JP6350174B2 - 電池システム用制御装置および電池システムの制御方法 - Google Patents
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Description
<電池システム10>
まず、第1実施形態に係る電池システム用制御装置(コントローラ120)が適用される電池システム10の構成について図1を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る電池システム用制御装置(コントローラ120)が適用される電池システム10の構成ブロック図である。
電圧挙動推定演算部122およびOCV推定部123での処理の内容を説明する前に、電池システム10のOCV推定方法の原理について図2および図3を用いて説明する。図2は、OCV推定方法の原理を説明する電圧−経過時間グラフである。なお、図2において、横軸は、充電停止または放電停止からの経過時間を示し、縦軸は、電池電圧を示す。
次に、第1実施形態に係る電池システム用制御装置(コントローラ120)のOCV推定処理について説明する。図4は、第1実施形態におけるOCV推定処理を示すフローチャートである。図5は、第1実施形態におけるOCV推定処理における電池100の電圧変化を示す模式グラフである。なお、図5において、横軸は、時間を示し、縦軸は、電池電圧を示す。
dP(t)/dt=(Ps−P(t))/τ ・・・(1)
−ln(Ps−P(t))=t/τ+C ・・・(2)
C=−ln(Ps−P0 ) ・・・(3)
−ln(Ps−P(t))=t/τ−ln(Ps−P0 )
ln{(Ps−P(t))/(Ps−P0 )}=−t/τ
(Ps−P(t))/(Ps−P0 )=e−t/τ
P(t)=Ps−(Ps−P0 )e−t/τ ・・・(4)
図6は、図2での充電後データにおける点Aと点B(図5における充電後データにおける点A2 と点B2 に相当)を、様々に変更したときのOCV推定結果の誤差を示す表である。なお、以下の説明においては、図5の放電後データにおける放電停止時から点A1 までの経過時間と、充電後データにおける充電停止時から点A2 までの経過時間とは同じに設定し、放電後データにおける放電停止時から点B1 までの経過時間と、充電後データにおける充電停止時から点B2 までの経過時間とは同じに設定にした。また、図6の点Aにおける数値「1s〜30min」および点Bにおける数値「15min〜4h」は、充電または放電が終了した時点を基準として、その後の経過時間である。
<電池システム10A>
次に、第2実施形態に係る電池システム用制御装置(コントローラ120A)が適用される電池システム10Aの構成について図7を用いて説明する。図7は、第2実施形態に係る電池システム用制御装置(コントローラ120A)が適用される電池システム10Aの構成ブロック図である。
次に、第2実施形態に係る電池システム用制御装置(コントローラ120A)のOCV推定処理について説明する。図8は、第2実施形態におけるOCV推定処理を示すフローチャートである。
また、SOC演算部124でSOCを算出した後に、再度、図8のステップS11に戻り、ステップS11において、電流積算SOC推定部128Aから取得するSOC(SOC積算推定値)の代わりに、SOC演算部124で算出したSOCを用い、再度OCVを推定するようにしてもよい。
なお、ステップS13において、所定のタイミングにおいて電池情報を取得するものとしたが、これに限られるものではない。データ蓄積部127Aに蓄積されているデータの中で取得したいSOCに合わせて、ステップS13において電池情報を取得するようにしてもよい。このようにデータ蓄積部127Aに蓄積されているデータに合わせて電池情報を取得することにより、ステップS14の判定において、比較可能なデータを見つけることができ(S14・Yes)、OCVを推定する(ステップS16)ことができる。また、ステップS13において取得した電池情報のSOCと、比較可能なデータのSOCをより近い値(望ましくは、同一)とすることができ、推定精度を向上させることができるため好ましい。
また、ステップS11で取得し、ステップS12で蓄積する電池情報(充電後の電圧データ(充電後データ)および放電後の電圧データ(放電後データ)、時間情報、電流値、SOC)電池システム10Aの出荷前や、メンテナンス時に取得して用いるようにしてもよい。
第2実施形態において、充電後と放電後の電圧データ(ステップS13で取得した充放電データと、ステップS14で検索した比較可能なデータ)は、略同一のSOCで取得したデータを用いることが好ましい。このため、充電後の電圧データのSOCと、放電後の電圧データのSOCとが、異なる場合の補正方法について、図9を用いて説明する。図9は、データの補正方法を説明する電圧−経過時間グラフである。
なお、本実施形態に係る電池システム10,10Aは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
100 電池(二次電池)
110 充放電装置
120,120A コントローラ(電池システム用制御装置、制御装置)
121 電池情報取得部
122 電圧挙動推定演算部(近似情報演算部)
123,123A OCV推定部(推定演算部)
124 SOC演算部
125 制御部
126 電池信号出力部
127A データ蓄積部
128A 電流積算SOC推定部
130 表示部
Claims (4)
- 二次電池の内部状態を推定して制御する電池システム用制御装置であって、
充電後の電圧−時間経過情報および放電後の電圧−時間経過情報の2つの情報を用いて開回路電圧を推定する推定演算部と、
前記充電後の電圧−時間経過情報および前記放電後の電圧−時間経過情報の双方を、近似情報として算出する近似情報演算部と、を備え、
前記近似情報演算部は、
前記充電後の電圧−時間経過情報の近似情報である充電側の近似情報を、充電終了後所定時間経過した後の所定区間の電圧−時間経過情報を用いて算出し、
前記放電後の電圧−時間経過情報の近似情報である放電側の近似情報を、放電終了後所定時間経過した後の所定区間の電圧−時間経過情報を用いて算出し、
前記充電側の近似情報および前記放電側の近似情報のうち一方側の近似情報を、他方側の近似情報に基づいて補正する
ことを特徴とする電池システム用制御装置。 - 二次電池の内部状態を推定して制御する電池システム用制御装置であって、
充電後の電圧−時間経過情報および放電後の電圧−時間経過情報の2つの情報を用いて開回路電圧を推定する推定演算部と、
前記充電後の電圧−時間経過情報および前記放電後の電圧−時間経過情報のうちの少なくとも一方側の情報を、近似情報として算出する近似情報演算部と、を備え、
前記充電後の電圧−時間経過情報および前記放電後の電圧−時間経過情報のうち他方側の情報は、蓄積された蓄積データである
ことを特徴とする電池システム用制御装置。 - データを蓄積するデータ蓄積部を、さらに備え、
前記蓄積データは、前記データ蓄積部に蓄積されている
ことを特徴とする請求項2に記載の電池システム用制御装置。 - 二次電池と、前記二次電池の充放電を制御する制御装置と、を備えてなる電池システムにおいて実行される電池システムの制御方法であって、
前記制御装置は、
前記二次電池から、充電終了後所定時間経過した後の所定区間の電圧−時間経過情報、および、放電終了後所定時間経過した後の所定区間の電圧−時間経過情報を取得し、
充電後の電圧−時間経過情報の近似情報である充電側の近似情報を、前記充電終了後所定時間経過した後の所定区間の電圧−時間経過情報を用いて算出し、
放電後の電圧−時間経過情報の近似情報である放電側の近似情報を、前記放電終了後所定時間経過した後の所定区間の電圧−時間経過情報を用いて算出し、
前記充電側の近似情報および前記放電側の近似情報のうち一方側の近似情報を、他方側の近似情報に基づいて補正し、
前記他方側の近似情報と前記補正した一方側の近似情報とを用いて前記二次電池の開回路電圧を推定する
ことを特徴とする電池システムの制御方法。
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