JP6213333B2 - Estimation program, estimation method, and estimation apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、推定プログラム、推定方法および推定装置に関する。   The present invention relates to an estimation program, an estimation method, and an estimation apparatus.

近年、電気自動車や電動バイク等では、二次電池をモジュールごと交換することで、充電時間による使用時間のロスを無くす運用が知られている。また、電気自動車や電動バイク等に用いられる二次電池として、リチウムイオン二次電池が用いられる場合がある。電池モジュールを交換する運用では、個々の電池モジュールにおけるリチウムイオン二次電池の充電率であるSoC(States of Charge)を管理することが必要である。SoCは、リチウムイオン二次電池内部の電気量を測ることで測定可能であるが、実運用中に測定することは難しい。このため、実運用中のSoCは、測定可能な端子電圧と電流から推定する。SoCの推定は、リチウムイオン二次電池を電気回路としてとらえた等価電気回路モデルに対して、カルマンフィルタを適用することで推定する。   2. Description of the Related Art In recent years, in an electric vehicle, an electric motorcycle, or the like, an operation is known in which a use time loss due to a charging time is eliminated by exchanging a secondary battery for each module. Moreover, a lithium ion secondary battery may be used as a secondary battery used for an electric vehicle, an electric motorcycle, or the like. In the operation of replacing the battery module, it is necessary to manage the SoC (States of Charge) that is the charging rate of the lithium ion secondary battery in each battery module. SoC can be measured by measuring the amount of electricity inside the lithium ion secondary battery, but it is difficult to measure during actual operation. For this reason, the SoC in actual operation is estimated from the measurable terminal voltage and current. The SoC is estimated by applying a Kalman filter to an equivalent electric circuit model in which a lithium ion secondary battery is regarded as an electric circuit.

特開2008−010420号公報JP 2008-010420 A 特開2012−149947号公報JP 2012-149947 A

しかしながら、カルマンフィルタは、リチウムイオン二次電池の予測端子電圧の誤差をもとにSoCを補正するが、補正能力を修正する特徴があるため、時間を追うごとに誤差が蓄積する。従って、カルマンフィルタが大きな誤差を予測した場合には、蓄積された誤差が大きな誤差を含むことになる。このため、カルマンフィルタは、時間の経過とともにSoCを過剰に補正するので、SoCの推定精度を著しく劣化させる。   However, the Kalman filter corrects the SoC based on the error of the predicted terminal voltage of the lithium ion secondary battery. However, since the Kalman filter has a feature of correcting the correction capability, the error accumulates with time. Therefore, when the Kalman filter predicts a large error, the accumulated error includes a large error. For this reason, the Kalman filter excessively corrects the SoC over time, so that the estimation accuracy of the SoC is significantly deteriorated.

一つの側面では、本発明は、充電率の推定精度の劣化を防止できる推定プログラム、推定方法および推定装置を提供することにある。   In one aspect, the present invention is to provide an estimation program, an estimation method, and an estimation apparatus that can prevent deterioration in estimation accuracy of a charging rate.

一つの態様では、推定プログラムは、コンピュータに、電池の測定電流および測定端子電圧に基づいて、カルマンフィルタを用いて前記電池の充電率および予測端子電圧を算出し、前記測定端子電圧と前記予測端子電圧との差分を算出する処理を実行させる。また、推定プログラムは、コンピュータに、前記測定電流の変化量が所定値を超える場合に、所定ステップの間カルマンゲインをオフにする処理を実行させる。推定プログラムは、コンピュータに、前記所定ステップ経過後に前記差分が閾値を超える場合に、前記カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、前記充電率に対応する成分を異なる値に設定する処理を実行させる。   In one aspect, the estimation program calculates a charging rate and a predicted terminal voltage of the battery using a Kalman filter based on the measured current and measured terminal voltage of the battery, and the measured terminal voltage and the predicted terminal voltage. The process which calculates the difference with is executed. Further, the estimation program causes the computer to execute a process of turning off the Kalman gain for a predetermined step when the amount of change in the measured current exceeds a predetermined value. The estimation program causes the computer to execute a process of setting the component corresponding to the charging rate to a different value in the matrix representing the predicted noise of the Kalman filter when the difference exceeds a threshold value after the predetermined step has elapsed.

充電率の推定精度の劣化を防止できる。   It is possible to prevent the deterioration of the charging rate estimation accuracy.

図1は、実施例の推定装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the estimation apparatus according to the embodiment. 図2は、リチウムイオン二次電池の等価電気回路モデルの一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an equivalent electric circuit model of a lithium ion secondary battery. 図3は、OCV特性曲線の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of the OCV characteristic curve. 図4は、カルマンフィルタを用いたSoC推定処理の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the SoC estimation process using the Kalman filter. 図5は、予測ノイズΣvの切り替えの一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of switching the predicted noise Σv. 図6は、実施例の推定装置の処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the estimation apparatus according to the embodiment. 図7は、カルマンフィルタのΣvの切り替え処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the Kalman filter Σv switching process. 図8は、推定プログラムを実行するコンピュータの一例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a computer that executes an estimation program.

以下、図面に基づいて、本願の開示する推定プログラム、推定方法および推定装置の実施例を詳細に説明する。なお、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下の実施例は、矛盾しない範囲で適宜組みあわせてもよい。   Hereinafter, embodiments of an estimation program, an estimation method, and an estimation apparatus disclosed in the present application will be described in detail based on the drawings. The disclosed technology is not limited by the present embodiment. Further, the following embodiments may be appropriately combined within a consistent range.

図1は、実施例の推定装置の構成の一例を示すブロック図である。図1に示す推定装置100は、測定部101と、出力部102と、記憶部120と、制御部130とを有する。推定装置100は、例えば、リチウムイオン二次電池モジュールに組み込まれる。また、推定装置100は、セルの充放電を制御する制御部を含んでもよい。なお、推定装置100は、例えば、電気自動車や電動バイク等の制御装置の一機能として実装して、リチウムイオン二次電池モジュールを制御するようにしてもよい。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the estimation apparatus according to the embodiment. The estimation apparatus 100 illustrated in FIG. 1 includes a measurement unit 101, an output unit 102, a storage unit 120, and a control unit 130. The estimation apparatus 100 is incorporated in, for example, a lithium ion secondary battery module. Moreover, the estimation apparatus 100 may include a control unit that controls charging / discharging of the cell. Note that the estimation device 100 may be mounted as a function of a control device such as an electric vehicle or an electric motorcycle to control the lithium ion secondary battery module.

測定部101は、リチウムイオン二次電池の電流および端子電圧を測定する。測定部101は、例えば、電流計および電圧計で、それぞれ電流および端子電圧を測定する。測定部101は、測定された電流および端子電圧を、それぞれ測定電流および測定端子電圧として制御部130に出力する。また、測定部101は、リチウムイオン二次電池の動作モードを取得して制御部130に出力する。   Measurement unit 101 measures the current and terminal voltage of the lithium ion secondary battery. The measurement part 101 measures an electric current and a terminal voltage, for example with an ammeter and a voltmeter, respectively. The measurement unit 101 outputs the measured current and terminal voltage to the control unit 130 as a measurement current and a measurement terminal voltage, respectively. In addition, the measurement unit 101 acquires the operation mode of the lithium ion secondary battery and outputs it to the control unit 130.

出力部102は、制御部130から充電率情報が入力されると、充電率情報を、例えば、他の装置に出力する。ここで、他の装置は、例えば、電気自動車や電動バイク等であれば、車両の制御装置であり、例えば、スマートフォン等の携帯情報端末であれば、画面を表示する表示部である。他の装置は、充電率情報が入力されると、例えば、使用者が視認できるように、車両のメータや表示部に充電率を表示する。   When the charging rate information is input from the control unit 130, the output unit 102 outputs the charging rate information to, for example, another device. Here, the other device is, for example, a vehicle control device if it is an electric vehicle, an electric motorcycle, or the like, and is a display unit that displays a screen if it is a portable information terminal such as a smartphone. When the charging rate information is input, the other device displays the charging rate on a meter or a display unit of the vehicle so that the user can visually recognize the charging rate information.

記憶部120は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部120は、条件記憶部121を有する。また、記憶部120は、制御部130での処理に用いる情報を記憶する。   The storage unit 120 is realized by, for example, a semiconductor memory device such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk. The storage unit 120 includes a condition storage unit 121. In addition, the storage unit 120 stores information used for processing in the control unit 130.

