がゼロから大きくずれることに起因した分極電圧を表現するためのものである。すなわち、HVモードでは、充電および放電が周期的に繰り返されるため、比較的短いタイムスケールにおいて平均電流が略ゼロとなる。このため、HVモードにおける分極電圧(短期履歴相当量)を算出する上では、時定数の比較的小さいモデルを必要とする。これに対し、EVモードでは、HVモードにおける充放電周期よりも長いタイムスケールにおける平均電流に依存する分極現象が生じる。このため、この分極現象に起因した分極電圧(長期履歴相当量)を算出する上では、時定数の比較的大きいモデルを必要とする。   Here, in the present embodiment, the time constants R1, C1, R2, C2, R3, and C3 of the parallel connection body of the resistor and the capacitor are different from each other. In particular, the present embodiment is characterized in that the time constant R3 · C3 is set to “10 s” or more. This is for expressing the polarization voltage caused by the average current of the high voltage battery 10 greatly deviating from zero in a relatively long time scale such as the EV mode. That is, in the HV mode, charging and discharging are repeated periodically, so that the average current becomes substantially zero on a relatively short time scale. For this reason, in order to calculate the polarization voltage in the HV mode (a short-term history equivalent amount), a model having a relatively small time constant is required. On the other hand, in the EV mode, a polarization phenomenon depending on the average current in a time scale longer than the charge / discharge cycle in the HV mode occurs. For this reason, a model having a relatively large time constant is required to calculate the polarization voltage (a long-term history equivalent amount) resulting from this polarization phenomenon.

このため、HVモードにおける分極現象を、時定数R1・C1,R2・C2を有する部分でモデル化し、EVモードにおける分極現象を時定数R3・C3を有する部分でモデル化する。すなわち、時定数R1・C1,R2・C2を有する上記並列接続体は、本実施形態において、短期履歴算出手段によって利用され、時定数R3・C3を有する上記並列接続体は、本実施形態において、長期履歴算出手段によって利用される。   For this reason, the polarization phenomenon in the HV mode is modeled by the part having the time constants R1, C1, R2, and C2, and the polarization phenomenon in the EV mode is modeled by the part having the time constants R3 and C3. That is, the parallel connection body having the time constants R1, C1, R2, and C2 is used by the short-term history calculating unit in the present embodiment, and the parallel connection body having the time constants R3 and C3 is used in the present embodiment. Used by long-term history calculation means.

以下、図4に示すモデルを用いた分極電圧の算出手法について説明する。   Hereinafter, a method for calculating the polarization voltage using the model shown in FIG. 4 will be described.

本実施形態では、上記モデルにおけるコンデンサの電圧降下量を離散系において算出すべく、バックワードオイラー法を用いる。すなわち、コンデンサの充電電圧Vを1次のオーダーでテイラー展開すると、以下の式(c1)が成立する。   In this embodiment, the backward Euler method is used to calculate the voltage drop amount of the capacitor in the above model in a discrete system. That is, when the capacitor charging voltage V is Taylor-expanded in the first order, the following equation (c1) is established.

V(n)=V(n−1)+Tc・(dV(n)/dt) …(c1)
ここでは、離散時間の周期Tcを用いている。
V (n) = V (n-1) + Tc. (DV (n) / dt) (c1)
Here, a period Tc of discrete time is used.

上記の式(c1)において、コンデンサの静電容量C、充電電荷Q(n)、充放電電流I(n)を用いると、以下の式(c2)が成立する。   In the above formula (c1), the following formula (c2) is established when the capacitance C of the capacitor, the charge Q (n), and the charge / discharge current I (n) are used.

V(n)=V(n−1)+(Tc/C)・(dQ(n)/dt)
V(n)=V(n−1)+(Tc/C)・I(n)
I(n)=(C/Tc)・V(n)−(C/Tc)・V(n−1)
=G*・V(n)−G*・V(n−1) …(c2)
ここでは、「C/Tc」をコンダクタンスG*と定義した。
V (n) = V (n-1) + (Tc / C). (DQ (n) / dt)
V (n) = V (n−1) + (Tc / C) · I (n)
I (n) = (C / Tc) .V (n)-(C / Tc) .V (n-1)
= G * .V (n) -G * .V (n-1) (c2)
Here, “C / Tc” is defined as conductance G *.

上記の式(c2)は、以下の式(c3)と表現できる。   The above formula (c2) can be expressed as the following formula (c3).

I(n)=G*・V(n)+I* …(c3)
上記の式(c3)を用いることで、図4に示したモデルを図5(a)に示すモデルとすることができる。すなわち、図5(b)に示すように、静電容量C1,C2,C3のコンデンサを、コンダクタンスGA,GB,GCを有する経路と、電流IA,IB,ICの流れる経路との並列接続体とすることで、図5(a)に示すモデルを生成することができる。
I (n) = G * · V (n) + I * (c3)
By using the above equation (c3), the model shown in FIG. 4 can be changed to the model shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5B, a capacitor having capacitances C1, C2, and C3 is connected in parallel with a path having conductances GA, GB, and GC, and a path through which currents IA, IB, and IC flow. By doing so, the model shown in FIG. 5A can be generated.

以下、図5(a)に示すモデルにおいて、コンデンサおよび抵抗体の並列接続体における電圧降下量(分極電圧Vp)を算出する式を導出する。   Hereinafter, in the model shown in FIG. 5A, an equation for calculating the voltage drop amount (polarization voltage Vp) in the parallel connection body of the capacitor and the resistor is derived.

まず、以下の式(c4)〜(c6)が成立する。   First, the following expressions (c4) to (c6) are established.

IA=GA・{Vp(n−1)−V2(n−1)} …(c4)
IB=GB・{V2(n−1)−V3(n−1)} …(c5)
IC=GC・{V3(n−1)−V0(n−1)} …(c6)
また、コンダクタンスGA、GB,GCを流れる電流IGA,IGB,IGCについて、以下の式(c7)〜(c9)が成立する。
IA = GA. {Vp (n-1) -V2 (n-1)} (c4)
IB = GB. {V2 (n-1) -V3 (n-1)} (c5)
IC = GC. {V3 (n-1) -V0 (n-1)} (c6)
In addition, the following equations (c7) to (c9) are established for the currents IGA, IGB, and IGC flowing through the conductances GA, GB, and GC.

IGA=GA・{Vp(n)−V2(n)} …(c7)
IGB=GB・{V2(n)−V3(n)} …(c8)
IGC=GC・{V3(n)−V0(n)} …(c9)
さらに、抵抗値R1,R2,R3のそれぞれの抵抗体に流れる電流IR1,IR2,IR3について、以下の式(c10)〜(c12)が成立する。
IGA = GA · {Vp (n) −V2 (n)} (c7)
IGB = GB. {V2 (n) -V3 (n)} (c8)
IGC = GC · {V3 (n) −V0 (n)} (c9)
Furthermore, the following formulas (c10) to (c12) are established for the currents IR1, IR2, and IR3 flowing through the resistors having the resistance values R1, R2, and R3.

