JP7274368B2 - battery control system - Google Patents

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Description

本開示は、電池制御システムに関する。 The present disclosure relates to battery control systems.

従来から複数の単位電池を組み合わせて構成される電池パックの表面温度に基づいて入出力制限を行う電池パック入出力制御装置に関する発明が知られている(下記特許文献1を参照)。この従来の制御装置は、電池パックの内部の最大温度を推定する最大温度推定部として、電池パックの表面温度と内部温度との温度差を推定する内外温度差推定モジュールと、各単位電池の内部抵抗の相違に起因する温度差を推定するR起因温度差推定モジュールとを含む。ここで、内外温度差とR起因温度差の推定には、吸気温度、電流負荷、冷却風量が考慮される。また、制御装置、推定された最大温度に基づいて電池パックの入出力電力の制限を行う入出力制限部を含む(同文献、要約等を参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an invention related to a battery pack input/output control device that limits input/output based on the surface temperature of a battery pack configured by combining a plurality of unit batteries is known (see Patent Document 1 below). This conventional control device includes an inside/outside temperature difference estimation module for estimating the temperature difference between the surface temperature and the inside temperature of the battery pack as a maximum temperature estimation unit for estimating the maximum temperature inside the battery pack, an R-caused temperature difference estimation module for estimating the temperature difference due to the resistance difference. Here, the intake air temperature, current load, and cooling air volume are taken into consideration in estimating the inside/outside temperature difference and the R-caused temperature difference. It also includes a controller and an input/output limiter that limits the input/output power of the battery pack based on the estimated maximum temperature (see the same document, abstract, etc.).

上記従来の制御装置は、電池パックの内部における最大温度を推定し、推定された最大温度に基づいて電池パックの入出力制限を行う。ここで、電池パックの最大温度の推定は、電池内部温度と電池表面温度との間の差である電池内外温度差を、吸気温度と電流負荷と冷却風量の中の少なくとも1つに応じて推定し、複数の配置位置における各電池電圧と電流値とから各単位電池の内部抵抗を推定し、各単位電池の内部抵抗の相違に起因する電池パック内の温度差を推定する。そして、これらによって推定される温度差の合計値を電池表面温度の最大値に加算して電池パックの最大温度を推定する。このように、吸気温度や電流負荷や冷却風量の影響、単位電池の内部抵抗のばらつきの影響を反映して電池パックの最大温度を推定するので、電池パックの入出力制限を、より十分に行うことができる(同文献、第0018段落等を参照)。 The above conventional control device estimates the maximum temperature inside the battery pack and limits the input/output of the battery pack based on the estimated maximum temperature. Here, the estimation of the maximum temperature of the battery pack is performed by estimating the temperature difference between the inside and outside of the battery, which is the difference between the battery inside temperature and the battery surface temperature, according to at least one of the intake air temperature, the current load, and the cooling air flow rate. Then, the internal resistance of each unit battery is estimated from each battery voltage and current value at a plurality of placement positions, and the temperature difference in the battery pack due to the difference in internal resistance of each unit battery is estimated. Then, the total value of the temperature differences estimated by these is added to the maximum value of the battery surface temperature to estimate the maximum temperature of the battery pack. In this way, the maximum temperature of the battery pack is estimated by reflecting the influence of the intake air temperature, current load, cooling airflow, and the influence of the variation in the internal resistance of the unit battery, so that the input/output limit of the battery pack is more sufficiently restricted. (See Ibid., paragraph 0018, etc.).

また、複数の電荷蓄積素子が中にパッケージングされた、電気車両またはハイブリッド車両のトラクション電池のモジュールのコア温度を推定する方法が知られている(下記特許文献2を参照)。この従来の方法は、電池モジュールの外壁で温度を測定すること、および前記電池モジュールの前記電荷蓄積素子内で生じた熱の拡散モデルを確立することを特徴とする(同文献、請求項1等を参照)。 Also known is a method for estimating the core temperature of a module of a traction battery of an electric or hybrid vehicle in which a plurality of charge storage elements are packaged (see US Pat. This conventional method is characterized by measuring the temperature at the outer wall of the battery module and establishing a diffusion model of the heat generated within the charge storage element of the battery module (ibid., claim 1, etc.). ).

この従来の方法は、前記モデルが入力として受け取った前記モジュールの前記コア温度の関数として、前記電池モジュールの前記外壁の温度の推定値を出力として供給する。また、前記電池モジュールの前記コア温度の推定値を、前記測定温度に実質的に等しい温度値が前記モデルからの出力として得られるように、前記モデルの入力として供給される温度値を求めることによって計算する。 This conventional method provides as output an estimate of the temperature of the outer wall of the battery module as a function of the core temperature of the module which the model receives as input. Also, an estimate of the core temperature of the battery module is obtained by determining a temperature value supplied as an input to the model such that a temperature value substantially equal to the measured temperature is obtained as the output from the model. calculate.

この従来の方法は、前記モデルの入力として供給される温度値が、前記外壁で測定された前記温度と、前記モデルの前記出力温度との差が、実質的にゼロとなるように求められる。また、周囲空気の温度、および前記電池モジュールの端子における電流もやはり測定され、前記拡散モデルが、これらの測定値を入力として取り込む。また、電池モジュールの前記電荷蓄積素子内で生じた熱の前記拡散モデルが、前記電池モジュールの1次元空間メッシュの各ノードで熱方程式を適用することによって確立される(同文献、請求項2-4等を参照)。 This conventional method requires that the temperature values supplied as input to the model be such that the difference between the temperature measured at the outer wall and the output temperature of the model is substantially zero. The temperature of the ambient air and the current at the terminals of the battery module are also measured, and the diffusion model takes these measurements as inputs. Also, the diffusion model of the heat generated within the charge storage element of the battery module is established by applying a heat equation at each node of the one-dimensional spatial mesh of the battery module (ibid., claim 2- 4, etc.).

