JP7047205B2 - ノイズを反映したバッテリーの残存容量の算出装置及び方法 - Google Patents

ノイズを反映したバッテリーの残存容量の算出装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、ノイズを反映してバッテリーの残存容量を算出する装置及び方法に関する。
より具体的には、本発明は、バッテリーの残存容量の算出に用いられる値を測定する上で生じるノイズを考慮して、バッテリーの残存容量を算出する装置及び方法に関する。
最近、高エネルギー密度の非水電解液を用いた高出力二次電池が開発されており、大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモーターの駆動に使用できるように上述した高出力二次電池を複数直列に接続して大容量の二次電池を構成することになる。
このように、一つの大容量二次電池(以下、明細書の全般にわたって、説明のしやすさのために、電池モジュールと称する。)は、通常、直列に接続される複数の二次電池(以下、明細書の全般にわたって、説明のしやすさのために、単位電池と称する。)からなる。
上述した電池モジュール、特に、ハイブリッド電気自動車(HEV)用の二次電池モジュールの場合、数個から、多くは数十個の単位電池が充電及び放電を交互に行うことにより、このような充電及び放電などを制御して電池モジュールが適正な動作状態で保たれるように管理する必要がある。
このために、HEV用の電池モジュールは、電池の電圧、電流、温度などを検出してバッテリーの残存容量(SOC)を演算により推定し、車両の燃料の消費効率が最も良くなるようにSOC制御を行っている。また、このときのSOCレベルは、加速時のモーターの駆動によるパワーアシスト及び減速時のエネルギー回収(回生制動)をバランスよく動作させるために、一般に、例えば、SOCが50%から70%までの範囲内になるように、SOCが低下して、例えば、50%となった場合は、充電過ぎの制御を行い、逆に、SOCが上昇して、例えば、70%となった場合は、放電過ぎの制御を行って、SOCを制御の中心に近づくようにするのである。
一方、エネルギー貯蔵システムの場合は、SOCが0%から100%まで、エネルギー貯蔵システムの全体の範囲に対して充電及び放電を行うように制御してもよい。
このようなSOC制御を正確に行うためには、充電及び放電を行っている二次電池のSOCを正確に推定することが必要になる。
従来より、このようなSOCを推定するに当たって、当初に任意に設定された外部誤差値によってSOCが算出されてきた。
このように、当初に任意に設定された外部誤差値は、様々な環境のノイズに不向きであるため、SOCの算出に誤差が生じてしまうという問題があった。
本発明においては、様々な環境のノイズに適した外部誤差値を設定してバッテリーの残存容量を正確に算出する装置及び方法を提供する。
本発明の実施形態に係る、リアルタイムにてバッテリーの残存容量(SOC)を算出する方法は、リアルタイムにてバッテリーの残存容量(SOC)を算出する方法は、バッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を測定するバッテリーパラメーター測定ステップと、前記測定されたバッテリーパラメーターに基づいて、バッテリーの残存容量をリアルタイムにて算出するリアルタイム残存容量算出ステップと、を含んでなり、前記リアルタイム残存容量算出ステップは、次の拡張カルマンフィルター(Extended Kalman Filter)を用いて、バッテリーの残存容量をリアルタイムにて算出するリアルタイム残存容量演算ステップを含んでなってもよい。
Figure 0007047205000001
前記リアルタイム残存容量算出ステップは、
外部誤差により設定されるノイズ変数(W)を設定するノイズ変数設定ステップを含んでなってもよい。
一方、前記ノイズ変数設定ステップは、それぞれのバッテリーパラメーターを測定するときに発生する誤差を設定する外部誤差設定ステップと、前記拡張カルマンフィルターのノイズ変数として用いられる一時ノイズ変数を設定する一時ノイズ変数設定ステップと、前記外部誤差と前記一時ノイズ変数とに基づいて算出された残存容量と、外部誤差のない状態の残存容量との誤差を算出する誤差算出ステップと、を含んでなってもよい。
一方、前記ノイズ変数設定ステップにおいては、前記外部誤差及び前記一時ノイズを複数の値に変化させて、前記誤差算出ステップを繰り返し行ってもよい。
一方、前記ノイズ変数設定ステップは、前記外部誤差に最適化された最終的なノイズ変数を検出する最終ノイズ変数検出ステップをさらに含んでなり、前記最終ノイズ変数検出ステップにおいては、前記誤差算出ステップにおいて算出された誤差が所定の範囲内に収まる一時ノイズ変数を最終的なノイズ変数として検出してもよい。