IR1=(1/R1)・{Vp(n)−V2(n)} …(c10)
IR2=(1/R2)・{V2(n)−V3(n)} …(c11)
IR3=(1/R3)・{V3(n)−V0(n)} …(c12)
ここで、図5(a)のノードNAにおいて、キルヒホッフの法則から以下の式(c13)が成立する。
IR1 = (1 / R1). {Vp (n) -V2 (n)} (c10)
IR2 = (1 / R2). {V2 (n) -V3 (n)} (c11)
IR3 = (1 / R3). {V3 (n) -V0 (n)} (c12)
Here, in the node NA of FIG. 5A, the following equation (c13) is established from Kirchhoff's law.

I+IA−IGA−IR1=0 …(c13)
上記の式(c13)に、上記の式(c7),(c10)を代入し、整理すると、以下の式(c14)が成立する。
I + IA-IGA-IR1 = 0 (c13)
Substituting the above formulas (c7) and (c10) into the above formula (c13) and rearranging, the following formula (c14) is established.

I+IA=
Vp(n)・{(1/R1)+GA}+V2(n)・{−(1/R1)−GA}
…(c14)
また、図5(a)のノードNBにおいて、キルヒホッフの法則から以下の式(c15)が成立する。
I + IA =
Vp (n). {(1 / R1) + GA} + V2 (n). {-(1 / R1) -GA}
... (c14)
Further, in the node NB of FIG. 5A, the following equation (c15) is established from Kirchhoff's law.

−IA+IGA+IR1+IB−IGB−IR2=0 …(c15)
上記の式(c15)に、上記の式(c7),(c10),(c8),(c11)を代入し、整理すると、以下の式(c16)が成立する。
-IA + IGA + IR1 + IB-IGB-IR2 = 0 (c15)
Substituting the above formulas (c7), (c10), (c8), and (c11) into the above formula (c15) and rearranging, the following formula (c16) is established.

−IA+IB=
Vp(n)・{−(1/R1)−GA}
+V2(n)・{(1/R1)+(1/R2)+GA+GB}
+V3(n)・{−(1/R2)−GB}
…(c16)
さらに、図5(a)のノードNCにおいて、キルヒホッフの法則から以下の式(c17)が成立する。
-IA + IB =
Vp (n) · {− (1 / R1) −GA}
+ V2 (n) · {(1 / R1) + (1 / R2) + GA + GB}
+ V3 (n) · {− (1 / R2) −GB}
... (c16)
Further, in the node NC of FIG. 5A, the following equation (c17) is established from Kirchhoff's law.

−IB+IGB+IR2+IC−IGC−IR3=0 …(c17)
上記の式(c17)に、上記の式(c8),(c11),(c9),(c12)を代入し、整理すると、以下の式(c18)が成立する。
-IB + IGB + IR2 + IC-IGC-IR3 = 0 (c17)
Substituting the above formulas (c8), (c11), (c9), and (c12) into the above formula (c17) and rearranging, the following formula (c18) is established.

−IB+IC=
V2(n)・{−(1/R2)−GB}
+V3(n)・{(1/R2)+(1/R3)+GB+GC}
…(c18)
上記の式(c14),(c16),(c18)より、以下の式(c19)〜(c21)が成立する。
-IB + IC =
V2 (n). {-(1 / R2) -GB}
+ V3 (n) · {(1 / R2) + (1 / R3) + GB + GC}
... (c18)
From the above equations (c14), (c16), and (c18), the following equations (c19) to (c21) are established.

Figure 0005845998
上記コンダクタンスGA,GB,GCは、静電容量C1,C2,C3に依存する。そして、静電容量C1,C2,C3や、抵抗値Rs,R1,R2,R3は、電池セルCijの充電率や温度、充放電電流に応じて変化する。そこで本実施形態では、図6に示すマップを備えて、静電容量C1〜C3や抵抗値Rs,R1〜R3を、充電率や温度、充放電電流に応じて可変設定する。ここで、上記マップは、電池セルに交流の電流を流す際に、その交流電流の実効値や温度、充電率毎に、インピーダンススペクトルを計測し、計測結果に基づき適合されたものである。ちなみに、図示されるように、本実施形態では、時定数C3・R3は、時定数C2・R2の10倍以上となっている。
Figure 0005845998
The conductances GA, GB, and GC depend on the capacitances C1, C2, and C3. And electrostatic capacitance C1, C2, C3 and resistance value Rs, R1, R2, R3 change according to the charging rate of battery cell Cij, temperature, and charging / discharging electric current. Therefore, in the present embodiment, the map shown in FIG. 6 is provided, and the capacitances C1 to C3 and the resistance values Rs and R1 to R3 are variably set according to the charging rate, temperature, and charging / discharging current. Here, when the alternating current is supplied to the battery cell, the map is adapted based on the measurement result by measuring the impedance spectrum for each effective value, temperature, and charging rate of the alternating current. Incidentally, as shown in the figure, in this embodiment, the time constant C3 · R3 is 10 times or more the time constant C2 · R2.

図7に、先の図4、図5に示したモデルに基づく分極電圧Vpの算出処理の手順を示す。この処理は、電池ECU52によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 7 shows the procedure for calculating the polarization voltage Vp based on the models shown in FIGS. This process is repeatedly executed by the battery ECU 52, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS10において、先の図6に示したマップに基づき算出される静電容量C1〜C3と、この一連の処理の周期Tcとを用いて、コンダクタンスGA,GB,GCを算出する。続くステップS12においては、上記の式(c4)〜(c6)に基づき、電流IA(n),IB(n),IC(n)を算出し、それらから上記の式(c22)〜(c24)に基づき、電流値I1(n),I2(n),I3(n)を算出する。   In this series of processes, first, in step S10, conductances GA, GB, GC using the capacitances C1 to C3 calculated based on the map shown in FIG. 6 and the cycle Tc of this series of processes. Is calculated. In subsequent step S12, currents IA (n), IB (n), and IC (n) are calculated based on the above equations (c4) to (c6), and the above equations (c22) to (c24) are calculated therefrom. Based on, current values I1 (n), I2 (n), and I3 (n) are calculated.

続くステップS14では、上記の式(c19)〜(c21)を用いて、分極電圧Vp(n)を算出する。そして、ステップS16において変数nをデクリメントし、この一連の処理を一旦終了する。   In subsequent step S14, the polarization voltage Vp (n) is calculated using the above equations (c19) to (c21). In step S16, the variable n is decremented, and this series of processes is temporarily terminated.

こうした処理によれば、先の図4に示したモデルの分極電圧Vp(n)を算出することができ、これと抵抗値Rsを有した抵抗体の電圧降下量Rs・I(n)との和と開放端電圧とがセル電圧Vijとなるとして、充電率を算出することができる。そして、先の図4に示したモデルが、電池セルCijの充放電電流について比較的長いタイムスケールにおける履歴に応じた分極現象を表現することができるため、EVモードにおいて充電率を高精度に算出することができる。   According to such processing, the polarization voltage Vp (n) of the model shown in FIG. 4 can be calculated, and this and the voltage drop amount Rs · I (n) of the resistor having the resistance value Rs. The charge rate can be calculated assuming that the sum and the open circuit voltage are the cell voltage Vij. And since the model shown in FIG. 4 can express the polarization phenomenon according to the history in the relatively long time scale for the charge / discharge current of the battery cell Cij, the charge rate is calculated with high accuracy in the EV mode. can do.