特開2011-222133号公報JP 2011-222133 A 特表2014-531711号公報Japanese Patent Publication No. 2014-531711

前記特許文献1に記載された従来の制御装置において、最大温度推定部が推定する電池パックの内部の最大温度は、電池パックの温度モデルの精度の限界から、電池パックの真の内部温度との間に誤差が生じる。 In the conventional control device described in Patent Document 1, the maximum internal temperature of the battery pack estimated by the maximum temperature estimator is different from the true internal temperature of the battery pack due to the accuracy limit of the temperature model of the battery pack. An error occurs between them.

前記特許文献2に記載された従来の方法では、電池モジュールの外壁で測定された温度と、電池モジュールの電荷蓄積素子内で生じた熱の拡散モデルの出力温度との差が、実質的にゼロとなるように、前記モデルの入力として供給される温度値が求められる。これを実現するには、たとえば、次のような二つの手法が考えられる。 In the conventional method described in Patent Document 2, the difference between the temperature measured at the outer wall of the battery module and the output temperature of the diffusion model of the heat generated inside the charge storage element of the battery module is substantially zero. The temperature values supplied as inputs to the model are determined such that In order to realize this, for example, the following two methods are conceivable.

一つは、前記モデルを表す数式に測定された温度を代入して連立方程式を解く手法である。もう一つは、電池モジュールのコア温度を少しずつ調整して、このコア温度から電池モジュールの外壁での温度を導く関数を用い、外壁で測定された温度と算出された温度との誤差が実質的にゼロになるまで計算を行う手法である。しかし、これらの手法は、いずれも計算負荷が高いという課題がある。 One is a method of substituting the measured temperature into the formula representing the model and solving simultaneous equations. The other is to adjust the core temperature of the battery module little by little and use a function to derive the temperature at the outer wall of the battery module from this core temperature. It is a method of performing calculations until it becomes zero. However, all of these methods have the problem that the calculation load is high.

本開示は、電池の真の内部温度とその演算値との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減可能な電池制御システムを提供する。 The present disclosure provides a battery control system capable of reducing the calculation load more than conventionally while suppressing the error between the true internal temperature of the battery and its calculated value.

本開示の一態様は、電池に流れる電流の大きさを測定する電流センサ、前記電池の表面温度を測定する温度センサ、記憶装置および中央処理装置を備えた電池制御システムであって、前記記憶装置は、前記電池の表面温度および内部温度と前記電流の大きさとの関係を規定した電池温度推定式と、前記表面温度の測定値と前記表面温度の演算値との差分を表面温度誤差とする誤差演算式と、前記電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係を規定した補正係数マップと、前記補正係数を乗じた前記表面温度誤差と前記内部温度の演算値との和を内部温度補正値とする内部温度補正式と、が記憶され、前記中央処理装置は、前記電流センサによって測定された前記電流の大きさを用い、前記電池温度推定式に基づいて前記表面温度および前記内部温度を演算し、前記表面温度の演算値と、前記温度センサによって測定された前記表面温度の測定値とを用い、前記誤差演算式に基づいて前記表面温度誤差を演算し、前記電流センサによる前記電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、前記補正係数マップに基づいて前記補正係数を演算し、前記補正係数、前記表面温度誤差および前記内部温度の演算値を用い、前記内部温度補正式に基づいて前記内部温度補正値を演算し、前記内部温度補正値に基づいて前記電池を制御することを特徴とする電池制御システムである。 One aspect of the present disclosure is a battery control system comprising a current sensor that measures the magnitude of current flowing through a battery, a temperature sensor that measures the surface temperature of the battery, a storage device, and a central processing unit, wherein the storage device is a battery temperature estimation formula that defines the relationship between the surface temperature and internal temperature of the battery and the magnitude of the current, and the difference between the measured value of the surface temperature and the calculated value of the surface temperature. A calculation formula, a correction coefficient map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient, and the sum of the surface temperature error multiplied by the correction coefficient and the calculated value of the internal temperature is corrected for internal temperature. and an internal temperature correction formula for the value, and the central processing unit uses the magnitude of the current measured by the current sensor to calculate the surface temperature and the internal temperature based on the battery temperature estimation formula. calculating the surface temperature error based on the error calculation formula using the calculated value of the surface temperature and the measured value of the surface temperature measured by the temperature sensor; calculating the correction factor based on the correction factor map using the magnitude and duration measurements; using the correction factor, the surface temperature error, and the calculated internal temperature based on the internal temperature correction formula The battery control system is characterized in that the internal temperature correction value is calculated by using the internal temperature correction value, and the battery is controlled based on the internal temperature correction value.

本開示の上記一態様によれば、電池の真の内部温度とその演算値との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減可能な電池制御システムを提供することができる。 According to the above aspect of the present disclosure, it is possible to provide a battery control system that can reduce the calculation load more than conventionally while suppressing the error between the true internal temperature of the battery and its calculated value.

