JP6895541B2 - 二次電池監視装置、二次電池状態演算装置および二次電池状態推定方法 - Google Patents
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Description
本発明による二次電池状態演算装置は、二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を記憶する記憶部と、測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出する温度補正部と、前記温度補正部で導出された前記補正温度Tαに対応する内部抵抗を前記記憶部を参照して求める内部抵抗演算部と、前記内部抵抗演算部で求められた内部抵抗に基づいて前記二次電池の状態推定を行う状態推定制御部と、を備える。
本発明による二次電池状態推定方法は、二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を記憶し、測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出し、導出された前記補正温度Tαに対応する内部抵抗を前記記憶された二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を参照して求め、求められた内部抵抗に基づいて前記二次電池の状態推定を行う。
電池状態推定装置310は、温度補正部311、内部抵抗演算部312、SOC演算部313、SOH演算部314を備える。
SOC演算部313は、SOCを求めるが、その手法には種々の手法があり、以下に、第一の手法について説明する。
SOC=SOCold+ΔSOC …(1)
ただし、ΔSOC=100×I×ts/Qmaxである。
一般に、電池100は、インピーダンスZとキャパシタンス成分Cの並列接続対、内部抵抗R、開回路電圧OCVの直列接続によって表すことができる。電池100に電池電流Iを印加すると、電池100の端子間電圧である閉回路電圧CCVは次式(2)で表される。式(2)において、Vpは分極電圧であり、インピーダンスZとキャパシタンス成分Cの並列接続対の両端電圧に相当する。
CCV=OCV+I・R+Vp ・・・(2)
OCV=CCV−I・R−Vp ・・・(3)
SOH=100×R/R0 …(4)
初期の内部抵抗値R0は電池100に対応して記憶部320へ予め記憶されている。SOH演算部314は、通常は、式(4)に基づく演算を制御周期(電流や電圧等のサンプリング周期)などの所定周期毎に更新して出力する。
図3は、電池100の電池温度と内部抵抗の関係を示す図である。図3では、横軸に温度を、縦軸に内部抵抗を示す。図3に示すように、電池の温度が高いTHIGHほど内部抵抗は小さくRTHIGH、温度が低いTLOWほど内部抵抗は大きくR TLOWなる。
図5は、電池温度と補正温度と内部抵抗誤差の関係を示す図である。図5は一例として、電池温度Tに対応する内部抵抗RTと、電池温度Tに温度補正値αを加算する補正を行った温度Tαに対応する内部抵抗RTαとを示す。
よって温度補正を行ったことによって小さくなる内部抵抗誤差DR1(=ERT−ERTα)と大きくなる内部抵抗誤差DR0を比較してDR1のほうが大きくなる範囲で温度補正を行うことで内部抵抗誤差を小さくすることができる。温度補正値αには、この条件を満たす値を設定する。
図6乃至図8に示す4つの折れ線グラフは、電池100の温度が25℃、35℃、45℃であり、計測部200により測定される電池温度Tが25℃、35℃、45℃の各温度に対しそれぞれ0℃、1℃、2℃、3℃の誤差を含んだ場合において、温度補正値αを0〜2.0まで行った場合の内部抵抗誤差を示している。
(1)二次電池監視装置1000は、電池100の温度を測定する計測部200、および電池100の状態を演算する二次電池状態演算装置300を備える。二次電池状態演算装置300は、電池100の温度と内部抵抗との対応関係を記憶する記憶部320と、計測部200で測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出する温度補正部311と、温度補正部311で導出された補正温度Tαに対応する内部抵抗を記憶部320を参照して求める内部抵抗演算部312と、内部抵抗演算部312で求められた内部抵抗に基づいて電池100の状態推定を行うSOC演算部313およびSOH演算部314と、を備える。SOC演算部313およびSOH演算部314は電池状態推定装置310を構成する要素である。これにより、低温域における二次電池の内部抵抗の誤差を低減させ、二次電池の状態推定の精度を向上することができる。
(8)二次電池状態推定方法において、電池温度Tが所定値以下でない場合は、測定された電池温度Tに対応する内部抵抗を、記憶された二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を参照して求める。
本発明は、以上説明した実施形態を次のように変形して実施することができる。
(1)実施形態では、温度補正を行う温度範囲や温度補正値αを予め定めて記憶部320に記憶した例で説明した。しかし、これらを予め定めるのではなく、電池状態推定装置310が温度補正値αを種々変更しながらもっとも内部抵抗誤差が小さくなる温度補正値αをリアルタイムに演算して求め、これを温度補正値αとしてもよい。
200…計測部
300…電池状態演算装置
310…電池状態推定装置
311…温度補正部
312…内部抵抗演算部
313…SOC演算部
314…SOH演算部
320…記憶部
400…出力部
1000…二次電池監視装置