ただし、先の図4に示したモデルは、EVモードからHVモードに切り替わった後の電池セルCijの状態を表現するうえで問題があることが発明者らによって見出された。そしてこれは、上記モデルによれば、HVモードに切り替わった後、長時間が経過したとしても、静電容量C3のコンデンサの充電電圧は、EVモード時の充電電圧の値に依存することに起因すると推察される。ちなみに、EVモード時の充電電圧への依存性は、HVモードの充電および放電の周期が時定数C3・R3と比較して短いために生じる。一方、実際の電池セルCijについては、HVモードに切り替わった後、しばらくすると、EVモード時の影響は無視できるようになる。これは、静電容量C3のコンデンサの充電電圧を無視したものが、実際の分極電圧等を高精度に表現することを意味する。   However, the inventors have found that the model shown in FIG. 4 has a problem in expressing the state of the battery cell Cij after switching from the EV mode to the HV mode. This is because, according to the above model, the charging voltage of the capacitor having the capacitance C3 depends on the value of the charging voltage in the EV mode even if a long time has elapsed after switching to the HV mode. I guess that. Incidentally, the dependence on the charging voltage in the EV mode occurs because the charging and discharging cycles in the HV mode are shorter than the time constants C3 and R3. On the other hand, for the actual battery cell Cij, after switching to the HV mode, after a while, the influence in the EV mode can be ignored. This means that ignoring the charging voltage of the capacitor having the capacitance C3 expresses the actual polarization voltage or the like with high accuracy.

そこで本実施形態では、HVモードにおいては、上記モデル(3RCモデル)から時定数C3・R3の部分を削除したもの(2RCモデル)を用いる。   Therefore, in the present embodiment, in the HV mode, the model (3RC model) obtained by deleting the time constant C3 / R3 portion (2RC model) is used.

このモデルによる分極電圧Vp(n)は、上記の式(c16)において、電圧V3(n)をV0(n)=0としたものと、上記の式(c14)とを用いて算出される以下の式(c25),(c26)にて算出できる。   The polarization voltage Vp (n) based on this model is calculated using the above equation (c16) using the voltage V3 (n) set to V0 (n) = 0 and the above equation (c14). (C25) and (c26).

Figure 0005845998
図8に、2RCモデルに基づく分極電圧Vpの算出処理の手順を示す。この処理は、電池ECU52によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
Figure 0005845998
FIG. 8 shows a procedure for calculating the polarization voltage Vp based on the 2RC model. This process is repeatedly executed by the battery ECU 52, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS20において、先の図6に示したマップに基づき算出される静電容量C1,C2と、この一連の処理の周期Tcとを用いて、コンダクタンスGA,GBを算出する。続くステップS22においては、上記の式(c4),(c5)に基づき、電流IA(n),IB(n)を算出し、それらから上記の電流値I1(n),I2(n)を算出する。続くステップS24では、上記の式(c25),(c26)を用いて、分極電圧Vp(n)を算出する。そして、ステップS26において変数nをデクリメントし、この一連の処理を一旦終了する。   In this series of processes, first, in step S20, conductances GA and GB are calculated using the capacitances C1 and C2 calculated based on the map shown in FIG. 6 and the period Tc of this series of processes. To do. In the subsequent step S22, currents IA (n) and IB (n) are calculated based on the above equations (c4) and (c5), and the current values I1 (n) and I2 (n) are calculated therefrom. To do. In the subsequent step S24, the polarization voltage Vp (n) is calculated using the above equations (c25) and (c26). In step S26, the variable n is decremented, and this series of processes is temporarily terminated.

図9に、本実施形態にかかる電池セルCijの充電率の算出処理の手順を示す。この処理は、電池ECU52によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。   In FIG. 9, the procedure of the calculation process of the charging rate of the battery cell Cij concerning this embodiment is shown. This process is repeatedly executed by the battery ECU 52, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS30において、セル電圧Vij(n)、充放電電流I(n)、および温度Tij(n)を取得する。続くステップS32においては、電池セルCijの充電率についての前回の算出値(充電率SOCij(n−1))を取得する。続くステップS34では、充電率SOCij(n−1)に基づき、HVモードとEVモードとのいずれかを選択する。そして、ステップS36においては、上記ステップS34の処理における選択結果に基づき、2RCモデルを用いるか、3RCモデルを用いるかを選択する。すなわち、ステップS34においてHVモードが選択された場合、ステップS36において2RCモデルを選択し、ステップS34においてEVモードが選択された場合、ステップS36において3RCモデルを選択する。   In this series of processing, first, in step S30, the cell voltage Vij (n), the charge / discharge current I (n), and the temperature Tij (n) are acquired. In subsequent step S32, the previous calculated value (charge rate SOCij (n-1)) for the charge rate of battery cell Cij is acquired. In a succeeding step S34, either the HV mode or the EV mode is selected based on the charging rate SOCij (n-1). In step S36, whether to use the 2RC model or the 3RC model is selected based on the selection result in the process of step S34. That is, when the HV mode is selected at step S34, the 2RC model is selected at step S36, and when the EV mode is selected at step S34, the 3RC model is selected at step S36.

このステップS36の処理は、本実施形態において、減少手段を構成する。すなわち、前回のステップS34においてEVモードが選択され、ステップS36において3RCモデルが選択されていた状態から、今回のステップS34においてHVモードが選択されると、ステップS36において、2RCモデルへの切り替えがなされる。この切り替え処理は、先の図4に示した静電容量C3のコンデンサの充電電圧がゼロとされることに相当する。すなわち、長期履歴相当量がゼロに減少補正されることに相当する。   The process of step S36 constitutes a reducing unit in the present embodiment. That is, when the EV mode is selected in the previous step S34 and the 3RC model is selected in step S36, when the HV mode is selected in the current step S34, switching to the 2RC model is performed in step S36. The This switching process is equivalent to setting the charging voltage of the capacitor having the capacitance C3 shown in FIG. 4 to zero. That is, this corresponds to the long-term history equivalent amount being corrected to decrease to zero.

続くステップS38においては、今回の充電率SOCij(n)を前回の充電率SOCij(n−1)に仮設定する。この処理は、以下のステップS40〜S46の処理によって算出される充電率SOCij(n)の収束時間を短縮するためのものである。続くステップS40においては、充電率SOCij(n)や温度Tij(n)、充放電電流I(n)を、先の図6に示したマップに入力することで、抵抗値や静電容量をマップ演算する。すなわち、2RCモデルが選択されている場合、抵抗値Rs,R1,R2と静電容量C1,C2とをマップ演算する一方、3RCモデルが選択されている場合、抵抗値Rs,R1,R2,R3と静電容量C1,C2,C3とをマップ演算する。   In subsequent step S38, the current charging rate SOCij (n) is temporarily set to the previous charging rate SOCij (n-1). This process is for shortening the convergence time of the charging rate SOCij (n) calculated by the following steps S40 to S46. In the subsequent step S40, the charging rate SOCij (n), temperature Tij (n), and charging / discharging current I (n) are input to the map shown in FIG. Calculate. That is, when the 2RC model is selected, the resistance values Rs, R1, and R2 and the capacitances C1 and C2 are mapped, while when the 3RC model is selected, the resistance values Rs, R1, R2, and R3. And the capacitances C1, C2, and C3 are calculated.