本発明の実施形態に係る、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を測定する装置は、バッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を測定するパラメーター測定部と、前記パラメーター測定部において測定されたバッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を入力されてリアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出するリアルタイム残存容量算出部と、を備えてなり、前記リアルタイム残存容量算出部は、次の拡張カルマンフィルターを用いて、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する演算部を備えてなってもよい。
Figure 0007047205000002
一方、前記リアルタイム残存容量算出部は、外部誤差によりノイズ変数を設定して前記演算部に入力するノイズ変数設定部をさらに備えてなってもよい。
一方、前記ノイズ変数設定部は、ユーザーからそれぞれのバッテリーパラメーターを測定するときに発生する誤差を入力されて外部誤差を設定する外部誤差設定モジュールと、ユーザーから前記カルマン拡張フィルターのノイズ変数として用いられる一時ノイズ変数を入力されて一時ノイズ変数を設定する一時ノイズ変数設定モジュールと、前記外部誤差と一時ノイズ変数に基づいて、算出された残存容量と、外部誤差のない状態の残存容量との誤差を算出する誤差算出モジュールと、を備えてなってもよい。
一方、前記ノイズ変数設定部は、前記外部誤差に最適化された最終的なノイズ変数を検出する最終ノイズ検出モジュールをさらに備えてなり、前記最終ノイズ検出モジュールは、前記誤差算出モジュールにおいて算出された誤差が所定の範囲内に収まる一時ノイズ変数を最終的なノイズ変数として検出してもよい。
本発明は、様々な外部環境のノイズに適した外部誤差値を設定することにより、正確なバッテリーの残存容量を算出することができる。
本発明の実施形態に係る、アルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する方法の手順図である。 前記誤差算出ステップにおいて、電圧モデルのノイズ変数に対する誤差を時間-誤差のグラフで表わした例である。 電圧モデルのノイズ変数に対する誤差グラフである。 温度モデルのノイズ変数に対する誤差グラフである。 電流モデルのノイズ変数に対する誤差グラフである。 劣化度とノイズ変数に対する誤差グラフである。 外部誤差の有無に応じた電圧モデル及び電流モデルの誤差を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出装置の全体的な構成図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態について詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化される。なお、図中、本発明を明確に説明するために、説明とは無関係な部分は省略し、明細書の全般に亘って、類似の部分には類似の図面符号を付している。
「第1の」、「第2の」など序数を含む言い回しは、様々な構成要素を説明するうえで使用可能であるが、前記構成要素は、前記言い回しによって何等限定されない。前記言い回しは、ある構成要素を他の構成要素から区別する目的でしか使えない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないつつも、第1の構成要素は第2の構成要素と命名されてもよく、同様に、第2の構成要素もまた第1の構成要素と命名されてもよい。本出願において用いた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、複数の言い回しを含む。
明細書の全般に亘って、ある部分が他の部分と「連結」されているとしたとき、これは、「直接的に連結」されている場合のみならず、これらの間に他の部材を挟んで「電気的に連結」されている場合も含む。なお、ある部分がある構成要素を「備える」としたとき、これは、特に断りのない限り、他の構成要素を除外するわけではなく、他の構成要素をさらに備えていてもよいことを意味する。本願明細書の全体にわたって用いられる度合いの用語「~するステップ」又は「~のステップ」は、「~のためのステップ」を意味するものではない。
本発明において用いられる用語としては、本発明における機能を考慮したうえで、できる限り現在汎用されている通常の用語を選択したが、これは、当分野に携わっている技術者の意図又は判例、新たな技術の出現などに応じて異なる。なお、特定の場合、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、対応する発明の説明の部分において詳しくその意味を記載する。したがって、本発明において用いられる用語は、単なる用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般に亘たっての内容に基づいて定義されるべきである。