条件記憶部121は、OCV(Open Circuit Voltage)特性曲線、カルマンフィルタの各種パラメータ、等価電気回路モデルの各パラメータ、測定電流の変化量の所定値、閾値a、閾値b等を記憶する。OCV特性曲線は、リチウムイオン二次電池のOCV−SoC特性を示すグラフであり、詳細は後述する。カルマンフィルタの各種パラメータとしては、例えば、予測ノイズを示すΣv、および、測定ノイズを示すΣw等が挙げられる。予測ノイズを示すΣvは、通常時に使用する値と、測定電流の変化量が所定値を超えた場合に使用する値の少なくとも2種類以上を記憶する。また、条件記憶部121は、予測ノイズを示すΣvとして、例えば、電流の変化パターン、すなわち測定電流と測定電流の変化量の所定値とから求められる等価電気回路モデルの信頼度に応じた値について、少なくとも2種類以上を、記憶するようにしてもよい。条件記憶部121は、これらの信頼度に応じた値について、例えばリストとして記憶するようにしてもよい。   The condition storage unit 121 stores an OCV (Open Circuit Voltage) characteristic curve, various parameters of a Kalman filter, each parameter of an equivalent electric circuit model, a predetermined value of a change amount of a measured current, a threshold value a, a threshold value b, and the like. The OCV characteristic curve is a graph showing the OCV-SoC characteristic of the lithium ion secondary battery, and details will be described later. Examples of the various parameters of the Kalman filter include Σv indicating prediction noise, Σw indicating measurement noise, and the like. Σv indicating the predicted noise stores at least two kinds of values used in normal time and values used when the amount of change in the measured current exceeds a predetermined value. In addition, the condition storage unit 121 uses, for example, a value corresponding to the reliability of the equivalent electric circuit model obtained from the current change pattern, that is, the predetermined value of the change amount of the measurement current, as Σv indicating the prediction noise. , At least two types or more may be stored. The condition storage unit 121 may store values corresponding to these reliability levels, for example, as a list.

等価電気回路モデルの各パラメータは、後述するR、R、R、C、C等が挙げられる。なお、等価電気回路モデルの各パラメータは、予め実際のリチウムイオン二次電池に合致するように設定する。測定電流の変化量の所定値は、測定電流が同一の向きに増加した場合の所定の変化量を示す。測定電流の変化量の所定値は、測定電流の変化量が当該所定値を超える場合に、カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、SoCに対応する成分を切り替える処理を実行するためのトリガとなる閾値である。 Examples of each parameter of the equivalent electric circuit model include R 0 , R 1 , R 2 , C 1 , and C 2 described later. Each parameter of the equivalent electric circuit model is set in advance so as to match an actual lithium ion secondary battery. The predetermined value of the change amount of the measurement current indicates a predetermined change amount when the measurement current increases in the same direction. The predetermined value of the change amount of the measurement current becomes a trigger for executing a process of switching the component corresponding to the SoC in the matrix representing the predicted noise of the Kalman filter when the change amount of the measurement current exceeds the predetermined value. It is a threshold value.

閾値aは、カルマンフィルタの共分散行列P(以下、単にP行列ともいう)のSoCに対応する成分が当該閾値aを超えた場合に、P行列をリセットする、つまり初期値に設定するための閾値である。閾値aは、通常1ステップでずれる可能性のあるSoCのずれの値を示し、下記の式(1)で表される。ここで、cは、OCV特性曲線の中間領域の平均傾きであり、例えば、SoCが50%のときの傾きを用いることができる。Iは、想定される最大電流を示す。scaは、リチウムイオン二次電池の充電容量を示す。つまり、閾値aは、SoCの許容変化量を端子電圧に変換したものである。   The threshold value a is a threshold value for resetting the P matrix when the component corresponding to the SoC of the Kalman filter covariance matrix P (hereinafter also simply referred to as the P matrix) exceeds the threshold value a, that is, for setting the initial value. It is. The threshold value a indicates a SoC shift value that may be shifted in one step, and is represented by the following formula (1). Here, c is the average slope of the intermediate region of the OCV characteristic curve, and for example, the slope when SoC is 50% can be used. I indicates the maximum current assumed. sca indicates the charge capacity of the lithium ion secondary battery. That is, the threshold value a is obtained by converting the allowable change amount of SoC into the terminal voltage.

Figure 0006213333
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閾値bは、測定端子電圧とカルマンフィルタにより予測された予測端子電圧との差分についての閾値であり、カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、SoCに対応する成分を切り替えるための閾値である。すなわち、閾値bは、当該差分の値が、閾値bを超える場合に、カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、SoCに対応する成分を切り替えるための閾値である。   The threshold value b is a threshold value for a difference between the measured terminal voltage and the predicted terminal voltage predicted by the Kalman filter, and is a threshold value for switching a component corresponding to the SoC in the matrix representing the predicted noise of the Kalman filter. That is, the threshold value b is a threshold value for switching the component corresponding to the SoC in the matrix representing the prediction noise of the Kalman filter when the value of the difference exceeds the threshold value b.

制御部130は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、内部の記憶装置に記憶されているプログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部130は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されるようにしてもよい。制御部130は、算出部131と、設定部132とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部130の内部構成は、図1に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。   The control unit 130 is realized, for example, by executing a program stored in an internal storage device using a RAM as a work area by a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), or the like. Further, the control unit 130 may be realized by an integrated circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA). The control unit 130 includes a calculation unit 131 and a setting unit 132, and realizes or executes information processing functions and operations described below. Note that the internal configuration of the control unit 130 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 1, and may be another configuration as long as the information processing described below is performed.

算出部131は、測定部101から測定電流および測定端子電圧が入力されると、カルマンフィルタを用いて、SoC(充電率)、および、予測端子電圧を算出する。また、算出部131は、測定端子電圧と予測端子電圧との差分y(k)を誤差として算出する。さらに、算出部131は、カルマンフィルタの共分散行列P(k)を、1ステップごとに設定部132に出力する。また、算出部131は、設定部132から当該設定部132での処理が完了した共分散行列P(k)が1ステップごとに入力される。算出部131は、設定部132から予測ノイズΣvの切り替え情報が入力される。 When the measurement current and the measurement terminal voltage are input from the measurement unit 101, the calculation unit 131 calculates the SoC (charge rate) and the predicted terminal voltage using a Kalman filter. In addition, the calculation unit 131 calculates the difference y * (k) between the measurement terminal voltage and the predicted terminal voltage as an error. Further, the calculation unit 131 outputs the Kalman filter covariance matrix P (k) to the setting unit 132 for each step. Further, the calculation unit 131 receives the covariance matrix P (k) for which the processing in the setting unit 132 has been completed from the setting unit 132 for each step. The calculation unit 131 receives the switching information of the predicted noise Σv from the setting unit 132.

ここで、図2および図3を用いて、カルマンフィルタを用いたSoC推定処理について説明する。図2は、リチウムイオン二次電池の等価電気回路モデルの一例を示す説明図である。図2に示すように、リチウムイオン二次電池の等価電気回路モデルは、SoCの変化に応じて変化する電位差OCVを表す電流源VOCV_DC(SoC)、および、VOCV_CC(SoC)を有する。ここで、電流源VOCV_DC(SoC)、および、VOCV_CC(SoC)は、それぞれ、放電時の電位差OCVおよび充電時の電位差OCVを表す。また、図2に示す等価電気回路モデルは、電流変化に対して発生する電圧vの変化を表す抵抗R、電流変化に対して過渡的な電圧v、vの変化を表すRC回路(R、および、R)を有する。つまり、等価電気回路モデルは、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を、測定電流iに依存する関数とするために用いる。なお、内部抵抗の正確性は、カルマンフィルタを用いたSoC推定精度に大きな影響を与える。 Here, the SoC estimation process using the Kalman filter will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an equivalent electric circuit model of a lithium ion secondary battery. As shown in FIG. 2, the equivalent electric circuit model of the lithium ion secondary battery has a current source V OCV_DC (SoC) and a V OCV_CC (SoC) representing a potential difference OCV that changes in accordance with a change in SoC. Here, the current sources V OCV_DC (SoC) and V OCV_CC (SoC) represent the potential difference OCV during discharging and the potential difference OCV during charging, respectively. Also, the equivalent electric circuit model shown in FIG. 2 includes a resistor R 0 that represents a change in voltage v 0 generated with respect to a current change, and an RC circuit that represents a change in transient voltages v 1 and v 2 with respect to the current change. (R 1 C 1 and R 2 C 2 ). That is, the equivalent electric circuit model is used to make the internal resistance of the lithium ion secondary battery a function that depends on the measurement current i. Note that the accuracy of the internal resistance greatly affects the SoC estimation accuracy using the Kalman filter.

図2に示す等価電気回路モデルの端子電圧vは、電位差OCVと、電圧vと、電圧vと、電圧vとの和で表現される。つまり、端子電圧vは、下記の式(2)で表すことができる。算出部131は、カルマンフィルタを用いて、OCVがSoCに応じて変化することを利用して、SoCの推定を行う。 The terminal voltage v of the equivalent electric circuit model shown in FIG. 2 is expressed by the sum of the potential difference OCV, the voltage v 0 , the voltage v 1, and the voltage v 2 . That is, the terminal voltage v can be expressed by the following formula (2). The calculation unit 131 estimates the SoC using the Kalman filter and using the fact that the OCV changes according to the SoC.

Figure 0006213333
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図3は、OCV特性曲線の一例を示すグラフである。図3に示すOCV特性曲線は、条件記憶部121に記憶されている。算出部131は、カルマンフィルタを用いてSoCの推定を行う際に、条件記憶部121に記憶されたOCV特性曲線を参照する。   FIG. 3 is a graph showing an example of the OCV characteristic curve. The OCV characteristic curve shown in FIG. 3 is stored in the condition storage unit 121. The calculation unit 131 refers to the OCV characteristic curve stored in the condition storage unit 121 when performing SoC estimation using a Kalman filter.