続くステップS42においては、上記モデルを用いたセル電圧Vijの推定値(推定セル電圧Vije(n))を、以下の式(c27)にて算出する。   In subsequent step S42, an estimated value (estimated cell voltage Vije (n)) of cell voltage Vij using the above model is calculated by the following equation (c27).

Vije(n)=−Rs・I(n)+Vp(n)+OCVij(n) …(c27)
ただし、上記の式(c27)における開放端電圧OCVij(n)は、充電率SOCij(n)と、先の図3に示した関係から算出されるものである。
Vij (n) = − Rs · I (n) + Vp (n) + OCVij (n) (c27)
However, the open circuit voltage OCVij (n) in the above equation (c27) is calculated from the charging rate SOCij (n) and the relationship shown in FIG.

続くステップS44では、推定セル電圧Vije(n)とセル電圧Vij(n)との差の絶対値が規定値ΔVth以下であるか否かを判断する。この処理は、充電率SOCij(n)が現在の充電率を示すものとして適切か否かを評価するためのものである。そして、ステップS44において否定判断される場合、ステップS46に移行し、充電率SOCij(n)を更新してステップS40に戻る。これに対し、ステップS44において肯定判断される場合、そのときの充電率SOCij(n)を電池セルCijの現在の充電率とし、この一連の処理を一旦終了する。   In a succeeding step S44, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the estimated cell voltage Vij (n) and the cell voltage Vij (n) is equal to or less than a specified value ΔVth. This process is for evaluating whether or not the charging rate SOCij (n) is appropriate as indicating the current charging rate. If a negative determination is made in step S44, the process proceeds to step S46, the charge rate SOCij (n) is updated, and the process returns to step S40. On the other hand, when an affirmative determination is made in step S44, the charging rate SOCij (n) at that time is set as the current charging rate of the battery cell Cij, and this series of processes is temporarily ended.

ここで、上記ステップS40〜S46の処理は、電池セルCijが、先の図3に示すように、充電率の変化速度に対する開放端電圧の変化速度が小さくなる領域を有することに鑑み、充電率を高精度に算出することを狙ってなされるものである。すなわち、セル電圧Vijから、「−Rs・I(n)」と分極電圧Vp(n)とを減算して算出される開放端電圧から、先の図3に示した関係に基づき充電率を算出する場合には、その算出精度が低下しやすい。   Here, the processing of steps S40 to S46 is performed in view of the fact that the battery cell Cij has a region where the change rate of the open-circuit voltage becomes small with respect to the change rate of the charge rate, as shown in FIG. It is made with the aim of calculating the value with high accuracy. That is, the charging rate is calculated based on the relationship shown in FIG. 3 from the open-circuit voltage calculated by subtracting “−Rs · I (n)” and the polarization voltage Vp (n) from the cell voltage Vij. In such a case, the calculation accuracy tends to decrease.

図10に、本実施形態の効果を示す。図示されるように、本実施形態によれば、EVモードによる走行時とHVモードによる走行時との双方において、図中、実線にて示す充電率SOCij(n)を、図中破線にて示す真値に近似させることができる。   FIG. 10 shows the effect of this embodiment. As shown in the figure, according to the present embodiment, the charging rate SOCij (n) indicated by a solid line in the figure is shown by a broken line in both the EV mode and the HV mode. It can be approximated to a true value.

これに対し、2RCモデルのみを用いる場合、図11に示すように、EVモードによる走行時において、充電率SOCij(n)が真値よりも低い値となる。一方、3RCモデルのみを用いる場合、図12に示すように、HVモードによる走行時において、充電率SOCij(n)が真値から大きくずれる。ちなみに、図12に示すHVモードによる走行は、充電および放電の周期を10s以下としつつも、1周期における充放電収支が僅かに正となる状態と僅かに負となる状態とを500s程度の周期で繰り返すパターンとしている。ここで、充放電収支のゼロからのずれは、極僅かであり、仮に3RCモデルのうちの静電容量C3のコンデンサの充電電圧が当初ゼロであったなら、HVモードによる走行時においてその充電電圧は無視できる値となるものである。それにもかかわらず図12においてHVモードによる走行時における充電率SOCij(n)の算出精度が低下しているのは、3RCモデルが、EVモードからHVモードに切り替わった後において長期の分極現象が解消することを正しく表現できないことに起因すると考えられる。   On the other hand, when only the 2RC model is used, as shown in FIG. 11, the charging rate SOCij (n) is lower than the true value when traveling in the EV mode. On the other hand, when only the 3RC model is used, as shown in FIG. 12, the charge rate SOCij (n) greatly deviates from the true value when traveling in the HV mode. Incidentally, the traveling in the HV mode shown in FIG. 12 has a period of about 500 s when the charge / discharge balance in one period is slightly positive and slightly negative while the period of charging and discharging is 10 s or less. The pattern repeats with. Here, the deviation of the charge / discharge balance from zero is very small. If the charge voltage of the capacitor C3 in the 3RC model was initially zero, the charge voltage during running in the HV mode is assumed. Is a negligible value. Nevertheless, in FIG. 12, the calculation accuracy of the charging rate SOCij (n) when traveling in the HV mode is reduced because the long-term polarization phenomenon is resolved after the 3RC model is switched from the EV mode to the HV mode. This is thought to be due to the fact that it cannot be expressed correctly.

ちなみに、上記充電電力境界値Win10s,Win2sや、放電電力境界値Wout10s,Wout2sは、HVモードによる走行時であるかEVモードによる走行時であるかに応じて、2RCモデルまたは3RCモデルを用いて算出すればよい。すなわちたとえば、充電率SOCij(n)から算出される開放端電圧OCVij(n)と、電圧降下量Rs・I(n)と、分極電圧Vp(n)とから算出される閉路端電圧が上限電圧となる最大電力値に基づき、充電電力境界値Win10s,Win2sを算出すればよい。またたとえば、上記閉路端電圧が下限電圧となる最大電力値に基づき、放電電力境界値Wout10s,Wout2sを算出すればよい。
<その他の実施形態>
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Incidentally, the charge power boundary values Win10s and Win2s and the discharge power boundary values Wout10s and Wout2s are calculated using the 2RC model or the 3RC model depending on whether the vehicle is traveling in the HV mode or the EV mode. do it. That is, for example, the open circuit voltage OCVij (n) calculated from the charging rate SOCij (n), the voltage drop amount Rs · I (n), and the closed circuit voltage calculated from the polarization voltage Vp (n) is the upper limit voltage. The charging power boundary values Win10s and Win2s may be calculated based on the maximum power value. Further, for example, the discharge power boundary values Wout10s and Wout2s may be calculated based on the maximum power value at which the closed circuit end voltage becomes the lower limit voltage.
<Other embodiments>
The above embodiment may be modified as follows.