本開示に係る電池制御システムの実施形態1を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 1 of a battery control system according to the present disclosure; FIG. 図1に示す電池制御システムを構成する電池パックの模式的な斜視図。FIG. 2 is a schematic perspective view of a battery pack that constitutes the battery control system shown in FIG. 1; 図2Aに示す電池パックの単電池の位置と内部温度との関係を示すグラフ。FIG. 2B is a graph showing the relationship between the positions of the single cells in the battery pack shown in FIG. 2A and the internal temperature; 図2Aに示す電池パックの模式的な断面図。Typical sectional drawing of the battery pack shown to FIG. 2A. 図2Aに示す電池パックの単電池の許容電力と温度との関係を示すグラフ。FIG. 2B is a graph showing the relationship between allowable power and temperature of the cells of the battery pack shown in FIG. 2A; FIG. 図1に示す電池制御システムを構成する単電池制御部の回路構成の一例。FIG. 2 is an example of a circuit configuration of a cell control unit that constitutes the battery control system shown in FIG. 1; FIG. 図1に示す電池制御システムの動作の一例を示すフロー図。FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the battery control system shown in FIG. 1; 図1に示す電池制御システムの機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of the battery control system shown in FIG. 1; 図7に示す誤差補正機能の出力である内部温度補正値のグラフ。8 is a graph of the internal temperature correction value, which is the output of the error correction function shown in FIG. 7; 図1に示す電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフ。4 is a graph for explaining the effect of the internal temperature correction value of the battery control system shown in FIG. 1; 図1に示す電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフ。4 is a graph for explaining the effect of the internal temperature correction value of the battery control system shown in FIG. 1; 図1に示す電池制御システムの許容電力に対する効果を説明するグラフ。4 is a graph for explaining the effect of the battery control system shown in FIG. 1 on allowable power; 図1に示す電池制御システムの許容電力に対する効果を説明するグラフ。4 is a graph for explaining the effect of the battery control system shown in FIG. 1 on allowable power; 本開示に係る電池制御システムの実施形態2の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of Embodiment 2 of the battery control system according to the present disclosure; 実施形態2の電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフ。9 is a graph for explaining the effect of the internal temperature correction value of the battery control system of the second embodiment; 本開示に係る電池制御システムの実施形態3の機能ブロック図。3 is a functional block diagram of Embodiment 3 of a battery control system according to the present disclosure; FIG. 本開示に係る電池制御システムの実施形態4の機能ブロック図。FIG. 4 is a functional block diagram of Embodiment 4 of the battery control system according to the present disclosure; 本開示に係る電池制御システムの実施形態5の機能ブロック図。FIG. 5 is a functional block diagram of Embodiment 5 of a battery control system according to the present disclosure;

以下、図面を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態を説明する。 Embodiments of a battery control system according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings.

電池は、モバイル端末から電力系統連携の安定化などの広い分野で利用されている。近年はCO問題や排ガス対策、化石燃料の枯渇対策として、電気自動車やハイブリッド車など電池を動力源とした自動車が注目されている。これらの自動車に搭載される電池システムは、電池の電圧、温度、電流を検出し、これらに基づいて電池の充電率などの状態量を計算し、電池の電流、電圧の制御値を決定する電池制御装置を備えている。 Batteries are used in a wide range of fields, from mobile terminals to stabilization of power grid connections. In recent years, automobiles using batteries as a power source, such as electric cars and hybrid cars, have been attracting attention as a countermeasure against the CO2 problem, exhaust gas, and fossil fuel depletion. The battery systems installed in these vehicles detect battery voltage, temperature, and current, calculate state quantities such as battery charging rate based on these, and determine control values for battery current and voltage. It has a controller.

以下の実施形態では、本開示に係る電池制御システムを、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)の電源を構成する電池システムに適用した例を説明する。なお、本開示に係る電池制御システムは、PHEVの電池システムだけでなく、ハイブリッド自動車(HEV)、電気自動車(EV)などの乗用車やハイブリッド鉄道車両を含む産業用車両の電源を構成する蓄電装置の蓄電器制御回路に適用可能である。 In the following embodiments, an example in which the battery control system according to the present disclosure is applied to a battery system that constitutes a power source of a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) will be described. In addition, the battery control system according to the present disclosure is not only a PHEV battery system, but also a power storage device that constitutes a power supply for industrial vehicles including passenger cars such as hybrid vehicles (HEV) and electric vehicles (EV) and hybrid railway vehicles. It is applicable to capacitor control circuits.

また、以下の実施形態では、本開示に係る電池制御システムの制御対象である電池として、リチウムイオン二次電池を採用した例を説明する。なお、電池としては、リチウムイオン二次電池に限定されず、ニッケル水素電池、鉛電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどを採用することが可能である。また、複数の単電池を直列に接続して組電池を構成してもよく、複数の単電池を並列に接続して組電池を構成してもよく、複数の単電池を直列に接続して電池群を構成し、さらに複数の電池群を並列に接続して組電池を構成してもよい。 Further, in the following embodiments, an example in which a lithium ion secondary battery is adopted as a battery to be controlled by the battery control system according to the present disclosure will be described. The battery is not limited to a lithium ion secondary battery, and a nickel hydrogen battery, a lead battery, an electric double layer capacitor, a hybrid capacitor, or the like can be used. Further, a plurality of cells may be connected in series to form an assembled battery, a plurality of cells may be connected in parallel to form an assembled battery, or a plurality of cells may be connected in series to form an assembled battery. A battery group may be formed, and a plurality of battery groups may be connected in parallel to form an assembled battery.