1.本発明の実施形態に係る、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する方法。
図1は、本発明の実施形態に係る、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する方法の手順図である。
以下では、図1に基づいて、本発明の実施形態に係る、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する方法について説明する。
本発明の実施形態によれば、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する方法は、バッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度などを測定するバッテリーパラメーター測定ステップ(S100)と、前記測定されたバッテリーパラメーターに基づいて、バッテリーの残存容量をリアルタイムにて算出するリアルタイム残存容量算出ステップ(S200)と、を含んでなってもよい。
より具体的に、前記バッテリーパラメーター測定ステップ(S100)は、現在のバッテリー状態値を測定するステップであって、バッテリーに搭載されるバッテリー管理システム(BMS)において測定されてもよく、別途の装置によりバッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度などの現在のバッテリー状態値が測定されてもよい。
一方、前記リアルタイム残存容量算出ステップ(S200)は、拡張カルマンフィルター(Extended Kalman Filter)を用いて、バッテリーの残存容量をリアルタイムにて算出するリアルタイム残存容量演算ステップ(S220)を含んでいてもよい。
前記拡張カルマンフィルターは、次の数式1に基づくものであってもよい。
Figure 0007047205000003
より具体的には、拡張カルマンフィルターは、大きく、予測ステップと、補正ステップと、に分けられる。
前記予測ステップにおいては、以前の時間に推定された状態に応じて、ユーザーによる入力が行われた場合、予想される状態を計算するステップであり、前記補正ステップは、先に予想した状態と実際の測定状態に基づいて正確な状態を計算するステップであってもよい。
すなわち、拡張カルマンフィルターは、予測→補正→予測→補正を繰り返し行って誤差を減らす方法であってもよい。
一方、前記カルマンフィルターにおいて残存容量を算出する数式であるf(x,u,0)は、次の数式2に基づいて算出されてもよい。
Figure 0007047205000004
一方、前記リアルタイム残存容量算出ステップ(S200)は、外部プロセスのノイズ値により設定されるノイズ変数(W)を設定するノイズ変数設定ステップ(S210)をさらに含んでなってもよい。
より具体的に、ノイズ変数設定ステップ(S210)は、バッテリーパラメーターのそれぞれを測定するときに必然的に発生せざるを得ない外部誤差を設定する外部誤差設定ステップ(S211)、前記拡張カルマンフィルターのノイズ変数(W)として用いられる一時ノイズ変数を設定する一時ノイズ変数設定ステップ(S212)、前記外部誤差と前記一時ノイズ変数に基づいて算出された残存容量と、外部誤差のない状態の残存容量との誤差を算出する誤差算出ステップ(S213)と、を含んでなってもよい。
一方、前記ノイズ変数設定ステップ(S210)においては、前記外部誤差及び前記一時ノイズ変数を複数の値に変化させて、前記誤差算出ステップ(S213)を繰り返し行ってもよい。
一方、前記誤差算出ステップ(S213)においては、誤差値を時間-誤差グラフで表わしても良い。
図2は、前記誤差算出ステップにおいて、電圧モデルのノイズ変数に対する誤差を時間-誤差グラフで表わした例である。
図2を参照すると、電圧モデルのノイズ変数が大きくなるにつれて、バッテリーの残存容量が実際の値に収束されるために長い時間がかかるということが認められる。
したがって、この場合、電圧モデルのノイズ変数が最も小さな値の方が有利であり得る。
一方、前記ノイズ変数設定ステップ(S210)は、前記外部誤差に最適化された最終的なノイズ変数を検出する最終ノイズ変数検出ステップ(S214)をさらに含んでなってもよい。
より具体的に、最終的なノイズ変数は、前記誤差算出ステップ(S213)において算出された誤差が所定の範囲内に収まる一時ノイズ変数であってもよい。
以下では、具体的な実験データに基づいて、本発明の実施形態に係る最適化されたノイズ変数の設定について説明する。
図3から図6は、電圧、温度、電流、及び劣化度のそれぞれのモデルのノイズ変数に対する誤差グラフである。
まず、図3は、電圧誤差があるとき、電圧モデルのノイズ変数に対する誤差グラフである。
図3の上のグラフを参照すると、外部誤差が0.02Vである場合、電圧モデルのノイズ変数が大きくなるにつれて、誤差が少なく生じるということが認められる。