「電池セルについて」
電池セルとしては、オリビン鉄系リチウムイオン2次電池に限らない。さらに、リチウムイオン2次電池にも限らない。たとえば、ニッケル水素2次電池等であってもよい。
About battery cells
The battery cell is not limited to an olivine iron-based lithium ion secondary battery. Furthermore, it is not limited to a lithium ion secondary battery. For example, a nickel hydride secondary battery may be used.

「充電相当量算出手段について」
たとえば充電率の算出対象となる2次電池が、充電率の変化に対する開放端電圧の変化速度が常時、ある一定以上の大きさを有する場合等にあっては、端子電圧(閉路端電圧)から分極電圧Vp(n)を減算し、抵抗値Rsの内部抵抗による電圧降下量Rs・I(n)を加算することで開放端電圧を算出するものであってもよい。この場合、開放端電圧から充電率を高精度に算出することができる。
“Charging equivalent amount calculation method”
For example, in the case where the secondary battery for which the charge rate is to be calculated has a change rate of the open end voltage with respect to the change in the charge rate always having a certain magnitude or more, the terminal voltage (closed end voltage) is used. The open circuit voltage may be calculated by subtracting the polarization voltage Vp (n) and adding the voltage drop amount Rs · I (n) due to the internal resistance of the resistance value Rs. In this case, the charging rate can be calculated with high accuracy from the open-circuit voltage.

「短期履歴算出手段について」
抵抗値R1の抵抗体および静電容量C1のコンデンサの並列接続体と、抵抗値R2の抵抗体および静電容量C2のコンデンサの並列接続体との直列接続体のモデルを用いるものに限らない。たとえば、単一の抵抗体および単一のコンデンサの並列接続体のモデルを用いるものであってもよい。
"About short-term history calculation means"
It is not limited to using a model of a series connection body of a parallel connection body of a resistance body having a resistance value R1 and a capacitor having a capacitance C1, and a parallel connection body of a resistance body having a resistance value R2 and a capacitor having a capacitance C2. For example, a model of a parallel connection of a single resistor and a single capacitor may be used.

また、抵抗体およびコンデンサの並列接続体を1つまたは複数備えるモデルを用いるものにも限らない。たとえば、電気化学反応式に基づくモデルを用いるものであってもよい。   Further, the present invention is not limited to a model using one or a plurality of parallel connection bodies of resistors and capacitors. For example, a model based on an electrochemical reaction equation may be used.

「長期履歴算出手段について」
抵抗体およびコンデンサの並列接続体のモデルを用いるものに限らない。たとえば、時定数が10s以上のRC回路によって実現できて且つ充放電電流I(n)を入力とするローパスフィルタと、ローパスフィルタの出力値に基づき、長期履歴相当量を算出するマップとを備えるものであってもよい。もっともこれに限らず、要は、2次電池の充電状態や放電状態が継続された後に、充電および放電の周期が長期履歴相当量の時定数未満となることで、それ以前の長期履歴相当量の値が時間とともにゼロに収束していかないものであるなら、減少手段を備えることは有効である。
"Long-term history calculation method"
The present invention is not limited to using a model of a parallel connection body of a resistor and a capacitor. For example, a low-pass filter that can be realized by an RC circuit having a time constant of 10 s or more and that has charge / discharge current I (n) as an input, and a map that calculates a long-term history equivalent amount based on the output value of the low-pass filter It may be. However, not limited to this, the main point is that after the secondary battery is charged and discharged, the charge and discharge cycle is less than the long-term history equivalent time constant, and the previous long-term history equivalent amount. If the value of does not converge to zero over time, it is useful to provide a decrementing means.

なお、長期履歴算出手段としては、他にも「減少手段について」に記載したものであってもよい。   In addition, as long-term history calculation means, those described in “About the reduction means” may be used.

「減少手段について」
上記実施形態では、HVモードであるかEVモードであるかに応じて3RCモデルとするか2RCモデルとするかを切り替える処理を行なう手段としたが、これに限らない。たとえば、EVモードで走行中にHVモードに切り替わった場合や、EVモードでの走行終了後、分極が解消するのに要する時間よりも短い時間内にHVモードでの走行を行なう場合に、2RCモデルに切り替えるものであってもよい。すなわち、高電圧バッテリ10の充放電電流I(n)が長時間略ゼロとなっていた後にHVモードでの走行を開始する場合等にあっては、3RCモードを選択するようにしてもよい。
"About reduction means"
In the above embodiment, the means for performing the process of switching between the 3RC model and the 2RC model depending on whether the mode is the HV mode or the EV mode is used. However, the present invention is not limited to this. For example, the 2RC model is used when the vehicle is switched to the HV mode while traveling in the EV mode, or when the vehicle is traveling in the HV mode within a time shorter than the time required for eliminating the polarization after the completion of traveling in the EV mode. You may switch to. That is, the 3RC mode may be selected when starting the running in the HV mode after the charge / discharge current I (n) of the high voltage battery 10 has been substantially zero for a long time.

またたとえば、外部の商用電源による高電圧バッテリ10の充電の途中で走行を開始する場合において、HVモードが選択される場合には、2RCモデルを用いる手段とすればよい。   In addition, for example, when traveling is started in the middle of charging of the high-voltage battery 10 by an external commercial power source, when the HV mode is selected, the 2RC model may be used.

さらに、3RCモデルと2RCモデルとの切り替えを2値的に行なうものにもかぎらない。たとえば、EVモードからHVモードに切り替わる場合、3RCモデルによって算出された充電率と2RCモデルによって算出された充電率との加重平均処理によって、充電率を算出し、この際、3RCモデルによって算出された充電率の重み係数を漸減させるようにしてもよい。この場合、最終的な充電率の算出値が3RCモデル単独で得られると仮定することで静電容量C3を有したコンデンサの充電電圧(長期履歴相当量)を逆算するなら、それは漸減するものとなる。   Furthermore, it is not limited to the one that binaryly switches between the 3RC model and the 2RC model. For example, when switching from the EV mode to the HV mode, the charging rate is calculated by a weighted average process of the charging rate calculated by the 3RC model and the charging rate calculated by the 2RC model. At this time, the charging rate is calculated by the 3RC model. The charging rate weighting factor may be gradually decreased. In this case, assuming that the calculated value of the final charging rate is obtained by the 3RC model alone, if the charge voltage (equivalent to long-term history) of the capacitor having the capacitance C3 is calculated backward, it will gradually decrease. Become.