[実施形態1]
図1は、本開示に係る電池制御システムの実施形態1を示す概略構成図である。図1に示す例において、電池制御システム100は、リレー200を介して充電器300およびインバータ400に接続されている。また、電池制御システム100の組電池制御部150ならびに充電器300およびインバータ400は、信号線を介して車両制御部500に接続されている。さらにインバータ400は、モータジェネレータ600に接続されている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 1 of a battery control system according to the present disclosure. In the example shown in FIG. 1 , battery control system 100 is connected to charger 300 and inverter 400 via relay 200 . In addition, assembled battery control unit 150, charger 300, and inverter 400 of battery control system 100 are connected to vehicle control unit 500 via signal lines. Further, inverter 400 is connected to motor generator 600 .

本実施形態に係る電池制御システム100は、たとえば、組電池110と、単電池管理部120と、電流検知部130と、電圧検知部140と、組電池制御部150と、通信経路160と、絶縁素子170と、記憶装置180と、中央処理装置190とを備えている。組電池110は、たとえば、直流電流の充放電によって電気エネルギーの蓄積および放出が可能な複数の単電池1を直列に接続した構成を有している。また、図示を省略するが、組電池110は、たとえば、単電池1の周囲の環境温度を取得する環境温度センサを備えている。 The battery control system 100 according to the present embodiment includes, for example, an assembled battery 110, a cell management unit 120, a current detection unit 130, a voltage detection unit 140, an assembled battery control unit 150, a communication path 160, an insulation It comprises an element 170 , a storage device 180 and a central processing unit 190 . The assembled battery 110 has, for example, a configuration in which a plurality of single cells 1 capable of storing and releasing electrical energy by charging and discharging of direct current are connected in series. Also, although illustration is omitted, the assembled battery 110 includes, for example, an environmental temperature sensor that acquires the environmental temperature around the cells 1 .

図1に示す例において、組電池110は、複数の単電池1が直列に接続されて電池群111が構成され、複数の電池群111が直列に接続された構成を有している。図1では、図示の都合上、組電池110が、直列に接続された二つの電池群111を備え、各々の電池群111が、直列に接続された四つの単電池1を備える例を示している。しかし、組電池110が備える電池群111の数、直列または並列などの電池群111の接続方法、および、各々の電池群111が備える単電池1の数などは、特に限定されない。 In the example shown in FIG. 1, the assembled battery 110 has a configuration in which a plurality of unit cells 1 are connected in series to form a battery group 111, and the plurality of battery groups 111 are connected in series. For convenience of illustration, FIG. 1 shows an example in which the assembled battery 110 includes two battery groups 111 connected in series, and each battery group 111 includes four cells 1 connected in series. there is However, the number of battery groups 111 included in the assembled battery 110, the method of connecting the battery groups 111 in series or parallel, and the number of cells 1 included in each battery group 111 are not particularly limited.

個々の電池群111は、たとえば単電池1の状態管理および制御の単位となる。なお、複数の電池群111は、並列に接続されていてもよい。また、電池群111を構成する単電池1の数は、すべての電池群111で同数であってもよく、各々の電池群111で異なっていてもよい。 Each individual battery group 111 serves as a unit for state management and control of the cell 1, for example. Note that the plurality of battery groups 111 may be connected in parallel. Moreover, the number of cells 1 constituting the battery groups 111 may be the same in all the battery groups 111 or may be different in each battery group 111 .

図2Aは、図1に示す電池制御システム100を構成する電池パック100Pの一例を示す模式的な斜視図である。図2Bは、図2Aに示す電池パック100Pを構成する単電池1の位置と内部温度との関係を示すグラフである。図3は、図2Aに示す電池パック100Pの模式的な断面図である。なお、図2Aでは、組電池110の主要な構成を説明するために、電池パック100Pの筐体101およびジャンクションボックス102を仮想線(二点鎖線)で示し、筐体101の内部の一部の構成の図示を省略している。また、図2Bにおいて、横軸は電池パック100Pの高さ方向Zにおける単電池1の位置であり、縦軸は単電池1の内部温度である。 FIG. 2A is a schematic perspective view showing an example of a battery pack 100P configuring battery control system 100 shown in FIG. FIG. 2B is a graph showing the relationship between the positions of the single cells 1 forming the battery pack 100P shown in FIG. 2A and the internal temperature. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of battery pack 100P shown in FIG. 2A. In FIG. 2A, in order to describe the main configuration of the assembled battery 110, the housing 101 and the junction box 102 of the battery pack 100P are indicated by imaginary lines (two-dot chain lines). Illustration of the configuration is omitted. In FIG. 2B, the horizontal axis is the position of the cell 1 in the height direction Z of the battery pack 100P, and the vertical axis is the internal temperature of the cell 1. In FIG.

電池パック100Pは、たとえば、筐体101と、その筐体101の内部に収容される組電池110と、その組電池110とともに筐体101に収容されるジャンクションボックス102と、を備えている。筐体101は、たとえば、金属や樹脂を素材する矩形の箱形の容器である。組電池110は、たとえば、筐体101の底壁および側壁にボルトなどの締結部材を介して固定される。 The battery pack 100P includes, for example, a housing 101, an assembled battery 110 housed inside the housing 101, and a junction box 102 housed in the housing 101 together with the assembled battery 110. The housing 101 is, for example, a rectangular box-shaped container made of metal or resin. The assembled battery 110 is, for example, fixed to the bottom wall and side walls of the housing 101 via fastening members such as bolts.

