JP6409721B2 - 電池状態推定装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかる電池状態推定装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、上記装置を、例えば、車載主機としての回転電機(モータジェネレータ)を備える車両や、アイドリングストップシステムなど車載補機電池を活用する車両に適用する。
以下、第2実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電池ECU30の行う処理を変更する。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (9)
- 2次電池(20a)の電池モデルに基づいて、前記2次電池の状態を推定する電池状態推定装置において、
前記電池モデルは、
前記2次電池の直流抵抗(Rs)を表す直流抵抗モデルと、
前記2次電池の反応抵抗を表すモデルであって、バトラーボルマー式から導かれ、交換電流密度と相関のある反応抵抗パラメータ(β)を含む反応抵抗モデルと、
抵抗とキャパシタとの並列接続体が複数直列接続された等価回路モデルであって、前記各抵抗の抵抗値(Rw1,Rw2,Rw3,Rw4)と前記各キャパシタの容量(Cw1,Cw2,Cw3,Cw4)とを定める共通の第1パラメータ(Rd)、及び前記各キャパシタの容量を定める共通の第2パラメータ(τd)を含む前記2次電池の拡散抵抗を表す拡散抵抗モデルとから構成され、
前記2次電池の温度と関係付けられた前記直流抵抗に関する情報を記憶する直流情報記憶手段と、
前記2次電池の温度と関係付けられた前記反応抵抗パラメータに関する情報を記憶する反応情報記憶手段と、
前記2次電池の温度と関係付けられた前記第1パラメータ及び前記第2パラメータのそれぞれに関する情報を記憶する拡散情報記憶手段と、
前記2次電池の温度を入力として、前記直流情報記憶手段、前記反応情報記憶手段、及び前記拡散情報記憶手段のそれぞれの記憶情報から、前記直流抵抗、前記反応抵抗パラメータ、前記第1パラメータ及び前記第2パラメータを算出し、算出された前記直流抵抗、前記反応抵抗パラメータ、前記第1パラメータ及び前記第2パラメータに基づいて、前記2次電池の状態を推定する状態推定手段とを備えることを特徴とする電池状態推定装置。 - 前記反応抵抗パラメータは、定数をα,γ、前記2次電池に流れる電流をI、前記2次電池の温度をT、前記反応抵抗における電位差をΔVとした場合、
- 前記反応情報記憶手段は、前記反応抵抗パラメータに関する情報を、前記反応抵抗パラメータの対数を従属変数とし、前記2次電池の温度の逆数又は前記2次電池の温度を独立変数とする1次式の情報として記憶する請求項2記載の電池状態推定装置。
- 前記拡散抵抗モデルにおいて、前記等価回路を構成するm番目(mは正の整数)の前記並列接続体の前記抵抗の抵抗値をRwm、前記キャパシタの容量をCwm、前記第1パラメータをRd、前記第2パラメータをτdとする場合、m番目の前記並列接続体の前記抵抗の抵抗値は
m番目の前記並列接続体の前記キャパシタの容量は
- 前記拡散情報記憶手段は、前記第1パラメータに関する情報を、前記第1パラメータの対数を従属変数とし、前記2次電池の温度の逆数を独立変数とする1次式の情報として記憶し、前記第2パラメータに関する情報を、前記第2パラメータの対数を従属変数とし、前記2次電池の温度の逆数を独立変数とする1次式の情報として記憶する請求項4記載の電池状態推定装置。
- 前記2次電池の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段(21)と、
前記2次電池の開放端電圧を推定する開放端電圧推定手段(33)とをさらに備え、
前記状態推定手段は、
前記2次電池の温度を入力として、前記直流情報記憶手段の記憶情報から前記直流抵抗を算出し、算出された前記直流抵抗に基づいて、前記直流抵抗における電位差を算出する直流電圧算出手段と、
前記2次電池の温度を入力として、前記拡散情報記憶手段の記憶情報から前記第1パラメータ及び前記第2パラメータのそれぞれを算出し、算出された前記第1パラメータ及び前記第2パラメータに基づいて、前記拡散抵抗における電位差を算出する拡散電圧算出手段と、
前記2次電池の温度を入力として、前記反応情報記憶手段の記憶情報から前記反応抵抗パラメータを算出し、算出された前記反応抵抗パラメータに基づいて、前記反応抵抗における電位差を算出する反応電圧算出手段と、
前記端子間電圧検出手段によって検出された前記端子間電圧から、前記開放端電圧推定手段によって推定された前記開放端電圧と前記拡散電圧算出手段によって算出された前記拡散抵抗における電位差との加算値を減算することで、目標電圧を算出する目標電圧算出手段と、
前記直流電圧算出手段によって算出された前記直流抵抗における電位差及び前記反応電圧算出手段によって算出された前記反応抵抗における電位差の加算値と、前記目標電圧との誤差を0とするような前記2次電池に流れる電流を、前記2次電池に流れる電流として推定する電流推定手段とを含む請求項1〜5のいずれか1項に記載の電池状態推定装置。 - 前記電流推定手段は、前記誤差を最小とするような前記2次電池に流れる電流を所定の探索法に従って探索し、探索された電流を前記2次電池に流れる電流として推定する請求項6記載の電池状態推定装置。
- 前記状態推定手段は、前記電流推定手段によって推定された電流の積算値に基づいて、前記2次電池のSOCを算出するSOC算出手段を含み、
前記開放端電圧推定手段は、前記SOC算出手段によって算出された前記SOCに基づいて、前記開放端電圧を推定する請求項6又は7記載の電池状態推定装置。 - 前記2次電池の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段(21)と、
前記2次電池に流れる電流を検出する電流検出手段(23)とをさらに備え、
前記状態推定手段は、
前記2次電池の温度を入力として、前記直流情報記憶手段の記憶情報から前記直流抵抗を算出し、算出された前記直流抵抗に基づいて、前記直流抵抗における電位差を算出する直流電圧算出手段と、
前記2次電池の温度を入力として、前記拡散情報記憶手段の記憶情報から前記第1パラメータ及び前記第2パラメータのそれぞれを算出し、算出された前記第1パラメータ及び前記第2パラメータに基づいて、前記拡散抵抗における電位差を算出する拡散電圧算出手段と、
前記2次電池の温度を入力として、前記反応情報記憶手段の記憶情報から前記反応抵抗パラメータを算出し、算出された前記反応抵抗パラメータに基づいて、前記反応抵抗における電位差を算出する反応電圧算出手段と、
前記端子間電圧検出手段によって検出された前記端子間電圧から、前記拡散電圧算出手段によって算出された前記拡散抵抗における電位差、前記直流電圧算出手段によって算出された前記直流抵抗における電位差、及び前記反応電圧算出手段によって算出された前記反応抵抗における電位差の加算値を減算することで、前記2次電池の開放端電圧を算出する開放端電圧算出手段と、
前記開放端電圧算出手段によって算出された前記開放端電圧に基づいて、前記2次電池の第1SOCを算出する第1SOC算出手段と、
前記電流検出手段によって検出された電流の積算値に基づいて、前記2次電池の第2SOCを算出する第2SOC算出手段と、
前記第2SOC算出手段によって算出された前記第2SOCと、前記第1SOC算出手段によって算出された前記第1SOCとの誤差を0とするような補正量を算出する補正量算出手段と、
前記第2SOC算出手段における前記第2SOCを、前記補正量算出手段によって算出された前記補正量で補正する補正手段とを含む請求項1〜5のいずれか1項に記載の電池状態推定装置。
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