算出部131は、等価電気回路モデルを用いて、1ステップ前のv、v、およびOCVと、入力される測定電流iとに基づいて、現在のv、v、およびOCVと、予測端子電圧とを予測する。また、算出部131は、OCV特性曲線を用いてOCVからSoCを算出する。ここで、下記の式(3)〜(5)に、対応する式を示す。ここで、式(3)は現在の状態推定値を示す。式(4)は、OCV特性に基づく端子電圧を示す。式(5)は、1ステップ前の状態推定値を示す。 The calculation unit 131 uses the equivalent electric circuit model to calculate the current v 1 , v 2 , and OCV based on v 1 , v 2 , and OCV one step before and the input measurement current i, Predict the predicted terminal voltage. In addition, the calculation unit 131 calculates SoC from the OCV using the OCV characteristic curve. Here, the corresponding equations are shown in the following equations (3) to (5). Here, Formula (3) shows the current state estimated value. Formula (4) shows the terminal voltage based on the OCV characteristic. Formula (5) shows the state estimated value one step before.

Figure 0006213333
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Figure 0006213333
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次に、算出部131は、実際に測定された測定端子電圧と、予測端子電圧との差分を算出する。算出部131は、v、v、およびSoCと、端子電圧とに想定されるノイズを考慮して、測定端子電圧と予測端子電圧との誤差の原因となるv、v、およびSoCの誤差を推定する。算出部131は、推定したv、v、およびSoCの誤差を、予測したv、v、およびSoCに加えて補正することで、正しいSoCの推定値を充電率情報として出力部102に出力する。 Next, the calculation unit 131 calculates the difference between the actually measured measurement terminal voltage and the predicted terminal voltage. The calculation unit 131 considers noise assumed for v 1 , v 2 , and SoC and the terminal voltage, and causes v 1 , v 2 , and SoC that cause an error between the measurement terminal voltage and the predicted terminal voltage. To estimate the error. The calculating unit 131 corrects the estimated v 1 , v 2 , and SoC errors in addition to the predicted v 1 , v 2 , and SoC, and thereby outputs the correct estimated SoC value as the charging rate information. Output to.

続いて、図4を用いてカルマンフィルタを用いたSoC推定処理の詳細について説明する。図4は、カルマンフィルタを用いたSoC推定処理の一例を示す説明図である。まず、図4の説明に用いる文字を説明する。kは、カルマンフィルタのステップ数を示す。
[文字1]

Figure 0006213333
は、ステップk−1のカルマンフィルタの状態推定値を示し、以下、1ステップ前の状態推定値という。
[文字2]
Figure 0006213333
は、ステップkのカルマンフィルタの状態推定値を示し、以下、状態推定値という。
[文字3]
Figure 0006213333
は、ステップkの測定端子電圧を示し、以下、測定端子電圧という。
[文字4]
Figure 0006213333
は、ステップkのカルマンフィルタの状態推定値の逆行列を示し、以下、状態推定値の逆行列という。
[文字5]
Figure 0006213333
は、ステップkのカルマンフィルタの状態推定値の修正値を示し、以下、修正値という。G(k)は、ステップkのカルマンゲインを示す。Aは、ヤコビアンを示す。P(k)は、ステップkの誤差の共分散行列、つまり推定値の精度を示す。Σvは、予測ノイズを示す。Σwは、測定ノイズを示す。 Next, details of the SoC estimation process using the Kalman filter will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the SoC estimation process using the Kalman filter. First, characters used in the description of FIG. 4 will be described. k indicates the number of steps of the Kalman filter.
[Character 1]
Figure 0006213333
Indicates a state estimated value of the Kalman filter in step k-1, and is hereinafter referred to as a state estimated value one step before.
[Character 2]
Figure 0006213333
Indicates the estimated state value of the Kalman filter in step k, and is hereinafter referred to as the estimated state value.
[Character 3]
Figure 0006213333
Indicates the measurement terminal voltage of step k, and hereinafter referred to as the measurement terminal voltage.
[Character 4]
Figure 0006213333
Indicates an inverse matrix of the state estimation value of the Kalman filter in step k, and is hereinafter referred to as an inverse matrix of the state estimation value.
[Character 5]
Figure 0006213333
Indicates a correction value of the estimated state value of the Kalman filter in step k, and is hereinafter referred to as a correction value. G (k) represents the Kalman gain of step k. A indicates Jacobian. P (k) represents the error covariance matrix of step k, that is, the accuracy of the estimated value. Σv indicates prediction noise. Σw represents measurement noise.

ここで、共分散行列P(k)は、予測誤差の原因が内部抵抗の誤差とSoCの誤差のどちらに起因するかの比率を表す。共分散行列P(k)は、等価電気回路モデルの誤差に起因する誤差によって、本来大きくなりにくいSoCに対する比率が大きくなることにより、推定能力が劣化する。   Here, the covariance matrix P (k) represents a ratio of whether the cause of the prediction error is due to an internal resistance error or an SoC error. The estimation capability of the covariance matrix P (k) deteriorates due to an increase in the ratio to the SoC that is inherently difficult to increase due to an error caused by an error in the equivalent electric circuit model.

カルマンフィルタは、フィードバック系の処理であるので、図4のSoC推定処理の説明では、便宜上「S」から処理を説明する。ここで、本実施例では、以下のカルマンフィルタのステップS11〜S16、および、ステップS20〜S22に相当する処理を算出部131で実行し、ステップS17〜S19に相当する処理を設定部132で実行する。従って、以下の説明では、制御部130がカルマンフィルタの処理を実行するものとして説明する。   Since the Kalman filter is a feedback system process, in the description of the SoC estimation process in FIG. 4, the process will be described from “S” for convenience. In this embodiment, the calculation unit 131 executes processes corresponding to steps S11 to S16 and steps S20 to S22 of the following Kalman filter, and the setting unit 132 executes processes corresponding to steps S17 to S19. . Therefore, in the following description, it is assumed that the control unit 130 executes a Kalman filter process.

制御部130は、測定電流i(k)が入力されると、1ステップ前の状態推定値と、測定電流i(k)とに基づいて、下記の式(6)を用いて状態推定値の逆行列、つまり予測値を算出する(ステップS11)。ここで、測定電流i(k)は、1秒ごとに入力される場合を示しており、下記に示す式(7)の関係となる。   When the measurement current i (k) is input, the control unit 130 uses the following equation (6) to calculate the state estimation value based on the state estimation value one step before and the measurement current i (k). An inverse matrix, that is, a predicted value is calculated (step S11). Here, the measurement current i (k) shows a case where the measurement current i (k) is input every second, and has the relationship of the following formula (7).

Figure 0006213333
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制御部130は、測定端子電圧が入力されると、測定端子電圧と、状態推定値の逆行列と、測定電流i(k)とに基づいて、下記の式(8)を用いて測定端子電圧と予測端子電圧y(k)との差分y(k)を算出する(ステップS12)。また、式(8)は、予測端子電圧y(k)を用いて、下記の式(9)とも表現できる。ここで、測定端子電圧は、下記の式(10)の関係となる。 When the measurement terminal voltage is input, the control unit 130 uses the following equation (8) to measure the measurement terminal voltage based on the measurement terminal voltage, the inverse matrix of the state estimation value, and the measurement current i (k). And the difference y * (k) between the predicted terminal voltage y (k) and the predicted terminal voltage y (k) (step S12). Moreover, Formula (8) can also be expressed as the following Formula (9) using the predicted terminal voltage y (k). Here, the measurement terminal voltage has the relationship of the following formula (10).

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次に、制御部130は、1ステップ前の状態推定値に基づいて、下記の式(11)を用いてヤコビアンAを算出する(ステップS13)。   Next, the control unit 130 calculates the Jacobian A using the following equation (11) based on the state estimated value one step before (Step S13).

Figure 0006213333
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制御部130は、ヤコビアンAと、1ステップ前の共分散行列P(k−1)と、予測ノイズΣvとに基づいて、下記の式(12)を用いて共分散行列の逆行列P(k)を算出する(ステップS14)。ここで、制御部130は、ステップS14を実行する場合に、後述するステップS19で判定された結果に基づく予測ノイズΣvを用いて、共分散行列の逆行列P(k)を算出する。 Based on the Jacobian A, the one-step previous covariance matrix P (k−1), and the prediction noise Σv, the control unit 130 uses the following equation (12) to inverse the covariance matrix P ( k) is calculated (step S14). Here, when executing step S14, the control unit 130 calculates the inverse matrix P (k) of the covariance matrix using the prediction noise Σv based on the result determined in step S19 described later.

Figure 0006213333
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制御部130は、共分散行列の逆行列P(k)と、測定ノイズΣwとに基づいて、下記の式(13)を用いてカルマンゲインG(k)を算出する(ステップS15)。 Based on the inverse matrix P (k) of the covariance matrix and the measurement noise Σw, the control unit 130 calculates the Kalman gain G (k) using the following equation (13) (step S15).

Figure 0006213333
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制御部130は、カルマンゲインG(k)と、共分散行列の逆行列P(k)とに基づいて、下記の式(14)を用いて共分散行列P(k)を算出する(ステップS16)。 The control unit 130 calculates the covariance matrix P (k) using the following equation (14) based on the Kalman gain G (k) and the inverse matrix P (k) of the covariance matrix (step) S16).