一方、図3の下のグラフを参照すると、残存容量のエラーの変化率は、外部電圧の誤差がある場合は、電圧モデルのノイズ変数を大きくする場合、誤差の差分が最大で約2%になり得る。
一方、電流モデルのノイズ変数に伴う誤差は、最大で1%であって、外部電圧の誤差がある場合、最終的なノイズ変数は、電圧モデルのノイズ変数に対する重み付け値は最大限に低く設定され、電流モデルのノイズ変数に対する重み付け値は高く設定されるようにすることが正しい方法であり得る。
一方、図4は、温度の誤差があるとき、電圧モデルのノイズ変数に対する誤差グラフである。
図4の上のグラフを参照すると、温度モデルのノイズ変数が大きくなるにつれて、誤差が小さくなるということが認められるが、実際のセルの充電/放電を考慮すれば、残存容量のエラーの変化率は0に近いため、温度モデルのノイズ変数は大きくないということが認められる。
一方、図5は、電流の誤差があるとき、電圧モデルのノイズ変数に対する誤差グラフである。
まず、図5の上のグラフを参照すると、電圧モデルのノイズ変数が小さくなるにつれて、残存容量のエラーが少なくなるということが認められる。
一方、図5の下のグラフを参照すると、電圧モデルのノイズ変数を最大限に小さくする場合、残存容量のエラーの変化率が最大で2%であるのに対し、電流モデルのノイズ変数に対する残存容量のエラーの変化率は9%以上であるということが認められる。
したがって、外部の電流ノイズが存在する場合、電圧モデルのノイズ変数は小さな値に設定し、電圧モデルに対応する重み付け値は高く設定し、電流モデルに対応する重み付け値は低く設定することが好ましいといえる。
一方、図6は、劣化度及び電流モデルと電圧モデルに対応する重み付け値に応じて生じる誤差を示すグラフである。
まず、図6の上のグラフは、劣化度が5%であるとき、電流モデルと電圧モデルに対応する重み付け値に応じて生じる誤差を示す誤差グラフである。
このときは、電流モデルの重み付け値及び電圧モデル重み付け値を問わずに、略同じ値を有するということが認められる。
しかしながら、図6の下のグラフを参照すると、劣化度が10%であるときは電圧モデルに対応する重み付け値が大きな場合の方が、電流モデルに対応する重み付け値が大きな場合よりも誤差が少ないということが認められる。
したがって、劣化度が高くなるにつれて、電圧モデルに対応する重み付け値を高く設定することが好ましいといえる。
図7は、前記外部誤差の有無に応じた電圧モデル及び電流モデルの誤差を示すグラフである。
まとめると、バッテリーの電圧、電流、温度、及び劣化度などのパラメーターを測定するプロセスにおいて誤差が発生せざるを得ず、これをより正確な値に補正するためには、電圧モデルのノイズ変数をできる限り小さな値に設定し、電圧モデルに対応する重み付け値を大きく設定することが好ましいといえる。
2.本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出装置。
図8は、本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出装置の全体的な構成図である。
以下では、図8に基づいて、本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出装置について説明する。
本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出装置は、バッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を測定するパラメーター測定部100、前記パラメーター測定部100において測定されたバッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を入力されて、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出するリアルタイム残存容量算出部200を備えてなってもよい。
より具体的に、前記パラメーター測定部100は、本発明においては、別途の構成要素として示されているが、バッテリーに基本的に搭載されるバッテリー管理システムにおいて測定されてもよい。
一方、前記リアルタイム残存容量算出部200は、拡張カルマンフィルターを用いてリアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する演算部210を備えてなってもよい。
一方、前記拡張カルマンフィルターは、前記本発明の実施形態に係る、リアルタイムにてバッテリーの残存容量を算出する方法において用いられる拡張カルマンフィルターと同様であるため、これについての詳しい説明は省略する。
一方、前記リアルタイム残存容量算出部200は、外部誤差によりノイズ変数を設定して前記演算部に入力するノイズ変数設定部220をさらに備えてなってもよい。