筐体101の内部で組電池110の前方に配置されたジャンクションボックス102は、たとえば、組電池110を構成する金属板や金属ブロックなどの構造体112または筐体101に、ボルトなどの締結部材を介して直接または間接的に固定される。構造体112は、たとえば、複数の単電池1を集積させた電池群111の両側に配置され、外力が作用したときに組電池110を保護するとともに、組電池110の放熱を促進させる放熱部材としても機能する。なお、構造体112は、組電池110の用途によっては、省略することも可能である。 A junction box 102 disposed in front of the assembled battery 110 inside the housing 101 is, for example, a structure 112 such as a metal plate or a metal block constituting the assembled battery 110 or a fastening member such as a bolt is attached to the housing 101. fixed directly or indirectly through The structures 112 are arranged, for example, on both sides of a battery group 111 in which a plurality of unit cells 1 are integrated, and serve as a heat dissipation member that protects the assembled battery 110 when an external force acts and promotes heat dissipation of the assembled battery 110. also works. Note that the structure 112 may be omitted depending on the application of the assembled battery 110 .

組電池110は、複数の電池、すなわち、複数の単電池1を集積させ、たとえば直列に接続することによって構成されている。組電池110は、たとえば、複数の電池群111を含んでいる。一つの電池群111は、たとえば、共通の単電池管理部120によって管理される複数の単電池1を含んでいる。組電池110および電池群111を構成する複数の単電池1は、隣り合う二つの単電池1の外部端子を、たとえばバスバーなどの導電部材によって接続することで、直列または並列に接続される。 The assembled battery 110 is configured by integrating a plurality of batteries, that is, a plurality of unit cells 1 and connecting them in series, for example. The assembled battery 110 includes, for example, multiple battery groups 111 . One battery group 111 includes, for example, multiple cells 1 managed by a common cell management unit 120 . A plurality of unit cells 1 constituting assembled battery 110 and battery group 111 are connected in series or in parallel by connecting external terminals of two adjacent unit cells 1 with a conductive member such as a bus bar.

単電池1は、たとえば、扁平な角形のリチウムイオン二次電池であり、巻回体1aと、一対の集電板1bと、容器1cと、一対の外部端子1dとを備えている。巻回体1aは、長尺帯状の正極と負極を、長尺帯状のセパレータを介在させて重ね合せ、これらを巻回した構成を有している。巻回体1aは、巻回軸方向の一端で負極の集電体がセパレータから露出し、巻回軸方向の他端で正極の集電体がセパレータから露出している。 The unit cell 1 is, for example, a flat prismatic lithium ion secondary battery, and includes a wound body 1a, a pair of current collector plates 1b, a container 1c, and a pair of external terminals 1d. The wound body 1a has a structure in which a long belt-shaped positive electrode and a negative electrode are laminated with a long belt-shaped separator interposed therebetween and wound. In the wound body 1a, the negative electrode current collector is exposed from the separator at one end in the winding axial direction, and the positive electrode current collector is exposed from the separator at the other end in the winding axial direction.

一対の集電板1bのうち、一方の集電板1bは、巻回体1aの一端に露出した正極の集電体に接合された正極集電板であり、他方の集電板1bは巻回体1aの他端に露出した負極の集電体に接合された負極集電板である。容器1cは、たとえば、アルミニウムやその合金によって製作され、巻回体1a、集電板1bおよび電解液を収容するとともに、巻回体1a、集電板1b、および外部端子1dに対して電気的に絶縁されている。 Of the pair of current collector plates 1b, one current collector plate 1b is a positive electrode current collector plate joined to the positive electrode current collector exposed at one end of the wound body 1a, and the other current collector plate 1b is wound. This is a negative electrode current collector plate joined to the negative electrode current collector exposed at the other end of the winding body 1a. The container 1c is made of, for example, aluminum or its alloy, and accommodates the wound body 1a, the current collector plate 1b, and the electrolytic solution, and electrically connects the wound body 1a, the current collector plate 1b, and the external terminal 1d. insulated to

一対の外部端子1dは、容器1cの端面に絶縁部材を介して配置されている。一対の外部端子1dのうち、一方の外部端子1dは、容器1cの内部で正極集電板である一方の集電板1bに接続された正極外部端子であり、他方の外部端子1dは、容器1cの内部で負極集電板である他方の外部端子1dに接続された負極外部端子である。単電池1は、たとえば、一対の外部端子1dが設けられた容器1cの端面に、温度センサ2が配置されている。 A pair of external terminals 1d are arranged on the end face of the container 1c via an insulating member. Of the pair of external terminals 1d, one external terminal 1d is a positive electrode external terminal connected to one current collector 1b, which is a positive electrode current collector, inside the container 1c, and the other external terminal 1d is connected to the container. This is a negative external terminal connected to the other external terminal 1d, which is a negative current collecting plate, inside 1c. The unit cell 1 has, for example, a temperature sensor 2 arranged on the end face of a container 1c provided with a pair of external terminals 1d.

