JP5994521B2 - 状態推定装置、開放電圧特性生成方法 - Google Patents
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Description
初めに、本実施形態の状態推定装置の概要について説明する。
本状態推定装置では、開放電圧特性を生成する際に、予めメモリに記憶されている相関情報を算出蓄電容量における正極電位と負極電池との電位差が規定値となる条件で補正し、補正後の相関情報を用いて開放電圧特性を生成する。そのため、開放電圧特性を推定する際に、複数のパラメータを推定する必要がある従来技術に比べて、蓄電素子の開放電圧特性を容易に生成することができる。
以下、実施形態1について、図1ないし図6を参照しつつ説明する。
1.電池パックの構成
図1は、本実施形態における電池パック60の構成を示す図である。本実施形態の電池パック60は、例えば電気自動車やハイブリット自動車に搭載され、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給するものである。
次に、図3ないし図6を用いて、各単電池14の開放電圧特性を生成する開放電圧特性生成処理について説明する。図3に、BM62のCPU70で実行される開放電圧特性生成処理のフローチャートを示す。この開放電圧特性生成処理では、放電中の単電池14の電圧値Vを測定し、測定した電圧値Vとメモリ76に記憶された相関関係表から単電池14の開放電圧と残存容量を示すSOCとの相関関係を示す開放電圧特性を生成する。SOCは、内部状態の一例である。
(1)本実施形態の電池モジュール10では、開放電圧特性を生成する際に、予めメモリ76に記憶された第2相関関係表を、放電終止容量における電圧値Vが放電終止電圧となる条件で補正し、補正後の第2相関関係表を用いて開放電圧特性を生成する。そのため、開放電圧特性を生成する際に、放電終止容量における電圧値Vという1つのパラメータを用いて開放電圧特性を生成することができ、複数のパラメータを推定する必要がある従来技術に比べて、蓄電素子の開放電圧特性を容易に生成することができる。
実施形態2を、図7、8を用いて説明する。本実施形態では、第2相関関係表を補正する際に、第2相関関係表において負極電位に対応して記憶されている放電容量を縮小補正する点で、第1実施形態と異なる。以下の説明では、実施形態1と同一の内容については重複した記載を省略する。
図7に、BM62のCPU70で実行される本実施形態の開放電圧特性生成処理のフローチャートを示す。
CPU70は、放電終止容量を算出し(S8)、対応放電容量を検出すると(S12)、放電終止容量を対応放電容量で除して放電容量比率を算出する(S22)。放電容量比率は、補正値の別例である。
本実施形態の電池モジュール10では、第2相関関係表を補正する際に、放電容量比率を算出し、単電池14の負極電位に関連付けられた蓄電容量を放電容量比率を用いて縮小することで、第2相関関係表を補正する。そのため、様々な比率で放電容量を拡大または縮小した複数個の第2相関関係表をメモリ76に記憶しておき、その中から単電池14の状態に対応する第2相関関係表を選出する場合に比べて、第2相関関係表をメモリ76に記憶させておくための容量を削減することができる。
実施形態3を、図9を用いて説明する。本実施形態では、開放電圧特性を生成する際に、第1相関関係表と第2相関関係表の双方を補正する点で、第1実施形態及び第2実施形態と異なる。以下の説明では、実施形態1及び第2実施形態と同一の内容については重複した記載を省略する。
図1に点線で示すように、CPU70のメモリ76には、各単電池14毎に、補正値対応表が記憶されている。補正値対応表では、放電容量に対応付けられて、第1相関関係表を補正するための第1補正容量が記憶されているとともに、第2相関関係表を補正するための第2補正容量が記憶されている。第1補正容量は、第1補正値の一例であり、第2補正容量は、第2補正値の一例である。
図9に、BM62のCPU70で実行される本実施形態の開放電圧特性生成処理のフローチャートを示す。
CPU70は、放電終止容量を算出すると(S8)、補正値対応表において放電終止容量に対応付けられた第1補正容量及び第2補正容量を選出する(S32)。CPU70は、第1相関関係表において正極電位に対応つけられた全ての放電容量から、選出された第1補正容量を一律に差し引き、第1相関関係表の放電容量をシフトさせる(S34)。また、CPU70は、第2相関関係表において負極電位に対応つけられた全ての放電容量から、選出された第2補正容量を一律に差し引き、第2相関関係表の放電容量をシフトさせる(S36)。補正処理後、CPU70は、補正後の第1相関関係表と補正後の第2相関関係表から開放電圧特性を生成する(S18)。
本実施形態の電池モジュール10では、開放電圧特性を生成する際に、第1相関情報と第2相関情報の双方を補正するので、精度よく開放電圧特性を生成することができる。この場合に、メモリ76に予め記憶された補正値対応表を用いて各補正容量を選出するので、容易に相関関係表を補正することができる。
本明細書が開示する技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、蓄電素子の一例として二次電池の単電池14を示したが、これに限らず、蓄電素子は、電気化学現象を伴うキャパシタ等であってもよい。
参考例の実施形態を説明する。