Claims (6)
- 二次電池の温度を測定する温度測定部、および前記二次電池の状態を演算する二次電池状態演算装置を有する二次電池監視装置であって、
前記二次電池状態演算装置は、
前記二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を記憶する記憶部と、
前記温度測定部で測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出する温度補正部と、
前記温度補正部で導出された前記補正温度Tαに対応する内部抵抗を前記記憶部を参照して求める内部抵抗演算部と、
前記内部抵抗演算部で求められた内部抵抗に基づいて前記二次電池の状態推定を行う状態推定制御部と、
を備え、
前記温度補正部は、前記温度補正値αとして、
前記温度測定部で測定された電池温度Tと前記内部抵抗演算部にて求めた前記電池温度Tに対応する抵抗値RTと、前記電池温度Tよりも温度補正値α分高い補正温度Tαと前記内部抵抗演算部から求めた前記電池温度Tよりも温度補正値α分高い温度に対応する抵抗値RTαとの差分DR0(=RT−RTα)よりも、
前記電池温度Tから上下に所定値だけずらした2つの温度T1、T2と、前記内部抵抗演算部で求めた前記2つの温度T1、T2に対応する2つの抵抗値の差分ERTと、前記電池温度Tよりも温度補正値α分高い補正温度Tαから上下に所定値だけずらした2つの温度Tα1、Tα2と前記内部抵抗演算部で求めた前記2つの温度Tα1、Tα2に対応する2つの抵抗値の差分ERTαとの差分DR1(=ERT−ERTα)の方が大きくなる温度補正値αを用いる二次電池監視装置。 - 二次電池の温度を測定する温度測定部、および前記二次電池の状態を演算する二次電池状態演算装置を有する二次電池監視装置であって、
前記二次電池状態演算装置は、
前記二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を記憶する記憶部と、
前記温度測定部で測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出する温度補正部と、
前記温度補正部で導出された前記補正温度Tαに対応する内部抵抗を前記記憶部を参照して求める内部抵抗演算部と、
前記内部抵抗演算部で求められた内部抵抗に基づいて前記二次電池の状態推定を行う状態推定制御部と、
を備え、
前記温度補正値αは、前記温度測定部の温度測定誤差の範囲内である二次電池監視装置。 - 二次電池の温度を測定する温度測定部、および前記二次電池の状態を演算する二次電池状態演算装置を有する二次電池監視装置であって、
前記二次電池状態演算装置は、
前記二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を記憶する記憶部と、
前記温度測定部で測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出する温度補正部と、
前記温度補正部で導出された前記補正温度Tαに対応する内部抵抗を前記記憶部を参照して求める内部抵抗演算部と、
前記内部抵抗演算部で求められた内部抵抗に基づいて前記二次電池の状態推定を行う状態推定制御部と、
を備え、
前記内部抵抗演算部は、前記電池温度Tが所定値以下でない場合は、前記測定された電池温度Tに対応する内部抵抗を前記記憶部に記憶された二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を参照して求める二次電池監視装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の二次電池監視装置において、
前記記憶部は、前記電池温度Tと温度補正値αとの対応関係を記憶し、
前記温度補正部は、前記温度測定部で測定された前記電池温度Tに対応する温度補正値αを前記記憶部に記憶されている前記電池温度Tと温度補正値αとの対応関係を参照して求める二次電池監視装置。 - 二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を記憶する記憶部と、
測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出する温度補正部と、
前記温度補正部で導出された前記補正温度Tαに対応する内部抵抗を前記記憶部を参照して求める内部抵抗演算部と、
前記内部抵抗演算部で求められた内部抵抗に基づいて前記二次電池の状態推定を行う状態推定制御部と、
を備え、
前記内部抵抗演算部は、前記電池温度Tが所定値以下でない場合は、前記測定された電池温度Tに対応する内部抵抗を前記記憶部に記憶された二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を参照して求める二次電池状態演算装置。 - 二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を記憶し、
測定された電池温度Tに温度補正値αを加算して補正温度Tαを導出し、
導出された前記補正温度Tαに対応する内部抵抗を前記記憶された二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を参照して求め、
求められた内部抵抗に基づいて前記二次電池の状態推定を行い、
前記電池温度Tが所定値以下でない場合は、前記測定された電池温度Tに対応する内部抵抗を前記記憶された二次電池の温度と内部抵抗との対応関係を参照して求める二次電池状態推定方法。
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