Figure 0006213333
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制御部130は、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値aより大きいか否かを判定する(ステップS17)。ここで、図4の例では、共分散行列P(k)は、等価電気回路モデルにおいて、v、v、SoCの3つの要素を用いているので、3×3の行列となり、SoCに対応する成分は(3,3)成分となる。なお、等価電気回路モデルにおいて、例えば、v、v、v、SoCのように4つの要素を用いた場合には、SoCに対応する成分は(4,4)成分となるので、SoCに対応する成分は、用いる等価電気回路モデルによって適宜変化する。 The control unit 130 determines whether or not the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is larger than the threshold value a (step S17). Here, in the example of FIG. 4, the covariance matrix P (k) is a 3 × 3 matrix because three elements of v 1 , v 2 , and SoC are used in the equivalent electric circuit model. The corresponding component is the (3, 3) component. In the equivalent electric circuit model, for example, when four elements such as v 1 , v 2 , v 3 , and SoC are used, the component corresponding to the SoC is the (4, 4) component, so the SoC The component corresponding to is appropriately changed depending on the equivalent electric circuit model to be used.

制御部130は、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値aより大きい場合には(ステップS17:肯定)、共分散行列P(k)をリセットしてステップS14に戻る。つまり、制御部130は、共分散行列P(k)に初期値を設定してステップS14に戻る(ステップS18)。制御部130は、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値a以下の場合には(ステップS17:否定)、共分散行列P(k)をリセットせずにステップS14に戻る。制御部130は、ステップS14〜S18を1ステップごとに繰り返す。   When the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is larger than the threshold value a (Yes at Step S17), the control unit 130 resets the covariance matrix P (k) and returns to Step S14. That is, the control unit 130 sets an initial value in the covariance matrix P (k) and returns to step S14 (step S18). When the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is equal to or less than the threshold value a (No at Step S17), the control unit 130 returns to Step S14 without resetting the covariance matrix P (k). The control unit 130 repeats steps S14 to S18 for each step.

また、制御部130は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超える場合に、予測ノイズΣvを切り替える処理を実行する(ステップS19)。制御部130は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過したか否かを判定する。制御部130は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過するまでは、カルマンフィルタのカルマンゲインG(k)をオフにし、所定ステップ経過後に測定端子電圧と予測端子電圧との差分に基づいて、予測ノイズΣvを切り替える。なお、予測ノイズΣvの切り替え処理の詳細については後述する。つまり、制御部130は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超える場合に、測定端子電圧と予測端子電圧との差分に応じて、予測ノイズΣvの行列のうち、SoCに対応する成分を異なる値に設定する。   Moreover, the control part 130 performs the process which switches prediction noise (SIGMA) v, when the variation | change_quantity of the measurement electric current i (k) exceeds predetermined value (step S19). The control unit 130 determines whether or not a predetermined step has elapsed since the amount of change in the measured current i (k) exceeds a predetermined value. The control unit 130 turns off the Kalman gain G (k) of the Kalman filter until a predetermined step elapses after the change amount of the measurement current i (k) exceeds a predetermined value, and the measurement terminal voltage and the prediction terminal after the predetermined step elapses. The predicted noise Σv is switched based on the difference from the voltage. Details of the process of switching the predicted noise Σv will be described later. That is, when the amount of change in the measured current i (k) exceeds a predetermined value, the control unit 130 corresponds to SoC in the matrix of the predicted noise Σv according to the difference between the measured terminal voltage and the predicted terminal voltage. Set the components to different values.

ここで、予測ノイズΣvの一例を下記の式(15)に示す。なお、式(15)中のl、m、nは、それぞれv、v、SoCに対応するパラメータを示す。 Here, an example of the prediction noise Σv is shown in the following equation (15). In Equation (15), l, m, and n represent parameters corresponding to v 1 , v 2 , and SoC, respectively.

Figure 0006213333
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制御部130は、予測ノイズΣvの切り替えとして、式(15)の例では、SoCに対応する成分である(3,3)成分を、例えば、10分の1にする。すなわち、制御部130は、SoCの補正幅を狭くするような値に設定する。制御部130は、切り替えられた予測ノイズΣvを用いて、ステップS14の処理を実行する。また、制御部130は、測定電流i(k)の変化量が所定値以下である場合には、予測ノイズΣvを切り替えない。また、制御部130は、従前の予測ノイズΣvがSoCの補正幅が狭くなるような値に切り替え済みであり、測定電流i(k)の変化量が、測定電流i(k)が小さくなる方向に所定値を超える量である場合には、初期値に切り替える。つまり、制御部130は、等価電気回路モデルの誤差が大きいことが原因で発生している予測誤差に合わせて、予測ノイズΣvを切り替える。   As the switching of the predicted noise Σv, the control unit 130 reduces the (3, 3) component, which is a component corresponding to SoC, to 1/10, for example, in the example of Expression (15). That is, the control unit 130 sets a value that narrows the SoC correction range. The control unit 130 executes the process of step S14 using the switched prediction noise Σv. Further, the control unit 130 does not switch the predicted noise Σv when the change amount of the measured current i (k) is equal to or less than a predetermined value. Further, the control unit 130 has been switched to a value such that the previous predicted noise Σv has a narrow SoC correction range, and the amount of change in the measured current i (k) decreases in the measured current i (k). If the amount exceeds the predetermined value, the initial value is switched. That is, the control unit 130 switches the prediction noise Σv in accordance with a prediction error that occurs due to a large error in the equivalent electric circuit model.

次に、制御部130は、ステップS12で算出された差分y(k)と、ステップS15で算出されたカルマンゲインG(k)とに基づいて、下記の式(16)を用いて、状態推定値を修正するための修正値を算出する(ステップS20)。なお、制御部130は、ステップS19でカルマンゲインG(k)がオフとされた場合には、G(k)=0として、状態推定値を修正するための修正値を算出する。すなわち、当該修正値は、ゼロとなる。 Next, the control unit 130 uses the following equation (16) based on the difference y * (k) calculated in step S12 and the Kalman gain G (k) calculated in step S15, A correction value for correcting the estimated value is calculated (step S20). When the Kalman gain G (k) is turned off in step S19, the control unit 130 sets G (k) = 0 and calculates a correction value for correcting the state estimation value. That is, the correction value is zero.

Figure 0006213333
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制御部130は、ステップS11で算出された状態推定値の逆行列と、ステップS20で算出された修正値とに基づいて、下記の式(17)を用いて状態推定値を算出する(ステップS21)。ここで、状態推定値は、下記の式(18)とも表すことができる。なお、状態推定値は、ステップS19でカルマンゲインG(k)がオフとされた場合には、状態推定値の逆行列となる。言い換えると、状態推定値は、クーロンカウンタによる予測値となる。   Based on the inverse matrix of the state estimation value calculated in step S11 and the correction value calculated in step S20, the control unit 130 calculates the state estimation value using the following equation (17) (step S21). ). Here, the state estimated value can also be expressed by the following equation (18). The state estimated value is an inverse matrix of the state estimated value when the Kalman gain G (k) is turned off in step S19. In other words, the state estimated value is a predicted value by a coulomb counter.

Figure 0006213333
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制御部130は、状態推定値に基づいて、下記の式(19)を用いてSoCを算出する(ステップS22)。   Based on the state estimated value, the control unit 130 calculates SoC using the following equation (19) (step S22).

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このように、制御部130は、SoC推定処理として、ステップS11〜S22の処理を1ステップごとに繰り返すことによって、例えば、1秒ごとにSoCを算出できる。   Thus, the control part 130 can calculate SoC every second by repeating the process of step S11-S22 for every step as a SoC estimation process, for example.

図1に戻って、設定部132は、まず、初期設定として、制御部130が条件記憶部121を参照して、閾値aと、閾値bと、予測ノイズΣvと、共分散行列P(k)の初期値が設定される。設定部132は、測定部101から測定電流、つまり、当該ステップの測定電流i(k)が入力される。また、設定部132は、算出部131から共分散行列P(k)が1ステップごとに入力される。   Returning to FIG. 1, as an initial setting, the setting unit 132 first refers to the condition storage unit 121 by the control unit 130, the threshold value a, the threshold value b, the prediction noise Σv, and the covariance matrix P (k). The initial value of is set. The setting unit 132 receives the measurement current from the measurement unit 101, that is, the measurement current i (k) of the step. The setting unit 132 receives the covariance matrix P (k) from the calculation unit 131 for each step.

設定部132は、算出部131から共分散行列P(k)が入力されると、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値aより大きいか否かを判定する。設定部132は、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値aより大きい場合には、共分散行列P(k)をリセットする。つまり、設定部132は、誤差の蓄積により肥大した共分散行列P(k)をリセットする。一方、設定部132は、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値a以下の場合には、共分散行列P(k)をリセットしない。設定部132は、共分散行列P(k)の判定が完了すると、初期化された共分散行列P(k)、または、入力された共分散行列P(k)を算出部131に出力する。   When the covariance matrix P (k) is input from the calculation unit 131, the setting unit 132 determines whether the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is greater than the threshold value a. The setting unit 132 resets the covariance matrix P (k) when the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is larger than the threshold value a. That is, the setting unit 132 resets the covariance matrix P (k) enlarged due to the accumulation of errors. On the other hand, the setting unit 132 does not reset the covariance matrix P (k) when the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is equal to or less than the threshold value a. When the determination of the covariance matrix P (k) is completed, the setting unit 132 outputs the initialized covariance matrix P (k) or the input covariance matrix P (k) to the calculation unit 131.

