JP7116886B2 - 状態推定装置 - Google Patents
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Description
初めに、本実施形態にて開示する状態推定装置の概要について説明する。
複数の蓄電素子を有する組電池の状態を推定する状態推定装置であって、前記蓄電素子は、残存容量に対するOCVの変化量が平坦な低変化領域と、残存容量に対するOCVの変化量が前記低変化領域よりも大きい高変化領域とを有しており、前記複数の蓄電素子の実容量に対する高変化領域の変化位置に基づいて組電池の状態を推定する構成とした。
ここで、「SOC」とは、蓄電素子21の充電状態を示しており、満充電状態のSOCを100[%]としており、満充電状態の蓄電素子の残存容量(いわゆる、電池容量)に対する各時点の蓄電素子の残存容量の比率をいう。そこで、本発明者らは、残存容量とOCVとの相関関係を用い、残存容量とOCVとの相関関係において、各蓄電素子における高変化領域の変化位置を比較するなど、高変化領域の変化位置に基づいて組電池の状態を推定するという着想に至った。
このような構成によると、例えば、各蓄電素子の中間領域の変化位置の順序が入れ替わるなど、各蓄電素子における中間領域の相対比較をするだけで、複雑な処理などを用いなくても、蓄電素子、ひいては組電池に劣化や異常が生じていると推定することができる。
このような構成によると、例えば、1か月など所定の時間内に、全ての蓄電素子に異常が生じるような場合においても、蓄電素子の異常の推定を行うことができる。
なお、本明細書によって開示される技術は、組電池の状態を推定する状態推定方法、状態推定プログラムに適用することができる。
本明細書に開示された実施形態について図1から図12を参照して説明する。
本実施形態は、図1に示すように、車両1のエンジンルーム2に設置される蓄電装置10を例示しており、エンジンルーム2内において、エンジン始動用のスターターモータや電装品などの車両負荷3、オルターネータなどの車両発電機4などに接続されている。
蓄電装置10は、図4に示すように、組電池20と、電池管理装置(以下、「BMU」という)(「状態推定装置」の一例)30と、電流検出抵抗41と、電流遮断装置42と、温度センサ43と、放電回路44とを備えて構成されている。
つまり、劣化した蓄電素子21のSOC-OCV相関関係が、未使用の蓄電素子21のSOC-OCV相関関係よりも、OCVの変化の割合がX軸方向(SOCが変化する方向)に延びた状態になってしまう。そこで、蓄電素子の残存容量とOCVとの関係を明確にするために、図8から図12に示すグラフでは、X軸を蓄電素子21の残存容量[Ah]、Y軸をOCV[V]とする残存容量とOCVとの相関関係(以下、「残存容量-OCV相関関係」という)を示した。ここで、図8から図12に示すグラフでは、未使用の蓄電素子αを実線、劣化した蓄電素子βを一点鎖線で表し、両蓄電素子21を満充電状態の位置で揃えて示した。
しかしながら、劣化した蓄電素子βの低変化領域IVは、未使用の蓄電素子αの低変化領域IVに比べて、短縮しており、蓄電素子21の実容量が低下していることがわかる。
電素子21との各容量差(容量ばらつき)を第1位置(図11を参照)における容量差として算出する。
なお、例えば、基準素子(第3蓄電素子C)と第2蓄電素子Bとにおける劣化量が0.4[Ah]であり、第3蓄電素子Cと第4蓄電素子Dとにおける劣化量も0.4[Ah]である場合、いずれも劣化差が劣化許容値(0.2[Ah])を超えている。
このような場合には、第3蓄電素子Cの劣化度合が大きく、第3蓄電素子Cが異常な状態であると推定し、組電池20が使用不可であると判定する。
次に、実施形態2について図13および図14を参照して説明する。
実施形態2は、実施形態1における状態推定処理におけるS14の処理とS18以降の処理を変更したものであって、実施形態1と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態1と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
ここで、第2蓄電素子Bと第4蓄電素子Dとの順位が使用前(図10参照)と使用後(図14参照)とで逆転している。つまり、第2蓄電素子Bと第4蓄電素子Dとのいずれかの蓄電素子21の劣化度合が大きく、組電池20が異常な状態であるとして、組電池20が使用不可であると推定する。
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
また、大容量発電システムの場合には、遠隔地からリモート操作などによりサーバなどを介して状態推定処理を実行してもよい。
20:組電池
30:電池管理装置(「状態推定装置」の一例)
Claims (1)
- 複数の蓄電素子を有する組電池の状態を推定する状態推定装置であって、
前記蓄電素子は、残存容量に対するOCVの変化量が平坦な低変化領域と、残存容量に対するOCVの変化量が前記低変化領域よりも大きい高変化領域とを有しており、
前記複数の蓄電素子の実容量に対する高変化領域の変化位置に基づいて組電池の状態を推定し、
前記蓄電素子は、2つの前記低変化領域の間に、前記高変化領域である中間領域を有しており、前記複数の蓄電素子の実容量に対する中間領域の変化位置に基づいて組電池の状態を推定し、
前記複数の蓄電素子の未使用時もしくは前回の使用以前における中間領域の位置である第1位置と、前記複数の蓄電素子の使用後における中間領域の位置である第2位置とに基づいて、それぞれの前記蓄電素子における実容量の変化量を算出し、組電池の状態を推定し、
それぞれの前記蓄電素子における実容量の変化量が、所定時間内に許容範囲外となる場合に、組電池に異常があると推定する、状態推定装置。
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