図2Aに示す電池パック100Pにおいて、単電池1は、たとえば扁平な角形の形状を有している。偏平角形の複数の単電池1は、各々の単電池1の幅方向が筐体101の底壁に平行になるように、各々の単電池1の厚さ方向に重ねられ、筐体101の底壁の上に配置されている。図2Aに示す例では、筐体101の底壁に垂直な組電池110の高さ方向Zに六個の単電池1を集積させた電池群111が、単電池1の幅方向に二列、並んで配置されている。なお、電池群111を構成する単電池1の数や、電池群111の数は特に限定されない。 In battery pack 100P shown in FIG. 2A, cell 1 has, for example, a flat rectangular shape. A plurality of flat prismatic cells 1 are stacked in the thickness direction of each cell 1 so that the width direction of each cell 1 is parallel to the bottom wall of the housing 101, and the bottom of the housing 101 is formed. placed on the wall. In the example shown in FIG. 2A, a battery group 111 in which six cells 1 are integrated in the height direction Z of the assembled battery 110 perpendicular to the bottom wall of the housing 101 is arranged in two rows in the width direction of the cells 1. placed side by side. In addition, the number of cells 1 constituting the battery group 111 and the number of the battery groups 111 are not particularly limited.

このような単電池1の配置では、単電池1の温度分布に次のような傾向がある。たとえば、図2Bに示すように、複数の単電池1が集積された電池パック100Pの高さ方向Zにおいて、両端の単電池1の内部温度が最も低く、中央部に配置された単電池1の内部温度が最も高くなる傾向がある。これは、複数の単電池1が集積された方向において、両端の単電池1の放熱が、中央部に配置された単電池1の放熱よりも容易であるためである。また、各々の単電池1においても、たとえば、冷媒、放熱部材、構造体112などと接触している部分は放熱が促進され、その他の部分よりも低温になる傾向がある。 With such an arrangement of the cells 1, the temperature distribution of the cells 1 has the following tendency. For example, as shown in FIG. 2B, in the height direction Z of a battery pack 100P in which a plurality of cells 1 are integrated, the internal temperature of the cells 1 at both ends is the lowest, and the temperature of the cells 1 placed in the center is the lowest. The internal temperature tends to be the highest. This is because, in the direction in which the plurality of cells 1 are stacked, heat dissipation from the cells 1 at both ends is easier than that from the cells 1 arranged in the center. Also, in each unit cell 1, for example, heat dissipation is accelerated in the portions that are in contact with the coolant, the heat radiating member, the structure 112, etc., and the temperature tends to be lower than the other portions.

図4は、単電池1の許容電力と、単電池1の温度との関係を示すグラフである。単電池1の制御パラメータの多くは、単電池1の温度に依存する。そのような制御パラメータの一つとして、直流抵抗(Direct Current Resistance:DCR)がある。DCRは、単電池1の温度が低下するほど上昇する。そのため、図4に示すように、単電池1の温度が低下するほど、単電池1の許容電力が低下する。ここで、許容電力とは、単電池1の保護をするために設定された単電池1が出力可能な最大電力値である。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the allowable power of the cell 1 and the temperature of the cell 1. As shown in FIG. Many of the control parameters for the single cell 1 depend on the temperature of the single cell 1 . One such control parameter is Direct Current Resistance (DCR). DCR increases as the temperature of the cell 1 decreases. Therefore, as shown in FIG. 4, the allowable power of the cell 1 decreases as the temperature of the cell 1 decreases. Here, the allowable power is the maximum power value that the cell 1 can output, which is set to protect the cell 1 .

図1に示す各々の電池群111を構成する複数の単電池1のうち、少なくとも一つの単電池1の外表面には、その単電池1の表面温度を測定する温度センサ2が設けられている。組電池110の許容電力は、単電池1の充電時や放電時に、単電池1の上限電圧や下限電圧に達する電力である。単電池1の内部抵抗は、単電池1の内部温度が低いほど高くなる傾向がある。そのため、直列に接続されて同じ大きさの電流が流れる複数の単電池1のうち、最低温度の単電池1が最短時間で上限電圧や下限電圧に達する。 A temperature sensor 2 for measuring the surface temperature of at least one cell 1 among the plurality of cells 1 constituting each battery group 111 shown in FIG. 1 is provided on the outer surface of the cell 1. . The allowable power of the assembled battery 110 is the power that reaches the upper limit voltage or lower limit voltage of the cell 1 when the cell 1 is charged or discharged. The internal resistance of the cell 1 tends to increase as the internal temperature of the cell 1 decreases. Therefore, among the plurality of cells 1 connected in series and through which the same amount of current flows, the cell 1 with the lowest temperature reaches the upper limit voltage or the lower limit voltage in the shortest time.

すなわち、組電池110の許容電力は、組電池110に最大電流が流れているときの出力であり、組電池110に流すことができる最大電流は、直列に接続された複数の単電池1のうち、最低温度の単電池1の下限電流および上限電流によって制限される。したがって、組電池110の許容電力を算出するには、電池群111を構成する複数の単電池1のうち、最低温度の単電池1の内部温度を用いる必要がある。 That is, the allowable power of the assembled battery 110 is the output when the maximum current is flowing through the assembled battery 110, and the maximum current that can be passed through the assembled battery 110 is , is limited by the lower and upper currents of the cell 1 at the lowest temperature. Therefore, in order to calculate the allowable power of the assembled battery 110, it is necessary to use the internal temperature of the cell 1 having the lowest temperature among the plurality of cells 1 forming the battery group 111. FIG.