また、設定部132は、予測ノイズΣvの切り替え処理として、測定部101から測定電流i(k)が入力されると、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えるか否かを判定する。設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値以下の場合には、予測ノイズΣvを切り替えない切り替え情報を生成する。設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超える場合には、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過したか否かを判定する。設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過していない場合には、カルマンフィルタのカルマンゲインG(k)をオフ、すなわちG(k)=0とする。なお、所定ステップとしては、例えば、4ステップから9ステップとすることができる。設定部132は、例えば、1ステップを1秒とすると、4秒から9秒間、カルマンゲインG(k)をオフにする。また、測定電流i(k)の変化量の所定値は、例えば、5〜10アンペアとすることができる。   In addition, when the measurement current i (k) is input from the measurement unit 101 as the prediction noise Σv switching process, the setting unit 132 determines whether or not the amount of change in the measurement current i (k) exceeds a predetermined value. To do. The setting unit 132 generates switching information that does not switch the predicted noise Σv when the change amount of the measured current i (k) is equal to or less than a predetermined value. When the change amount of the measurement current i (k) exceeds a predetermined value, the setting unit 132 determines whether a predetermined step has elapsed after the change amount of the measurement current i (k) exceeds the predetermined value. The setting unit 132 turns off the Kalman gain G (k) of the Kalman filter, that is, G (k) = 0, when a predetermined step has not elapsed since the change amount of the measured current i (k) exceeds the predetermined value. To do. For example, the predetermined step may be 4 to 9 steps. For example, if one step is set to 1 second, the setting unit 132 turns off the Kalman gain G (k) for 4 to 9 seconds. The predetermined value of the change amount of the measurement current i (k) can be set to, for example, 5 to 10 amperes.

設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過した場合には、所定ステップ経過後の次のステップ、つまり所定ステップ+1ステップ目であるか否かを判定する。設定部132は、所定ステップ+1ステップ目でない場合、すなわち所定ステップ+2ステップ目以降である場合には、予測ノイズΣvは前ステップと同一として、予測ノイズΣvを切り替えない切り替え情報を生成する。   When a predetermined step has elapsed since the amount of change in the measured current i (k) exceeds a predetermined value, the setting unit 132 determines whether the next step after the predetermined step has elapsed, that is, the predetermined step + 1 step. judge. The setting unit 132 generates switching information that does not switch the prediction noise Σv, assuming that the prediction noise Σv is the same as the previous step, when the predetermined step is not the first step, that is, after the second step and the second step.

設定部132は、所定ステップ+1ステップ目である場合には、測定端子電圧と予測端子電圧y(k)との差分y(k)が閾値bより大きいか否かを判定する。設定部132は、差分y(k)が閾値bより大きい場合には、従前の予測ノイズΣvがSoCの補正幅が狭くなるような値Σvに切り替え済みであるか否かを判定する。設定部132は、従前の予測ノイズΣvがSoCの補正幅が狭くなるような値Σvに切り替え済みでない場合には、条件記憶部121を参照して、予測ノイズΣvを予測ノイズΣvに切り替える切り替え情報を生成する。 The setting unit 132 determines whether or not the difference y * (k) between the measurement terminal voltage and the predicted terminal voltage y (k) is larger than the threshold value b when the predetermined step + 1 step. When the difference y * (k) is larger than the threshold value b, the setting unit 132 determines whether or not the previous prediction noise Σv has been switched to a value Σv 2 that makes the SoC correction width narrow. Setting unit 132, when the previous prediction noise [sigma] v has not been switched to a value [sigma] v 2, such as compensation range SoC is narrowed refers to the condition storage unit 121, switches the prediction noise [sigma] v to the prediction noise [sigma] v 2 Generate switching information.

設定部132は、従前の予測ノイズΣvがSoCの補正幅が狭くなるような値Σvに切り替え済みである場合には、測定電流i(k)が小さくなる方向に変化したか否かを判定する。設定部132は、測定電流i(k)が小さくなる方向に変化した場合には、予測ノイズΣvを初期値である予測ノイズΣvに切り替える切り替え情報を生成する。設定部132は、測定電流i(k)が小さくなる方向に変化していない場合には、予測ノイズΣvを切り替えない切り替え情報を生成する。設定部132は、差分y(k)が閾値b以下の場合には、予測ノイズΣvを初期値である予測ノイズΣvに切り替える切り替え情報を生成する。設定部132は、生成した切り替え情報を算出部131に出力する。 When the previous predicted noise Σv has been switched to a value Σv 2 that reduces the SoC correction range, the setting unit 132 determines whether or not the measurement current i (k) has changed in a decreasing direction. To do. The setting unit 132 generates switching information for switching the prediction noise Σv to the prediction noise Σv 1 that is the initial value when the measurement current i (k) changes in a decreasing direction. The setting unit 132 generates switching information that does not switch the predicted noise Σv when the measurement current i (k) does not change in the decreasing direction. When the difference y * (k) is equal to or less than the threshold value b, the setting unit 132 generates switching information for switching the prediction noise Σv to the prediction noise Σv 1 that is an initial value. The setting unit 132 outputs the generated switching information to the calculation unit 131.

ここで、図5を用いて予測ノイズΣvの切り替えの一例を説明する。図5は、予測ノイズΣvの切り替えの一例を示す説明図である。図5の例で示すように、測定電流i(k)が電流値51で示す状態では、等価電気回路モデルが信用できるとして、カルマンフィルタの予測ノイズΣvに初期値Σvの値を用いる。ところが、カルマンフィルタは、測定電流i(k)が、例えば、放電から放電、または、充電から充電のように同じ向きに電流が大きくなる場合には、想定外の電圧変化が起こりやすいため、SoCの誤差を大きく見積もってしまい、SoCの値が悪化してしまう。 Here, an example of switching the predicted noise Σv will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of switching the predicted noise Σv. As shown in the example of FIG. 5, in the state where the measured current i (k) is indicated by the current value 51, the value of the initial value Σv 1 is used for the predicted noise Σv of the Kalman filter, assuming that the equivalent electric circuit model is reliable. However, in the Kalman filter, when the measured current i (k) increases in the same direction, for example, from discharge to discharge or from charge to charge, an unexpected voltage change is likely to occur. The error is greatly estimated, and the SoC value is deteriorated.

カルマンフィルタを用いるSoC推定では、例えば、測定電流i(k)が電流値51から電流値52に変化した場合、想定外の電圧変化が起こりやすいため、電流値52の状態では、SoCの誤差が大きくなる。このため、当該変化が発生した場合には、次の測定電流i(k)の変化、例えば、電流値52から再び電流値51になった場合等まで、カルマンフィルタの予測ノイズΣvの行列のうち、SoCに対応する成分をSoCの補正幅を狭くするような値に設定する。SoCの補正幅を狭くするような値は、例えば、初期値の10分の1にすることができる。つまり、設定部132は、等価電気回路モデルの信頼度に応じて予測ノイズΣv(共分散行列Σv)を予測ノイズΣvに切り替える。これにより、制御部130は、SoCの誤差の範囲、つまりぶれ幅を狭くできるので、SoCの推定値の劣化を防止することができる。 In the SoC estimation using the Kalman filter, for example, when the measured current i (k) changes from the current value 51 to the current value 52, an unexpected voltage change is likely to occur. Therefore, in the state of the current value 52, the SoC error is large. Become. For this reason, when the change occurs, until the next change of the measured current i (k), for example, when the current value 52 changes to the current value 51 again, among the matrix of the predicted noise Σv of the Kalman filter, The component corresponding to SoC is set to a value that narrows the SoC correction range. A value that narrows the SoC correction range can be, for example, 1/10 of the initial value. That is, the setting unit 132 switches the prediction noise Σv (covariance matrix Σv) to the prediction noise Σv 2 according to the reliability of the equivalent electric circuit model. As a result, the control unit 130 can narrow the SoC error range, that is, the blur width, and thus can prevent the estimated SoC value from deteriorating.

次に、実施例の推定装置100の動作について説明する。   Next, the operation of the estimation apparatus 100 according to the embodiment will be described.

図6は、実施例の推定装置の処理の一例を示すフローチャートである。推定装置100の制御部130は、条件記憶部121から各種パラメータを読み込んで、算出部131および設定部132に初期値として設定する。制御部130は、例えば、条件記憶部121を参照して、測定電流i(k)の変化量の所定値、閾値a、および、閾値bを設定部132に設定し、予測ノイズΣvを算出部131に設定する(ステップS101)。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the estimation apparatus according to the embodiment. The control unit 130 of the estimation apparatus 100 reads various parameters from the condition storage unit 121 and sets them as initial values in the calculation unit 131 and the setting unit 132. For example, the control unit 130 refers to the condition storage unit 121, sets the predetermined value of the change amount of the measured current i (k), the threshold value a, and the threshold value b in the setting unit 132, and calculates the predicted noise Σv. It is set to 131 (step S101).

推定装置100は、接続されたリチウムイオン二次電池のSoCの推定を開始する。測定部101は、測定された電流および端子電圧を、それぞれ測定電流および測定端子電圧として制御部130に出力する。また、測定部101は、リチウムイオン二次電池の動作モードを取得して制御部130に出力する。   The estimation apparatus 100 starts estimating the SoC of the connected lithium ion secondary battery. The measurement unit 101 outputs the measured current and terminal voltage to the control unit 130 as a measurement current and a measurement terminal voltage, respectively. In addition, the measurement unit 101 acquires the operation mode of the lithium ion secondary battery and outputs it to the control unit 130.