加えて、充電および放電の周期が10s未満となるか否かを判断する判断手段を備えるものに限らない。たとえば、長期履歴算出手段を、平均電流値と分極電圧との関係を定めるマップを備えて構成し、マップの入力となる平均電流値を、時定数が10s以上のローパスフィルタの機能を有する移動平均処理手段の出力値とするものであってもよい。この場合、EVモードからHVモードに切り替わることで、平均電流値が徐々にゼロに収束し、これに伴って上記マップの出力としての分極電圧(長期履歴相当量)がゼロとなる。   In addition, the present invention is not limited to the one provided with a judging means for judging whether or not the charging and discharging cycle is less than 10 s. For example, the long-term history calculating means comprises a map that defines the relationship between the average current value and the polarization voltage, and the average current value that is the input of the map is a moving average having the function of a low-pass filter with a time constant of 10 s or more. The output value of the processing means may be used. In this case, by switching from the EV mode to the HV mode, the average current value gradually converges to zero, and accordingly, the polarization voltage (long-term history equivalent amount) as the output of the map becomes zero.

「履歴相当量算出手段について」
たとえば、充電相当量算出手段が、電流の検出値(充放電電流I(n))およびセル電圧Vij(n)の複数組から回帰直線によって算出された開放端電圧を、長期履歴算出手段によって算出される長期履歴相当量によって補正するものである場合等には、短期履歴算出手段を備えなくてもよい。すなわち、上記回帰直線によって算出される開放端電圧は、短期の充放電の履歴に起因した分極電圧の影響が除去されたものとなっている。
"History equivalent amount calculation means"
For example, the charge equivalent amount calculation means calculates the open-circuit voltage calculated by the regression line from a plurality of sets of the detected current value (charge / discharge current I (n)) and the cell voltage Vij (n) by the long-term history calculation means. In the case where the correction is made according to the long-term history equivalent amount, the short-term history calculation means may not be provided. That is, the open-circuit voltage calculated by the regression line is obtained by removing the influence of the polarization voltage due to the short-term charge / discharge history.

上記実施形態では、抵抗値Rs,R1,R2,R3や静電容量C1,C2,C3を、充電率、温度および充放電電流に基づきマップ演算したが、これに限らない。たとえば、充電率と温度との2つのみをマップの入力パラメータとしてもよい。また、充電率がマップの入力パラメータとされることを前提とした図9のステップS40〜S46の処理以外の手法によって充電率を算出する場合等にあっては、マップの入力パラメータにとって充電率は必須ではない。また、マップを用いるものに限らず、充電率等を独立変数とし、抵抗値Rs,R1,R2,R3,静電容量C1,C2,C3のそれぞれを従属変数とする関数を用いて、従属変数を都度算出してもよい。   In the said embodiment, although resistance value Rs, R1, R2, R3 and electrostatic capacitance C1, C2, C3 were map-calculated based on the charging rate, temperature, and charging / discharging electric current, it is not restricted to this. For example, only two of the charging rate and the temperature may be used as the map input parameters. In addition, when the charging rate is calculated by a method other than the processing of steps S40 to S46 in FIG. 9 on the assumption that the charging rate is an input parameter of the map, the charging rate is determined for the input parameter of the map. Not required. In addition, the dependent variable is not limited to the one using the map, but a function using the charging rate or the like as an independent variable and the resistance values Rs, R1, R2, and R3, and the capacitances C1, C2, and C3 as dependent variables. May be calculated each time.

「車両について」
ハイブリッド車としては、シリーズハイブリッド車に限らず、たとえばパラレルシリーズハイブリッド車であってもよい。
"About the vehicle"
The hybrid vehicle is not limited to a series hybrid vehicle, and may be a parallel series hybrid vehicle, for example.

また、ハイブリッド車に限らず、たとえば車載主機としての回転機のためのエネルギ貯蔵手段として2次電池のみを搭載する電気自動車等であってもよい。この場合であっても、起伏の激しい路面を走行するに際して、充電および放電の周期が長期履歴相当量の時定数未満となるなら、この際、2RCモデルへの切り替えによって、充電率の算出精度を向上させることができる。   Moreover, it is not limited to a hybrid vehicle, but may be, for example, an electric vehicle on which only a secondary battery is mounted as energy storage means for a rotating machine as an in-vehicle main machine. Even in this case, if the cycle of charging and discharging is less than the time constant corresponding to the long-term history when traveling on a rough road surface, the calculation accuracy of the charging rate can be increased by switching to the 2RC model. Can be improved.

「高電圧バッテリ10の許容最大出力に関する情報について」
上記実施形態で例示したものに限らない。たとえば、所定電力を継続的に出力可能な時間であってもよい。
“Information on maximum allowable output of high-voltage battery 10”
It is not restricted to what was illustrated by the said embodiment. For example, it may be a time during which predetermined power can be continuously output.

10…高電圧バッテリ、52…電池ECU(2次電池の充電相当量算出装置の一実施形態)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... High voltage battery, 52 ... Battery ECU (One Embodiment of the charge equivalent amount calculation apparatus of a secondary battery).

Claims (8)