より具体的に、前記ノイズ変数設定部220は、ユーザーからそれぞれのバッテリーパラメーターを測定するときに発生する誤差を入力されて外部誤差を設定する外部誤差設定モジュール221、ユーザーから前記カルマン拡張フィルターのノイズ変数として用いられる一時ノイズ変数を入力されて一時ノイズ変数を設定する一時ノイズ変数設定モジュール222、前記外部誤差と一時ノイズ変数に基づいて算出された残存容量と、外部誤差のない状態の残存容量との誤差を算出する誤差算出モジュール223を備えてなってもよい。
一方、前記外部誤差設定モジュール221は、前記本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出方法の外部誤差設定ステップを行い、前記一時ノイズ変数設定モジュール222は、前記本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出方法の一時ノイズ変数設定ステップを行い、前記誤差算出モジュール223は、前記本発明の実施形態に係るリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出方法の誤差算出ステップを行ってもよい。
一方、前記ノイズ変数設定部220は、前記外部誤差に最適化された最終的なノイズ変数を検出する最終ノイズ変数検出モジュール224をさらに備えてなってもよい。
より具体的に、前記最終ノイズ変数検出モジュール224は、前記誤差算出モジュール223において算出された誤差が所定の範囲内に収まる一時ノイズ変数を最終的なノイズ変数として検出してもよい。
一方、前記演算部210は、前記ノイズ変数設定部220において設定された値を前記数式1のカルマンフィルターに代入してリアルタイムの残存容量を演算してもよい。
一方、本発明の技術的思想は、前記実施形態に基づいて具体的に記述されたが、前記実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということに留意すべきである。なお、本発明の技術分野における当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において種々の実施形態が実施可能であるということが理解できる筈である。

Claims (5)

  1. リアルタイムにてバッテリーの残存容量(SOC)を算出する方法において、
    バッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を測定するバッテリーパラメーター測定ステップと、
    前記測定されたバッテリーパラメーターに基づいて、前記バッテリーの前記残存容量をリアルタイムにて算出するリアルタイム残存容量算出ステップと、
    を含んでなり、
    前記リアルタイム残存容量算出ステップは、
    以下の拡張カルマンフィルター(Extended Kalman Filter)を用いて、前記バッテリーの残存容量をリアルタイムにて算出するリアルタイム残存容量演算ステップを含んでなり、
    前記リアルタイム残存容量算出ステップは、
    前記拡張カルマンフィルターにおいて、外部誤差により設定されるノイズ変数(W)を設定するノイズ変数設定ステップをさらに含んでなり、
    前記ノイズ変数設定ステップは、
    それぞれのバッテリーパラメーターを測定するときに発生する誤差を設定する外部誤差設定ステップと、
    前記拡張カルマンフィルターのノイズ変数として用いられる一時ノイズ変数を設定する一時ノイズ変数設定ステップと、
    前記外部誤差と前記一時ノイズ変数とが反映されて算出された残存容量と、前記外部誤差が反映されずに算出された残存容量との誤差を算出する誤差算出ステップと、
    前記外部誤差に最適化された最終的なノイズ変数を検出する最終ノイズ変数検出ステップであって、前記誤差算出ステップにおいて算出された誤差が所定の範囲内に収まる一時ノイズ変数を最終的なノイズ変数として設定する最終ノイズ変数検出ステップと、
    を含んでなり、
    前記最終ノイズ変数検出ステップは、
    前記外部誤差が電圧である場合には、電圧モデルに対応する重み付け値が低く設定され、且つ電流モデルに対応する重み付け値が高く設定されるように構成されており、
    前記外部誤差が電流である場合には、前記電圧モデルに対応する重み付け値が高く設定され、且つ前記電流モデルに対応する重み付け値が低く設定されるように構成されていることを特徴とするリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出方法。
    Figure 0007047205000005
  2. 前記ノイズ変数設定ステップにおいては、
    前記外部誤差及び前記一時ノイズ変数を複数の値に変化させて、前記誤差算出ステップを繰り返し行うことを特徴とする請求項1に記載のリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出方法。
  3. 前記劣化度が高くなるにつれて、前記電圧モデルに対応する重み付け値が高く設定される、請求項1又は2に記載のリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出方法。