算出部131は、測定部101から測定電流および測定端子電圧が入力されると、カルマンフィルタを用いて、SoC(充電率)、および、予測端子電圧を算出する。また、算出部131は、測定端子電圧と予測端子電圧との差分y(k)を誤差として算出する。さらに、算出部131は、カルマンフィルタの共分散行列P(k)を、1ステップごとに算出し、設定部132に出力する(ステップS102)。 When the measurement current and the measurement terminal voltage are input from the measurement unit 101, the calculation unit 131 calculates the SoC (charge rate) and the predicted terminal voltage using a Kalman filter. In addition, the calculation unit 131 calculates the difference y * (k) between the measurement terminal voltage and the predicted terminal voltage as an error. Further, the calculation unit 131 calculates the Kalman filter covariance matrix P (k) for each step and outputs the calculation result to the setting unit 132 (step S102).

設定部132は、算出部131から共分散行列P(k)が入力されると、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値aより大きいか否かを判定する(ステップS103)。設定部132は、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値aより大きい場合には(ステップS103:肯定)、共分散行列P(k)に初期値を設定してリセットする(ステップS104)。設定部132は、共分散行列P(k)のSoCに対応する成分が閾値a以下の場合には(ステップS103:否定)、共分散行列P(k)をリセットしない。設定部132は、共分散行列P(k)の判定が完了すると、初期化された共分散行列P(k)、または、入力された共分散行列P(k)を算出部131に出力する。   When the covariance matrix P (k) is input from the calculation unit 131, the setting unit 132 determines whether the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is larger than the threshold value a (step S103). . When the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is larger than the threshold value a (Yes at Step S103), the setting unit 132 sets an initial value to the covariance matrix P (k) and resets it (Step S103: Yes). Step S104). The setting unit 132 does not reset the covariance matrix P (k) when the component corresponding to the SoC of the covariance matrix P (k) is equal to or less than the threshold value a (No at Step S103). When the determination of the covariance matrix P (k) is completed, the setting unit 132 outputs the initialized covariance matrix P (k) or the input covariance matrix P (k) to the calculation unit 131.

設定部132は、カルマンフィルタの予測ノイズΣvの切り替え処理を実行する(ステップS105)。図7は、カルマンフィルタのΣvの切り替え処理の一例を示すフローチャートである。設定部132は、測定部101から測定電流i(k)が入力されると、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えるか否かを判定する(ステップS151)。設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値以下の場合には(ステップS151:否定)、予測ノイズΣvを切り替えない切り替え情報を生成する。   The setting unit 132 performs switching processing of the predicted noise Σv of the Kalman filter (step S105). FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the Kalman filter Σv switching process. When measurement current i (k) is input from measurement unit 101, setting unit 132 determines whether or not the amount of change in measurement current i (k) exceeds a predetermined value (step S151). When the amount of change in the measured current i (k) is equal to or smaller than the predetermined value (step S151: No), the setting unit 132 generates switching information that does not switch the predicted noise Σv.

設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超える場合には(ステップS151:肯定)、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過したか否かを判定する(ステップS152)。設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過していない場合には(ステップS152:否定)、カルマンフィルタのカルマンゲインG(k)をオフ、すなわちG(k)=0とする(ステップS153)。   When the change amount of the measurement current i (k) exceeds a predetermined value (step S151: Yes), the setting unit 132 determines whether a predetermined step has elapsed after the change amount of the measurement current i (k) exceeds the predetermined value. It is determined whether or not (step S152). The setting unit 132 turns off the Kalman gain G (k) of the Kalman filter, that is, if the predetermined amount has not elapsed since the change amount of the measured current i (k) exceeds the predetermined value (No at Step S152), that is, G (K) = 0 is set (step S153).

設定部132は、測定電流i(k)の変化量が所定値を超えてから所定ステップ経過した場合には(ステップS152:肯定)、所定ステップ経過後の次のステップ、つまり所定ステップ+1ステップ目であるか否かを判定する(ステップS154)。設定部132は、所定ステップ+1ステップ目でない場合、すなわち所定ステップ+2ステップ目以降である場合には(ステップS154:否定)、予測ノイズΣvは前ステップと同一として、予測ノイズΣvを切り替えない切り替え情報を生成する(ステップS155)。   When a predetermined step has elapsed since the amount of change in the measured current i (k) exceeds a predetermined value (step S152: affirmative), the setting unit 132 sets the next step after the predetermined step has elapsed, that is, the predetermined step + 1 step. It is determined whether or not (step S154). If the setting unit 132 is not the predetermined step + 1 step, that is, if it is the predetermined step + the second step or later (No in step S154), the setting information 132 is the same as the previous step, and the switching information that does not switch the prediction noise Σv. Is generated (step S155).

設定部132は、所定ステップ+1ステップ目である場合には(ステップS154:肯定)、測定端子電圧と予測端子電圧y(k)との差分y(k)が閾値bより大きいか否かを判定する(ステップS156)。設定部132は、差分y(k)が閾値bより大きい場合には(ステップS156:肯定)、従前の予測ノイズΣvがSoCの補正幅が狭くなるような値Σvに切り替え済みであるか否かを判定する(ステップS157)。設定部132は、従前の予測ノイズΣvがSoCの補正幅が狭くなるような値Σvに切り替え済みでない場合には(ステップS157:否定)、条件記憶部121を参照して、予測ノイズΣvを予測ノイズΣvに切り替える切り替え情報を生成する(ステップS158)。 When it is the predetermined step + 1 step (step S154: affirmative), the setting unit 132 determines whether or not the difference y * (k) between the measurement terminal voltage and the predicted terminal voltage y (k) is larger than the threshold value b. Determination is made (step S156). Setting unit 132, when the difference y * (k) is greater than the threshold b (step S156: Yes), whether the previous prediction noise [sigma] v is already switched to the value [sigma] v 2, such as compensation range SoC narrows It is determined whether or not (step S157). When the previous predicted noise Σv has not been switched to a value Σv 2 that makes the SoC correction width narrow (No at Step S157), the setting unit 132 refers to the condition storage unit 121 to determine the predicted noise Σv. Switching information for switching to the predicted noise Σv 2 is generated (step S158).

設定部132は、従前の予測ノイズΣvが予測ノイズΣvに切り替え済みである場合には(ステップS157:肯定)、測定電流i(k)が小さくなる方向に変化したか否かを判定する(ステップS159)。設定部132は、測定電流i(k)が小さくなる方向に変化した場合には(ステップS159:肯定)、予測ノイズΣvを初期値である予測ノイズΣvに切り替える切り替え情報を生成する(ステップS160)。設定部132は、測定電流i(k)が小さくなる方向に変化していない場合には(ステップS159:否定)、予測ノイズΣvを切り替えない切り替え情報を生成する。 When the previous predicted noise Σv has been switched to the predicted noise Σv 2 (step S157: affirmative), the setting unit 132 determines whether or not the measured current i (k) has changed in a decreasing direction (step S157: Yes). Step S159). Setting unit 132, if the measured current i (k) is changed in the direction to become smaller (step S159: Yes), generates the switching information for switching the predicted noise [sigma] v to the prediction noise [sigma] v 1 is the initial value (step S160 ). The setting unit 132 generates switching information that does not switch the predicted noise Σv when the measured current i (k) does not change in the decreasing direction (No at Step S159).

設定部132は、差分y(k)が閾値b以下場合には(ステップS156:否定)、予測ノイズΣvを初期値である予測ノイズΣvに切り替える切り替え情報を生成する(ステップS160)。設定部132は、生成した切り替え情報を算出部131に出力する。 Setting unit 132, when the difference y * (k) is the threshold value b or less (Step S156: No), it generates the switching information for switching the predicted noise [sigma] v to the prediction noise [sigma] v 1 is the initial value (step S160). The setting unit 132 outputs the generated switching information to the calculation unit 131.

図6の説明に戻って、算出部131は、共分散行列P(k)の設定処理、および、予測ノイズΣvの切り替え処理が完了すると、カルマンフィルタに基づいて、SoCの状態推定値を算出する(ステップS106)。なお、算出部131は、リチウムイオン二次電池の動作モードに応じて、カルマンフィルタの算出結果を用いず、クーロンカウンタのみでSoCを推定するようにしてもよい。   Returning to the description of FIG. 6, when the setting process of the covariance matrix P (k) and the switching process of the prediction noise Σv are completed, the calculating unit 131 calculates the SoC state estimated value based on the Kalman filter ( Step S106). Note that the calculation unit 131 may estimate the SoC using only the coulomb counter without using the Kalman filter calculation result according to the operation mode of the lithium ion secondary battery.