2次電池(C11〜Cnm)の充放電電流の検出値および該2次電池の端子電圧の検出値を入力とし、前記2次電池の充電量を表現する物理量である充電相当量を算出する充電相当量算出手段を備え、
前記充電相当量算出手段は、前記2次電池の端子電圧のうち、前記充放電電流の履歴に応じて定まる電圧である履歴相当量を算出する履歴相当量算出手段(S10〜S16,S20〜S26)を備え、
前記履歴相当量算出手段は、
定数が10s以上となる履歴相当量である長期履歴相当量を算出する長期履歴算出手段と、
前記2次電池の充電および放電の周期が前記長期履歴相当量の時定数未満となるか否かを判断し、前記長期履歴相当量の時定数未満となると判断した場合に、前記長期履歴相当量をゼロとする減少手段(S34,S36)と、
を備え
前記長期履歴算出手段は、抵抗体(R3)およびコンデンサ(C3)の並列接続体の電圧降下量を前記長期履歴相当量としてモデル化し、
前記減少手段は、前記並列接続体の電圧降下量をゼロとすることにより、前記長期履歴相当量をゼロとすることを特徴とする2次電池の充電相当量算出装置。
Charging for calculating a charge equivalent amount, which is a physical quantity representing the amount of charge of the secondary battery, using the detected value of the charge / discharge current of the secondary battery (C11 to Cnm) and the detected value of the terminal voltage of the secondary battery as inputs. A substantial amount calculating means,
The charge equivalent amount calculation means calculates a history equivalent amount calculation means (S10 to S16, S20 to S26) that calculates a history equivalent amount that is a voltage determined according to the charge / discharge current history among the terminal voltages of the secondary battery. )
The history equivalent amount calculation means includes:
Long-term history calculation means for calculating a long-term history equivalent amount that is a history equivalent amount with a time constant of 10 s or more;
When it is determined whether the charging and discharging cycle of the secondary battery is less than the time constant of the long-term history equivalent amount, and when it is determined that it is less than the time constant of the long-term history equivalent amount, the long-term history equivalent amount and reducing means you to zero (S34, S36),
Equipped with a,
The long-term history calculation means models a voltage drop amount of a parallel connection body of a resistor (R3) and a capacitor (C3) as the long-term history equivalent amount,
It said reducing means, by a zero voltage drop of the parallel connection body, the charge equivalent amount calculation apparatus of the secondary battery to the long history corresponding amount, wherein zero and to Rukoto.
2次電池(C11〜Cnm)の充放電電流の検出値および該2次電池の端子電圧の検出値を入力とし、前記2次電池の充電量を表現する物理量である充電相当量を算出する充電相当量算出手段を備え、
前記充電相当量算出手段は、前記2次電池の端子電圧のうち、前記充放電電流の履歴に応じて定まる電圧である履歴相当量を算出する履歴相当量算出手段(S10〜S16,S20〜S26)を備え、
前記履歴相当量算出手段は、
定数が10s以上となる履歴相当量である長期履歴相当量を算出する長期履歴算出手段と、
時定数が10s未満となる履歴相当量である短期履歴相当量を算出する短期履歴算出手段と、を備え
前記長期履歴算出手段は、第1抵抗体(R3)および第1コンデンサ(C3)の第1並列接続体の電圧降下量を前記長期履歴相当量としてモデル化し、
前記短期履歴算出手段は、第2抵抗体(R1,R2)および第2コンデンサ(C1,C2)の第2並列接続体の電圧降下量を前記短期履歴相当量としてモデル化し、
前記2次電池の充電および放電の周期が前記長期履歴相当量の時定数未満となるか否かを判断し、前記長期履歴相当量の時定数未満となると判断した場合に、前記第1並列接続体と前記第2並列接続体との直列接続体により前記電圧降下量を算出する状態から、前記第1並列接続体を用いず前記第2並列接続体により前記電圧降下量を算出する状態へと切り替えることを特徴とする2次電池の充電相当量算出装置。
Charging for calculating a charge equivalent amount, which is a physical quantity representing the amount of charge of the secondary battery, using the detected value of the charge / discharge current of the secondary battery (C11 to Cnm) and the detected value of the terminal voltage of the secondary battery as inputs. A substantial amount calculating means,
The charge equivalent amount calculation means calculates a history equivalent amount calculation means (S10 to S16, S20 to S26) that calculates a history equivalent amount that is a voltage determined according to the charge / discharge current history among the terminal voltages of the secondary battery. )
The history equivalent amount calculation means includes:
Long-term history calculation means for calculating a long-term history equivalent amount that is a history equivalent amount with a time constant of 10 s or more;
Short-term history calculation means for calculating a short-term history equivalent amount that is a history equivalent amount with a time constant of less than 10 s ,
The long-term history calculation means models the voltage drop amount of the first parallel connection body of the first resistor (R3) and the first capacitor (C3) as the long-term history equivalent amount,
The short-term history calculating means models the voltage drop amount of the second parallel connection body of the second resistor (R1, R2) and the second capacitor (C1, C2) as the short-term history equivalent amount,
When it is determined whether the charge and discharge cycle of the secondary battery is less than the time constant corresponding to the long-term history, and the first parallel connection is determined to be less than the time constant corresponding to the long-term history From a state in which the voltage drop amount is calculated by a serial connection body of a body and the second parallel connection body to a state in which the voltage drop amount is calculated by the second parallel connection body without using the first parallel connection body charge equivalent amount calculating device of the secondary battery, wherein the switching Rukoto.
燃料を貯蔵する貯蔵手段(23)、該燃料の燃焼エネルギを動力に変換する内燃機関(22)、該内燃機関の動力を電気エネルギに変換する変換手段(20)、および車載主機としての回転機(14)を備え、前記内燃機関を停止させて前記回転機を駆動する走行モードであるEVモードと、前記内燃機関および前記変換手段を操作して2次電池(C11〜Cnm)の充電率を予め定められたHV用領域に制限する走行モードであるHVモードとを選択的に行う車両に搭載される充電相当量算出装置であって、
前記2次電池の充放電電流の検出値および該2次電池の端子電圧の検出値を入力とし、前記2次電池の充電量を表現する物理量である充電相当量を算出する充電相当量算出手段を備え、
前記充電相当量算出手段は、前記2次電池の端子電圧のうち、前記充放電電流の履歴に応じて定まる電圧である履歴相当量を算出する履歴相当量算出手段(S10〜S16,S20〜S26)を備え、
前記履歴相当量算出手段は、
定数が10s以上となる履歴相当量である長期履歴相当量を算出する長期履歴算出手段と、
前記EVモードから前記HVモードへの切り替えに伴い、前記長期履歴相当量をゼロとする減少手段(S34,S36)と、
を備え
前記長期履歴算出手段は、抵抗体(R3)およびコンデンサ(C3)の並列接続体の電圧降下量を前記長期履歴相当量としてモデル化し、
前記減少手段は、前記並列接続体の電圧降下量をゼロとすることにより、前記長期履歴相当量をゼロとすることを特徴とする2次電池の充電相当量算出装置。
Storage means (23) for storing fuel, internal combustion engine (22) for converting combustion energy of the fuel into motive power, conversion means (20) for converting motive power of the internal combustion engine into electric energy, and rotating machine as on-vehicle main machine (14), the EV mode, which is a travel mode in which the internal combustion engine is stopped and the rotating machine is driven, and the charge rate of the secondary battery (C11 to Cnm) is controlled by operating the internal combustion engine and the conversion means. A charge equivalent amount calculation device mounted on a vehicle that selectively performs an HV mode, which is a travel mode limited to a predetermined HV region,
The detected value of the detection value and the secondary battery terminal voltage of the charge and discharge current of the secondary batteries as an input, the charge equivalent amount calculation for calculating a charge amount corresponding a physical quantity representing the amount of charge of the secondary battery With means,
The charge equivalent amount calculation means calculates a history equivalent amount calculation means (S10 to S16, S20 to S26) that calculates a history equivalent amount that is a voltage determined according to the charge / discharge current history among the terminal voltages of the secondary battery. )
The history equivalent amount calculation means includes:
Long-term history calculation means for calculating a long-term history equivalent amount that is a history equivalent amount with a time constant of 10 s or more;
With the switching from the EV mode to the HV mode, reducing means you and the long history significant amount of zero and (S34, S36),
Equipped with a,