参考例によって開示される状態推定装置は、蓄電素子の内部状態を推定する状態推定装置であって、前記蓄電素子の開放電圧を測定する電圧測定部と、所定の状態における前記蓄電素子の基準開放電圧と蓄電容量との相関情報を示す開放電圧特性が記憶されるメモリと、制御部と、を備え、前記制御部は、充放電時における前記蓄電素子の開放電圧を測定する測定処理と、前記開放電圧が規定値となる場合における前記蓄電素子の算出蓄電容量を算出する算出処理と、前記算出蓄電容量における前記基準開放電圧が前記基準値となるように、前記開放電圧特性を補正する補正処理と、を実行する構成を有する。
Claims (10)
- 蓄電素子の内部状態を推定する状態推定装置であって、
前記蓄電素子の開放電圧を測定する電圧測定部と、
前記蓄電素子の正極電位と蓄電容量との相関情報を示す第1相関情報、及び前記蓄電素子の負極電位と蓄電容量との相関情報を示す第2相関情報が記憶されるメモリと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
充放電時における前記蓄電素子の開放電圧を測定する測定処理と、
前記開放電圧が規定値となる場合における前記蓄電素子の算出蓄電容量を算出する算出処理と、
前記算出蓄電容量における前記正極電位と前記負極電位との電位差が前記規定値となるように、前記第1相関情報と前記第2相関情報の少なくとも一方を補正する補正処理と、
前記補正処理後に、前記第1相関情報と前記第2相関情報とから前記蓄電素子の開放電圧と内部状態との相関関係を示す開放電圧特性を生成する生成処理と、
を実行する構成を有する、状態推定装置。 - 請求項1に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は、前記補正処理において、前記算出蓄電容量から補正値を決定し、前記第1相関情報と前記第2相関情報の少なくとも一方に対して、前記蓄電素子の電極電位に関連付けられた前記蓄電容量を前記補正値だけシフトさせる処理を含む、状態推定装置。 - 請求項1に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は、前記補正処理において、前記算出蓄電容量から補正値を決定し、前記第1相関情報と前記第2相関情報の少なくとも一方に対して、前記蓄電素子の電極電位に関連付けられた前記蓄電容量を前記補正値で縮小又は拡大する処理を含む、状態推定装置。 - 請求項2または請求項3に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は、前記補正処理において、前記第1相関情報と前記第2相関情報の一方を補正し、前記第1相関情報と前記第2相関情報のうち、補正しない相関情報の前記算出蓄電容量における前記電極電位から前記補正値を決定する処理を含む、状態推定装置。 - 請求項4に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は、前記補正処理において、前記蓄電素子の正極容量と負極容量のうち、小さい電極容量を有する電極の前記相関情報を補正する、状態推定装置。 - 請求項5に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は、前記補正処理において、前記第2相関情報を補正する、状態推定装置。 - 請求項2または請求項3に記載の状態推定装置であって、
前記メモリには、前記蓄電素子に対応させて、前記第1相関情報に対応する第1補正値及び前記第2相関情報に対応する第2補正値が記憶された補正値対応表が記憶されており、
前記制御部は、前記補正処理において、前記第1相関情報と前記第2相関情報の双方を補正し、前記補正値対応表において前記算出蓄電容量に対応して記憶されている前記第1補正値及び前記第2補正値を用いて前記第1相関情報及び前記第2相関情報を補正する、状態推定装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は、前記生成処理において、前記第1相関情報及び前記第2相関情報で同一の前記蓄電容量に関連付けられる前記正極電位から前記負極電位を差し引いて前記蓄電素子の開放電圧を算出し、前記開放電圧と前記蓄電容量との相関情報から開放電圧特性を生成する、状態推定装置。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の状態推定装置であって、
前記第1相関情報及び前記第2相関情報は、前記蓄電素子の使用初期において測定されて前記メモリに記憶される、状態推定装置。 - 蓄電素子の開放電圧と内部状態との相関情報を示す開放電圧特性を生成する開放電圧特性生成方法であって、
充放電時における前記蓄電素子の開放電圧を測定する測定工程と、
前記開放電圧が規定値となる場合における前記蓄電素子の算出蓄電容量を算出する算出工程と
予め記憶されている前記蓄電素子の正極電位と蓄電容量との相関情報を示す第1相関情報及び前記蓄電素子の負極電位と蓄電容量との相関情報を示す第2相関情報の少なくとも一方に対して、前記算出蓄電容量における前記正極電位と前記負極電位との電位差が前記規定値となるように補正する補正工程と、
前記補正工程後に、前記第1相関情報と前記第2相関情報とから前記開放電圧特性を生成する生成工程と、
を備える、開放電圧特性生成方法。
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