  4. バッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を測定するパラメーター測定部と、
    前記パラメーター測定部において測定された前記バッテリーの電流、電圧、温度、及び劣化度を入力されてリアルタイムにて前記バッテリーの残存容量を算出するリアルタイム残存容量算出部と、
    を備えてなり、
    前記リアルタイム残存容量算出部は、
    以下の拡張カルマンフィルターを用いて、リアルタイムにて前記バッテリーの残存容量を算出する演算部を備えてなり、
    前記リアルタイム残存容量算出部は、
    前記拡張カルマンフィルターにおいて外部誤差によるノイズ変数(W)を設定して前記演算部に入力するノイズ変数設定部をさらに備えてなり、
    前記ノイズ変数設定部は、
    ユーザーからそれぞれのバッテリーパラメーターを測定するときに発生する誤差を入力されて外部誤差を設定する外部誤差設定モジュールと、
    ユーザーから前記拡張カルマンフィルターのノイズ変数として用いられる一時ノイズ変数を入力されて一時ノイズ変数を設定する一時ノイズ変数設定モジュールと、
    前記外部誤差と前記一時ノイズ変数に基づいて、算出された残存容量と、外部誤差のない状態の残存容量との誤差を算出する誤差算出モジュールと、
    前記外部誤差に最適化された最終的なノイズ変数を検出する最終ノイズ検出モジュールであって、前記誤差算出モジュールにおいて算出された誤差が所定の範囲内に収まる一時ノイズ変数を最終的なノイズ変数として検出する最終ノイズ検出モジュールと、
    を備えてなり、
    前記最終ノイズ検出モジュールは、
    前記外部誤差が電圧である場合には、電圧モデルに対応する重み付け値が低く設定され、且つ電流モデルに対応する重み付け値が高く設定されるように構成されており、
    前記外部誤差が電流である場合には、前記電圧モデルに対応する重み付け値が高く設定され、且つ前記電流モデルに対応する重み付け値が低く設定されるように構成されていることを特徴とするリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出装置。
    Figure 0007047205000006
  5. 前記劣化度が高くなるにつれて、前記電圧モデルに対応する重み付け値が高く設定される、請求項に記載のリアルタイムのバッテリーの残存容量の算出装置。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102101912B1 (ko) * 2017-02-17 2020-04-17 주식회사 엘지화학 에너지 저장장치 충전상태 추정방법
US11277013B2 (en) * 2017-06-08 2022-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power storage system having a plurality of power storage blocks interconnected in parallel and control device
JP7117534B2 (ja) 2017-09-11 2022-08-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 蓄電システム、管理装置
KR102458526B1 (ko) * 2018-02-07 2022-10-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 동작 상태에 따라 soc를 추정하는 장치 및 방법
CN109061537B (zh) * 2018-08-23 2019-07-16 重庆大学 基于观测器的电动车辆锂离子电池传感器故障诊断方法
CN109839599B (zh) * 2018-11-29 2021-06-25 西安科技大学 基于二阶ekf算法的锂离子电池soc估计方法
CN109669131B (zh) * 2018-12-30 2021-03-26 浙江零跑科技有限公司 一种工况环境下动力电池soc估算方法
KR102465373B1 (ko) 2019-01-23 2022-11-08 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리팩
KR20200099982A (ko) * 2019-02-15 2020-08-25 주식회사 엘지화학 충전 상태 추정 장치 및 방법
CN109900937B (zh) * 2019-04-10 2020-12-08 河南科技大学 一种具有温度补偿功能的锂电池电荷状态估算方法
EP3754352A1 (en) 2019-06-17 2020-12-23 Volvo Car Corporation Method and system for improving battery capacity estimations