そのため、温度センサ2は、たとえば、前述のような単電池1の温度分布の傾向を考慮して、各々の電池群111を構成する複数の単電池1のうち、最も低温になる単電池1の外表面に設けられる。また、温度センサ2は、各々の電池群111を構成する複数の単電池1のうち、最も低温になる単電池1と、最も高温になる単電池1の外表面に設置してもよい。また、温度センサ2は、各々の電池群111を構成するすべての単電池1の外表面に設置してもよい。 Therefore, the temperature sensor 2, for example, considers the tendency of the temperature distribution of the unit cells 1 as described above, and determines the unit cell 1 having the lowest temperature among the plurality of unit cells 1 constituting each battery group 111. Provided on the outer surface. Moreover, the temperature sensors 2 may be installed on the outer surface of the cell 1 that has the lowest temperature and the cell 1 that has the highest temperature among the plurality of cells 1 forming each battery group 111 . Also, the temperature sensor 2 may be installed on the outer surface of all the single cells 1 constituting each battery group 111 .

ジャンクションボックス102は、たとえば、単電池管理部120や中央処理装置190を含む組電池制御部150などの制御部およびリレーなどの電子部品が収容され、組電池110に接続されている。また、ジャンクションボックス102は、たとえば、単電池1の電圧を測定する電圧センサとしての電圧検出回路121a(図5参照)、温度センサ2、電流検知部130および電圧検知部140などに接続されている。 Junction box 102 accommodates, for example, control units such as cell management unit 120 and assembled battery control unit 150 including central processing unit 190 and electronic components such as relays, and is connected to assembled battery 110 . Also, the junction box 102 is connected to, for example, a voltage detection circuit 121a (see FIG. 5) as a voltage sensor for measuring the voltage of the cell 1, the temperature sensor 2, the current detection unit 130, the voltage detection unit 140, and the like. .

単電池管理部120は、たとえば図1に示すように、各々の電池群111に対して設けられた単電池制御部121を備えている。単電池制御部121は、電池群111を構成する各々の単電池1の状態を監視し、各々の単電池1を制御する。 The cell management unit 120 includes a cell control unit 121 provided for each battery group 111, as shown in FIG. 1, for example. The cell control unit 121 monitors the state of each cell 1 forming the battery group 111 and controls each cell 1 .

図5は、図1に示す電池制御システム100の単電池管理部120を構成する単電池制御部121の回路構成の一例である。単電池制御部121は、たとえば、電圧検出回路121aと、温度検知部121bと、制御回路121cと、信号入出力回路121dとを備えている。また、図示を省略するが、単電池制御部121は、たとえば、単電池1の自己放電や消費電流のばらつきなどにともなって発生する単電池1間の電圧やSOCのばらつきを均等化する回路を備えている。 FIG. 5 is an example of a circuit configuration of the cell control section 121 that constitutes the cell management section 120 of the battery control system 100 shown in FIG. The cell control unit 121 includes, for example, a voltage detection circuit 121a, a temperature detection unit 121b, a control circuit 121c, and a signal input/output circuit 121d. Although not shown, the cell control unit 121 includes a circuit that equalizes variations in voltage and SOC among the cells 1 that occur due to self-discharge of the cells 1 and variations in current consumption. I have.

電圧検出回路121aは、単電池1の電圧を測定する電圧センサであり、電池群111を構成する各々の単電池1の正極と負極の外部端子1dの間の電圧を測定する。温度検知部121bは、たとえば単電池1の表面温度を測定する温度センサ2に接続された温度検出回路である。なお、温度センサ2によって測定した単電池1の表面温度の検出は、電圧検出回路121aによって行うことも可能である。 The voltage detection circuit 121 a is a voltage sensor that measures the voltage of the cell 1 , and measures the voltage between the positive and negative external terminals 1 d of each cell 1 that constitutes the battery group 111 . Temperature detection unit 121b is a temperature detection circuit connected to temperature sensor 2 that measures the surface temperature of cell 1, for example. The surface temperature of the cell 1 measured by the temperature sensor 2 can also be detected by the voltage detection circuit 121a.

温度検知部121bは、たとえば、電池群111の全体として、少なくとも一つの温度を測定し、その温度をその電池群111を構成する単電池1の温度の代表値として出力する。そのため、図5に示す例において、単電池制御部121は、一つの温度検知部121bを備えている。なお、単電池制御部121は、各々の単電池1に対して一つの温度検知部121bを有してもよい。しかし、この場合は、単電池制御部121に一つの温度検知部121bを設ける場合よりも単電池制御部121の構成が複雑になる。 Temperature detection unit 121b measures, for example, at least one temperature of battery group 111 as a whole, and outputs the temperature as a representative value of the temperature of unit cells 1 forming battery group 111 . Therefore, in the example shown in FIG. 5, the cell control unit 121 includes one temperature detection unit 121b. Note that the cell control unit 121 may have one temperature detection unit 121b for each cell 1 . However, in this case, the configuration of the cell control unit 121 becomes more complicated than when the single cell control unit 121 is provided with one temperature detection unit 121b.

温度検知部121bから出力される単電池1の表面温度は、たとえば、単電池制御部121および組電池制御部150において、単電池1、電池群111、または組電池110の状態を判定するための各種の演算に用いられる。また、温度検知部121bから出力される単電池1の表面温度は、たとえば、中央処理装置190による各種の演算に用いられる。 The surface temperature of the cell 1 output from the temperature detection unit 121b is used, for example, by the cell control unit 121 and the assembled battery control unit 150 to determine the state of the cell 1, the battery group 111, or the assembled battery 110. Used for various calculations. Also, the surface temperature of the cell 1 output from the temperature detection unit 121b is used for various calculations by the central processing unit 190, for example.