算出部131は、算出された状態推定値から式(19)によってSoCを算出する(ステップS107)。算出部131は、算出されたSoCを出力部102に出力する(ステップS108)。算出部131は、カルマンフィルタを次のステップに進めるために、kをインクリメントして(ステップS109)、ステップS102の処理に戻る。推定装置100は、ステップS102〜S109を繰り返す。これにより、SoCの経時的な誤差の蓄積による推定精度の劣化を防止し、電流が増大することによるSoCの誤差の拡大に基づく推定精度の劣化を防止する。また、電流が所定時間以上一定である場合に、自動的にカルマンフィルタの信頼度に応じて予測ノイズを切り替えるので、事前に電流の変化パターンの信頼度に応じた値を用意せずとも、推定精度の劣化を防止できる。   The calculation unit 131 calculates the SoC from the calculated state estimated value according to the equation (19) (step S107). The calculation unit 131 outputs the calculated SoC to the output unit 102 (step S108). The calculation unit 131 increments k in order to advance the Kalman filter to the next step (step S109), and returns to the process of step S102. The estimating apparatus 100 repeats steps S102 to S109. This prevents degradation in estimation accuracy due to accumulation of SoC errors over time, and prevents degradation in estimation accuracy based on an increase in SoC errors due to an increase in current. In addition, when the current is constant for a predetermined time or longer, the prediction noise is automatically switched according to the reliability of the Kalman filter, so the estimation accuracy can be obtained without preparing a value corresponding to the reliability of the current change pattern in advance. Can be prevented.

このように、推定装置100は、電池の測定電流および測定端子電圧に基づいて、カルマンフィルタを用いて電池の充電率および予測端子電圧を算出し、測定端子電圧と予測端子電圧との差分を算出する。また、推定装置100は、測定電流の変化量が所定値を超える場合に、所定ステップの間カルマンゲインをオフにする。推定装置100は、所定ステップ経過後に差分が閾値を超える場合に、カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、充電率に対応する成分を異なる値に設定する。その結果、充電率の推定精度の劣化を防止できる。すなわち、推定装置100は、電流が増大することによるSoCの誤差の拡大に基づく推定精度の劣化を防止する。   As described above, the estimation apparatus 100 calculates the charging rate and the predicted terminal voltage of the battery using the Kalman filter based on the measured current and the measured terminal voltage of the battery, and calculates the difference between the measured terminal voltage and the predicted terminal voltage. . Further, the estimation device 100 turns off the Kalman gain for a predetermined step when the amount of change in the measured current exceeds a predetermined value. When the difference exceeds the threshold value after a predetermined step has elapsed, the estimation device 100 sets the component corresponding to the charging rate in the matrix representing the prediction noise of the Kalman filter to a different value. As a result, it is possible to prevent deterioration in the estimation accuracy of the charging rate. That is, the estimation apparatus 100 prevents deterioration in estimation accuracy based on an increase in SoC error due to an increase in current.

また、推定装置100は、測定電流の変化量として、測定電流が同一の向きに増加して所定値を超える場合に、所定ステップの間カルマンゲインをオフにする。推定装置100は、所定ステップ経過後に差分が閾値を超える場合に、カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、充電率に対応する成分を異なる値に設定する。その結果、電流が増大することによるSoCの誤差の拡大に基づく推定精度の劣化を防止できる。   Further, when the measurement current increases in the same direction and exceeds a predetermined value as the amount of change in the measurement current, the estimation apparatus 100 turns off the Kalman gain for a predetermined step. When the difference exceeds the threshold value after a predetermined step has elapsed, the estimation device 100 sets the component corresponding to the charging rate in the matrix representing the prediction noise of the Kalman filter to a different value. As a result, it is possible to prevent deterioration in estimation accuracy based on an increase in SoC error due to an increase in current.

また、推定装置100は、異なる値として、充電率の補正幅を狭くする値に設定する。その結果、カルマンフィルタのSoCの補正のぶれ幅を狭くでき、等価電気回路モデルの信頼性に応じたSoCの補正を行うことができる。   Moreover, the estimation apparatus 100 sets the charging rate correction width to a value that is narrowed as a different value. As a result, the fluctuation range of the SoC correction of the Kalman filter can be narrowed, and the SoC correction according to the reliability of the equivalent electric circuit model can be performed.

なお、上記実施例では、カルマンフィルタのP行列(共分散行列P(k))のSoCに対応する成分が閾値aを超えた場合に、共分散行列P(k)を初期値にリセットしたが、これに限定されない。推定装置100は、例えば、所定の間隔、つまり一定間隔で、所定時間経過後に共分散行列P(k)を初期値にリセットしてもよい。所定の間隔は、例えば、500秒とすることができる。これにより、誤差の蓄積が所定の間隔の時間よりも多く蓄積されることを防止できる。   In the above embodiment, the covariance matrix P (k) is reset to the initial value when the component corresponding to the SoC of the P matrix (covariance matrix P (k)) of the Kalman filter exceeds the threshold value a. It is not limited to this. The estimation apparatus 100 may reset the covariance matrix P (k) to an initial value after elapse of a predetermined time at a predetermined interval, that is, a constant interval, for example. The predetermined interval can be set to 500 seconds, for example. As a result, it is possible to prevent more errors from being accumulated than the predetermined time interval.

また、上記実施例では、カルマンフィルタのP行列の充電率に対応する成分が所定値を超えた場合の処理と、測定電流の変化量が所定値を超える場合の処理とを合わせて行ったが、これに限定されない。推定装置100は、カルマンフィルタのP行列の充電率に対応する成分が所定値を超えた場合の処理のみ、または、測定電流の変化量が所定値を超える場合の処理のみを行うようにしてもよい。これにより、コストに応じたSoCの補正処理を行うことができる。   Further, in the above embodiment, the processing when the component corresponding to the charging rate of the P matrix of the Kalman filter exceeds a predetermined value and the processing when the change amount of the measured current exceeds the predetermined value are performed together. It is not limited to this. The estimation apparatus 100 may perform only processing when the component corresponding to the charging rate of the P matrix of the Kalman filter exceeds a predetermined value, or only processing when the amount of change in the measured current exceeds a predetermined value. . Thereby, the SoC correction process according to the cost can be performed.

なお、上記実施例では、二次電池の一例として、リチウムイオン二次電池を挙げたが、これに限定されない。推定装置100は、対象となる電池のOCV特性曲線と、等価電気回路モデルとが得られれば、他の種類の電池に対してもSoCを推定することができる。他の電池としては、例えば、リチウムイオンポリマー二次電池、カルシウムイオン二次電池、ナノワイヤバッテリ、ニッケル水素二次電池、鉛蓄電池等にも適用できる。また、リチウムイオン二次電池としては、コバルト酸リチウムイオン電池、リン酸鉄リチウムイオン電池等に適用できる。これにより、多種の電池のSoCを推定できる。   In the above embodiment, a lithium ion secondary battery is used as an example of the secondary battery, but the present invention is not limited to this. The estimation device 100 can estimate the SoC for other types of batteries as long as the OCV characteristic curve of the target battery and the equivalent electric circuit model are obtained. Other batteries can be applied to, for example, lithium ion polymer secondary batteries, calcium ion secondary batteries, nanowire batteries, nickel metal hydride secondary batteries, lead storage batteries, and the like. Moreover, as a lithium ion secondary battery, it can apply to a lithium cobalt oxide battery, a lithium iron phosphate battery, etc. Thereby, SoC of various batteries can be estimated.

また、上記実施例では、等価電気回路モデルとして、電流変化に対して過渡的な電圧の変化を表すRC回路として、R、および、Rの2組のRC回路を用いたが、これに限定されない。推定装置100は、等価電気回路モデルとして、例えば、3組以上とした等価電気回路モデルを用いてもよい。これにより、等価電気回路モデルの精度が上がるので、カルマンフィルタによるSoCの推定精度が向上する。 In the above embodiment, two RC circuits of R 1 C 1 and R 2 C 2 are used as an RC circuit representing a transient voltage change with respect to a current change as an equivalent electric circuit model. However, it is not limited to this. The estimation apparatus 100 may use, for example, three or more equivalent electric circuit models as the equivalent electric circuit model. As a result, the accuracy of the equivalent electric circuit model is improved, so that the SoC estimation accuracy by the Kalman filter is improved.

また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、算出部131と設定部132とを統合して、共分散行列P(k)のリセットと予測ノイズΣvの切り替えを算出部131で行うようにしてもよい。   In addition, each component of each part illustrated does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution / integration of each part is not limited to the one shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be configured. For example, the calculation unit 131 and the setting unit 132 may be integrated, and the calculation unit 131 may reset the covariance matrix P (k) and switch the prediction noise Σv.

さらに、各部で行われる各種処理機能は、CPU(又はMPU、MCU(Micro Controller Unit)等のマイクロ・コンピュータ)上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。また、各種処理機能は、CPU(又はMPU、MCU等のマイクロ・コンピュータ)で解析実行されるプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部または任意の一部を実行するようにしても良いことは言うまでもない。   Furthermore, various processing functions performed in each unit may be executed entirely or arbitrarily on a CPU (or a microcomputer such as an MPU or MCU (Micro Controller Unit)). In addition, various processing functions may be executed in whole or in any part on a program that is analyzed and executed by a CPU (or a microcomputer such as an MPU or MCU) or hardware based on wired logic. It goes without saying that it is good.

ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することで実現できる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図8は、推定プログラムを実行するコンピュータの一例を示す説明図である。   By the way, the various processes described in the above embodiments can be realized by executing a program prepared in advance by a computer. Therefore, in the following, an example of a computer that executes a program having the same function as in the above embodiment will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a computer that executes an estimation program.