CN112034366B (zh) * 2020-08-25 2023-07-14 惠州市蓝微电子有限公司 一种soc动态补偿方法及电子系统
CN112271317B (zh) * 2020-09-11 2022-09-06 天津力神电池股份有限公司 一种调控批量电芯soc的方法
KR102572652B1 (ko) * 2020-09-11 2023-08-31 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 충전상태를 추정하는 방법
CN112269133B (zh) * 2020-10-22 2021-09-21 合肥工业大学 一种基于预充电路模型参数识别的soc估计方法
EP4016098A1 (de) * 2020-12-18 2022-06-22 INTILION GmbH Verfahren und vorrichtung zur robusten online-zustandsbestimmung von grossen batteriespeichersystemen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015133103A1 (ja) 2014-03-03 2015-09-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池の状態推定装置、および、電池の状態推定方法
WO2016059869A1 (ja) 2014-10-17 2016-04-21 株式会社 東芝 二次電池の充電状態推定装置及びその充電状態推定方法
JP2016540962A (ja) 2013-10-14 2016-12-28 エルジー・ケム・リミテッド ハイブリッド二次電池の状態推定装置及びその方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100804698B1 (ko) * 2006-06-26 2008-02-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 soc 추정 방법 및 이를 이용하는 배터리 관리시스템 및 구동 방법
JP4649682B2 (ja) 2008-09-02 2011-03-16 株式会社豊田中央研究所 二次電池の状態推定装置
JP2010135075A (ja) 2008-12-02 2010-06-17 Calsonic Kansei Corp 組電池の温度推定方法及び装置
JP5307113B2 (ja) * 2010-12-20 2013-10-02 古河電気工業株式会社 満充電検知装置および満充電検知方法
KR101486470B1 (ko) * 2012-03-16 2015-01-26 주식회사 엘지화학 배터리 상태 추정 장치 및 방법
KR101547006B1 (ko) * 2012-10-26 2015-08-24 주식회사 엘지화학 배터리 잔존 용량 추정 장치 및 방법
KR101399345B1 (ko) 2012-11-27 2014-05-27 에스케이씨앤씨 주식회사 배터리 잔여랑을 추정하는 방법
WO2015056964A1 (ko) * 2013-10-14 2015-04-23 주식회사 엘지화학 하이브리드 이차 전지의 상태 추정 장치 및 그 방법
KR101630411B1 (ko) * 2013-10-22 2016-06-14 주식회사 엘지화학 배터리 팩 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR101529515B1 (ko) * 2014-06-12 2015-06-17 국방과학연구소 Mmae-ekf를 이용한 배터리의 soc 추정 방법 및 그 장치
CN104242393A (zh) * 2014-09-12 2014-12-24 安徽启光能源科技研究院有限公司 基于动态soc估算系统的电池管理系统
CN106291375A (zh) * 2016-07-28 2017-01-04 河南许继仪表有限公司 一种基于电池老化的soc估算方法和装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016540962A (ja) 2013-10-14 2016-12-28 エルジー・ケム・リミテッド ハイブリッド二次電池の状態推定装置及びその方法
WO2015133103A1 (ja) 2014-03-03 2015-09-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池の状態推定装置、および、電池の状態推定方法
WO2016059869A1 (ja) 2014-10-17 2016-04-21 株式会社 東芝 二次電池の充電状態推定装置及びその充電状態推定方法

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