The long-term history calculation means models a voltage drop amount of a parallel connection body of a resistor (R3) and a capacitor (C3) as the long-term history equivalent amount,
It said reducing means, by a zero voltage drop of the parallel connection body, the charge equivalent amount calculation apparatus of the secondary battery to the long history corresponding amount, wherein zero and to Rukoto.
燃料を貯蔵する貯蔵手段(23)、該燃料の燃焼エネルギを動力に変換する内燃機関(22)、該内燃機関の動力を電気エネルギに変換する変換手段(20)、および車載主機としての回転機(14)を備え、前記内燃機関を停止させて前記回転機を駆動する走行モードであるEVモードと、前記内燃機関および前記変換手段を操作して2次電池(C11〜Cnm)の充電率を予め定められたHV用領域に制限する走行モードであるHVモードとを選択的に行う車両に搭載される充電相当量算出装置であって、
前記2次電池の充放電電流の検出値および該2次電池の端子電圧の検出値を入力とし、前記2次電池の充電量を表現する物理量である充電相当量を算出する充電相当量算出手段を備え、
前記充電相当量算出手段は、前記2次電池の端子電圧のうち、前記充放電電流の履歴に応じて定まる電圧である履歴相当量を算出する履歴相当量算出手段(S10〜S16,S20〜S26)を備え、
前記履歴相当量算出手段は、
定数が10s以上となる履歴相当量である長期履歴相当量を算出する長期履歴算出手段と、
時定数が10s未満となる履歴相当量である短期履歴相当量を算出する短期履歴算出手段と、を備え
前記長期履歴算出手段は、第1抵抗体(R3)および第1コンデンサ(C3)の第1並列接続体の電圧降下量を前記長期履歴相当量としてモデル化し、
前記短期履歴算出手段は、第2抵抗体(R1,R2)および第2コンデンサ(C1,C2)の第2並列接続体の電圧降下量を前記短期履歴相当量としてモデル化し、
前記EVモードでは、前記第1並列接続体と前記第2並列接続体との直列接続体により前記履歴相当量を算出し、前記HVモードでは前記第1並列接続体を用いず前記第2並列接続体により前記履歴相当量を算出することを特徴とする2次電池の充電相当量算出装置。
Storage means (23) for storing fuel, internal combustion engine (22) for converting combustion energy of the fuel into motive power, conversion means (20) for converting motive power of the internal combustion engine into electric energy, and rotating machine as on-vehicle main machine (14), the EV mode, which is a travel mode in which the internal combustion engine is stopped and the rotating machine is driven, and the charge rate of the secondary battery (C11 to Cnm) is controlled by operating the internal combustion engine and the conversion means. A charge equivalent amount calculation device mounted on a vehicle that selectively performs an HV mode, which is a travel mode limited to a predetermined HV region,
The detected value of the detection value and the secondary battery terminal voltage of the charge and discharge current of the secondary batteries as an input, the charge equivalent amount calculation for calculating a charge amount corresponding a physical quantity representing the amount of charge of the secondary battery With means,
The charge equivalent amount calculation means calculates a history equivalent amount calculation means (S10 to S16, S20 to S26) that calculates a history equivalent amount that is a voltage determined according to the charge / discharge current history among the terminal voltages of the secondary battery. )
The history equivalent amount calculation means includes:
Long-term history calculation means for calculating a long-term history equivalent amount that is a history equivalent amount with a time constant of 10 s or more;
Short-term history calculation means for calculating a short-term history equivalent amount that is a history equivalent amount with a time constant of less than 10 s ,
The long-term history calculation means models the voltage drop amount of the first parallel connection body of the first resistor (R3) and the first capacitor (C3) as the long-term history equivalent amount,
The short-term history calculating means models the voltage drop amount of the second parallel connection body of the second resistor (R1, R2) and the second capacitor (C1, C2) as the short-term history equivalent amount,
In the EV mode, the history equivalent amount is calculated by a series connection body of the first parallel connection body and the second parallel connection body. In the HV mode, the second parallel connection is not used without using the first parallel connection body. A device for calculating a charge equivalent amount of a secondary battery, wherein the history equivalent amount is calculated by a body .
前記履歴相当量算出手段は、前記切り替えの際に、前記第1並列接続体と前記第2並列接続体との直列接続体により前記電圧降下量を算出する状態と、前記第1並列接続体を用いず前記第2並列接続体により前記電圧降下量を算出する状態との加重平均処理により前記電圧降下量を算出し、  The history equivalent amount calculating means calculates the voltage drop amount by a series connection body of the first parallel connection body and the second parallel connection body during the switching, and the first parallel connection body. The voltage drop amount is calculated by a weighted average process with the state in which the voltage drop amount is calculated by the second parallel connection without using,
前記第1並列接続体と前記第2並列接続体との直列接続体により算出された前記電圧降下量の重み係数を漸減させることを特徴とする、請求項2に記載の充電相当量算出装置。  The charge equivalent amount calculation device according to claim 2, wherein a weighting factor of the voltage drop amount calculated by a series connection body of the first parallel connection body and the second parallel connection body is gradually reduced.
前記履歴相当量算出手段は、前記EVモードから前記HVモードへの切り替えの際に、前記第1並列接続体と前記第2並列接続体との直列接続体により前記電圧降下量を算出する状態と、前記第1並列接続体を用いず前記第2並列接続体により前記電圧降下量を算出する状態との加重平均処理により前記電圧降下量を算出し、  The history equivalent amount calculation means calculates the voltage drop amount by a series connection body of the first parallel connection body and the second parallel connection body when switching from the EV mode to the HV mode. The voltage drop amount is calculated by weighted average processing with the state in which the voltage drop amount is calculated by the second parallel connection body without using the first parallel connection body,
前記第1並列接続体と前記第2並列接続体との直列接続体により算出された前記電圧降下量の重み係数を漸減させることを特徴とする、請求項4に記載の充電相当量算出装置。  The charge equivalent amount calculation device according to claim 4, wherein a weighting factor of the voltage drop amount calculated by a series connection body of the first parallel connection body and the second parallel connection body is gradually reduced.
前記履歴相当量算出手段は、前記充放電電流の検出値に対する時定数が10s未満となる履歴相当量である短期履歴相当量を算出する短期履歴算出手段を備えることを特徴とする請求項1又は3に記載の2次電池の充電相当量算出装置。 The history corresponding amount calculating means, according to claim 1, characterized in that it comprises a short-term history calculation means for calculating a short-term history significant amount time constant is history corresponding amount less than 10s for the detection value of the charging and discharging current or 4. The secondary battery charge equivalent amount calculation device according to 3 , wherein 前記2次電池は、燃料を貯蔵する貯蔵手段(23)、該燃料の燃焼エネルギを動力に変換する内燃機関(22)、該内燃機関の動力を電気エネルギに変換する変換手段(20)、および車載主機としての回転機(14)を備える車両に搭載され、
前記車両は、EVモードでの走行とHVモードでの走行とを選択的に行なう走行制御手段(S34)を備え、
前記EVモードは、前記内燃機関を停止させて前記回転機を駆動する走行モードであり、
前記HVモードは、前記内燃機関および前記変換手段を操作して前記2次電池の充電率を予め定められたHV用領域に制限する走行モードであることを特徴とする請求項1又は2に記載の2次電池の充電相当量算出装置。
The secondary battery includes a storage means (23) for storing fuel, an internal combustion engine (22) for converting combustion energy of the fuel into power, a conversion means (20) for converting power of the internal combustion engine into electric energy, and It is mounted on a vehicle equipped with a rotating machine (14) as an in-vehicle main machine,
The vehicle includes travel control means (S34) that selectively performs travel in the EV mode and travel in the HV mode,
The EV mode is a traveling mode in which the internal combustion engine is stopped and the rotating machine is driven,
The HV mode, according to claim 1 or 2, characterized in that the running mode to limit the internal combustion engine and HV area a predetermined charging rate of the conversion means and the secondary battery by operating the Secondary battery charge equivalent amount calculation device.
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