図8が示すように、コンピュータ200は、各種演算処理を実行するCPU201と、バッテリからの情報を受け付けるバッテリ情報インタフェース202と、測定された電流および電圧の情報を受け付ける電流測定インタフェース203とを有する。また、コンピュータ200は、他の装置と接続して行う各種情報の授受、他の装置にUI(User Interface)を提供して行うコンピュータ200の操作等に用いる外部インタフェース204を有する。また、外部インタフェース204は、後述するフラッシュメモリ206に対する他の装置からのプログラム等の書き込み等にも用いることができる汎用的なインタフェースである。また、コンピュータ200は、各種情報を一時記憶するRAM205と、フラッシュメモリ206とを有する。また、各構成要素201〜206は、バス207に接続される。コンピュータ200は、例えば、電気自動車や電動バイクの制御装置、スマートフォン、ノート型のパーソナルコンピュータ等である。   As shown in FIG. 8, the computer 200 includes a CPU 201 that executes various arithmetic processes, a battery information interface 202 that receives information from the battery, and a current measurement interface 203 that receives information on measured current and voltage. Further, the computer 200 has an external interface 204 used for exchange of various information connected to other devices, operation of the computer 200 performed by providing a UI (User Interface) to other devices, and the like. The external interface 204 is a general-purpose interface that can be used for writing a program or the like from another device to a flash memory 206 described later. The computer 200 also includes a RAM 205 that temporarily stores various types of information and a flash memory 206. Each component 201 to 206 is connected to the bus 207. The computer 200 is, for example, a control device for an electric vehicle or an electric motorcycle, a smartphone, a notebook personal computer, or the like.

フラッシュメモリ206には、図1に示した算出部131および設定部132の各処理部と同様の機能を有する推定プログラムが記憶される。また、フラッシュメモリ206には、条件記憶部121が記憶される。また、フラッシュメモリ206には、推定プログラムを実現するための各種データが記憶される。バッテリ情報インタフェース202は、図1に示した測定部101のリチウムイオン二次電池の動作モードを取得する機能と同様の機能を有する。電流測定インタフェース203は、図1に示した測定部101の電流計および電圧計と同様の機能を有する。外部インタフェース204は、図1に示した出力部102と同様の機能を有する。また、外部インタフェース204は、例えば、データロガー等が接続され、リチウムイオン二次電池の充放電の状態を記録できるようにしてもよい。   The flash memory 206 stores an estimation program having the same function as each processing unit of the calculation unit 131 and the setting unit 132 illustrated in FIG. The flash memory 206 stores a condition storage unit 121. The flash memory 206 stores various data for realizing the estimation program. The battery information interface 202 has a function similar to the function of acquiring the operation mode of the lithium ion secondary battery of the measurement unit 101 shown in FIG. The current measurement interface 203 has the same function as the ammeter and voltmeter of the measurement unit 101 shown in FIG. The external interface 204 has the same function as that of the output unit 102 shown in FIG. Further, the external interface 204 may be connected to, for example, a data logger so that the charge / discharge state of the lithium ion secondary battery can be recorded.

CPU201は、フラッシュメモリ206に記憶された各プログラムを読み出して、RAM205に展開して実行することで、各種の処理を行う。また、これらのプログラムは、コンピュータ200を図1に示した算出部131および設定部132として機能させることができる。   The CPU 201 reads out each program stored in the flash memory 206, develops it in the RAM 205, and executes it to perform various processes. In addition, these programs can cause the computer 200 to function as the calculation unit 131 and the setting unit 132 illustrated in FIG.

なお、上記の推定プログラムは、必ずしもフラッシュメモリ206に記憶されている必要はない。例えば、コンピュータ200が読み取り可能な記憶媒体に記憶されたプログラムを、コンピュータ200が読み出して実行するようにしてもよい。コンピュータ200が読み取り可能な記憶媒体は、例えば、CD−ROMやDVDディスク、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等が対応する。また、公衆回線、インターネット、LAN(Local Area Network)等に接続された装置にこの推定プログラムを記憶させておき、コンピュータ200がこれらから推定プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。なお、コンピュータ200は、例えば、リチウムイオン二次電池に組み込まれるモジュールや、MPUを用いたいわゆる組込用マイコン等としてもよい。   Note that the above estimation program is not necessarily stored in the flash memory 206. For example, the computer 200 may read and execute a program stored in a storage medium readable by the computer 200. The storage medium readable by the computer 200 corresponds to, for example, a portable recording medium such as a CD-ROM, a DVD disk, a USB (Universal Serial Bus) memory, a semiconductor memory such as a flash memory, a hard disk drive, and the like. Alternatively, the estimation program may be stored in a device connected to a public line, the Internet, a LAN (Local Area Network), etc., and the computer 200 may read and execute the estimation program therefrom. The computer 200 may be, for example, a module incorporated in a lithium ion secondary battery, a so-called embedded microcomputer using an MPU, or the like.

100 推定装置
101 測定部
102 出力部
120 記憶部
121 条件記憶部
130 制御部
131 算出部
132 設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Estimation apparatus 101 Measuring part 102 Output part 120 Storage part 121 Condition storage part 130 Control part 131 Calculation part 132 Setting part

Claims (5)

コンピュータに、
電池の測定電流および測定端子電圧に基づいて、カルマンフィルタを用いて前記電池の充電率および予測端子電圧を算出し、前記測定端子電圧と前記予測端子電圧との差分を算出し、
前記測定電流の変化量が所定値を超える場合に、所定ステップの間カルマンゲインをオフにし、前記所定ステップ経過後に前記差分が閾値を超える場合に、前記カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、前記充電率に対応する成分を異なる値に設定する
処理を実行させることを特徴とする推定プログラム。
On the computer,
Based on the measured current and measured terminal voltage of the battery, the charging rate and predicted terminal voltage of the battery are calculated using a Kalman filter, and the difference between the measured terminal voltage and the predicted terminal voltage is calculated,
When the amount of change in the measured current exceeds a predetermined value, the Kalman gain is turned off for a predetermined step, and when the difference exceeds a threshold value after the predetermined step has elapsed, the matrix representing the predicted noise of the Kalman filter, An estimation program that executes processing for setting a component corresponding to a charging rate to a different value.
前記設定する処理は、前記測定電流の変化量として、前記測定電流が同一の向きに増加して前記所定値を超える場合に、所定ステップの間カルマンゲインをオフにし、前記所定ステップ経過後に前記差分が閾値を超える場合に、前記カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、前記充電率に対応する成分を異なる値に設定することを特徴とする請求項1に記載の推定プログラム。   In the setting process, when the measurement current increases in the same direction and exceeds the predetermined value as a change amount of the measurement current, the Kalman gain is turned off during a predetermined step, and the difference is calculated after the predetermined step has elapsed. 2. The estimation program according to claim 1, wherein when the value exceeds a threshold, a component corresponding to the charging rate is set to a different value in a matrix representing the prediction noise of the Kalman filter. 前記設定する処理は、前記異なる値として、前記充電率の補正幅を狭くする値に設定することを特徴とする請求項1または2に記載の推定プログラム。   The estimation program according to claim 1 or 2, wherein the setting process sets the different value as a value that narrows the correction range of the charging rate. コンピュータが、
電池の測定電流および測定端子電圧に基づいて、カルマンフィルタを用いて前記電池の充電率および予測端子電圧を算出し、前記測定端子電圧と前記予測端子電圧との差分を算出し、
前記測定電流の変化量が所定値を超える場合に、所定ステップの間カルマンゲインをオフにし、前記所定ステップ経過後に前記差分が閾値を超える場合に、前記カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、前記充電率に対応する成分を異なる値に設定する
処理を実行することを特徴とする推定方法。
Computer
Based on the measured current and measured terminal voltage of the battery, the charging rate and predicted terminal voltage of the battery are calculated using a Kalman filter, and the difference between the measured terminal voltage and the predicted terminal voltage is calculated,
When the amount of change in the measured current exceeds a predetermined value, the Kalman gain is turned off for a predetermined step, and when the difference exceeds a threshold value after the predetermined step has elapsed, the matrix representing the predicted noise of the Kalman filter, An estimation method characterized by executing processing for setting a component corresponding to a charging rate to a different value.
電池の測定電流および測定端子電圧に基づいて、カルマンフィルタを用いて前記電池の充電率および予測端子電圧を算出し、前記測定端子電圧と前記予測端子電圧との差分を算出する算出部と、
前記測定電流の変化量が所定値を超える場合に、所定ステップの間カルマンゲインをオフにし、前記所定ステップ経過後に前記差分が閾値を超える場合に、前記カルマンフィルタの予測ノイズを表す行列のうち、前記充電率に対応する成分を異なる値に設定する設定部と
を有することを特徴とする推定装置。
Based on the measured current of the battery and the measured terminal voltage, the Kalman filter is used to calculate the charging rate and the predicted terminal voltage of the battery, and a calculation unit that calculates the difference between the measured terminal voltage and the predicted terminal voltage;
When the amount of change in the measured current exceeds a predetermined value, the Kalman gain is turned off for a predetermined step, and when the difference exceeds a threshold value after the predetermined step has elapsed, the matrix representing the predicted noise of the Kalman filter, An estimation apparatus comprising: a setting unit that sets a component corresponding to a charging rate to a different value.
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