制御回路121cは、電圧検出回路121aから出力された単電池1の外部端子1d間の電圧値と、温度検知部121bから出力された単電池1の表面温度の測定値とが入力される。制御回路121cは、入力された各々の単電池1の電圧値と、電池群111ごとの単電池1の表面温度の測定値とを、信号入出力回路121dへ出力する。信号入出力回路121dは、制御回路121cから出力された単電池1の電圧値と、電池群111ごとの単電池1の表面温度の測定値とを、通信経路160および絶縁素子170を介して組電池制御部150へ出力する。 The control circuit 121c receives the voltage value between the external terminals 1d of the cell 1 output from the voltage detection circuit 121a and the measured value of the surface temperature of the cell 1 output from the temperature detection section 121b. The control circuit 121c outputs the input voltage value of each unit cell 1 and the measured value of the surface temperature of the unit cell 1 for each battery group 111 to the signal input/output circuit 121d. The signal input/output circuit 121d combines the voltage value of the cell 1 output from the control circuit 121c and the measured value of the surface temperature of the cell 1 for each battery group 111 via the communication path 160 and the insulating element 170. Output to battery control unit 150 .

図1に示すように、電流検知部130は、たとえば組電池110に流れる電流を検知して電流値を測定する電流計または電流センサである。電圧検知部140は、たとえば組電池110の全体の電圧を検知して電圧値を測定する電圧計または電圧センサである。組電池制御部150は、たとえば、組電池110の状態を検知するとともに、組電池110の状態を管理する。より具体的には、組電池制御部150には、たとえば、単電池管理部120から出力された単電池1の電圧や温度、電流検知部130から出力された組電池110を流れる電流値、電圧検知部140から出力された電池群111の全体の電圧値などの情報が入力される。 As shown in FIG. 1, the current detection unit 130 is, for example, an ammeter or a current sensor that detects current flowing through the assembled battery 110 and measures the current value. Voltage detection unit 140 is, for example, a voltmeter or a voltage sensor that detects the overall voltage of assembled battery 110 and measures the voltage value. The assembled battery control unit 150 , for example, detects the state of the assembled battery 110 and manages the state of the assembled battery 110 . More specifically, the assembled battery control unit 150 stores, for example, the voltage and temperature of the unit cells 1 output from the unit cell management unit 120, the current value flowing through the assembled battery 110 output from the current detection unit 130, the voltage Information such as the voltage value of the entire battery group 111 output from the detection unit 140 is input.

組電池制御部150は、たとえば中央処理装置190を備え、入力された情報に基づいて組電池110の状態を判定および検知する。組電池制御部150は、組電池110の状態の判定結果または検知結果を、信号線を介して単電池管理部120や車両制御部500へ出力する。また、組電池制御部150は、たとえば通信経路160およびフォトカプラなどの絶縁素子170を介して単電池管理部120に接続され、単電池管理部120との間で通信経路160および絶縁素子170を介して信号を送受信する。 Assembled battery control unit 150 includes, for example, a central processing unit 190, and determines and detects the state of assembled battery 110 based on input information. The assembled battery control unit 150 outputs the determination result or the detection result of the state of the assembled battery 110 to the cell management unit 120 and the vehicle control unit 500 via the signal line. In addition, assembled battery control unit 150 is connected to cell management unit 120 via, for example, communication path 160 and insulation element 170 such as a photocoupler. Send and receive signals through

組電池制御部150と単電池管理部120とは、たとえば動作電源が異なっている。具体的には、組電池制御部150は、たとえば車載補機用の14[V]系の電源を用い、単電池管理部120は、たとえば組電池110を電源として用いる。そのため、組電池制御部150と単電池管理部120とは、相互に絶縁素子170を介して信号を送受信する。なお、絶縁素子170は、単電池管理部120を構成する回路基板に実装してもよく、組電池制御部150を構成する回路基板に実装してもよい。また、電池制御システム100の構成によっては、絶縁素子170を省略することも可能である。 The battery pack control unit 150 and the cell management unit 120 have different operating power sources, for example. Specifically, assembled battery control unit 150 uses, for example, a 14 [V] system power supply for in-vehicle accessories, and cell management unit 120 uses, for example, assembled battery 110 as a power supply. Therefore, the assembled battery control unit 150 and the unit cell management unit 120 mutually transmit and receive signals via the insulating element 170 . Note that the insulating element 170 may be mounted on the circuit board that constitutes the cell management unit 120 or may be mounted on the circuit board that constitutes the assembled battery control unit 150 . Also, depending on the configuration of the battery control system 100, the insulating element 170 may be omitted.

組電池制御部150と単電池管理部120を構成する複数の単電池制御部121との間の通信について、より詳細に説明する。複数の単電池制御部121は、たとえば各々の電池群111と同様に直列に接続されている。すなわち、複数の単電池制御部121は、監視対象の電池群111の電位が最も高い単電池制御部121から、監視対象の電池群111の電位が最も低い単電池制御部121まで、監視対象の電池群111の電位の降順に直列に接続されている。 Communication between the assembled battery control unit 150 and the plurality of cell control units 121 constituting the cell management unit 120 will be described in more detail. A plurality of cell control units 121 are connected in series, for example, like each battery group 111 . That is, the plurality of unit cell control units 121 are arranged from the unit cell control unit 121 having the highest potential of the battery group 111 to be monitored to the unit cell control unit 121 having the lowest potential of the battery group 111 to be monitored. They are connected in series in descending order of potential of the battery group 111 .

組電池制御部150から出力された情報は、通信経路160および絶縁素子170を介して、監視対象の電池群111の電位が最も高い単電池制御部121に入力される。さらに、組電池制御部150から出力されて監視対象の電池群111の電位が最も高い単電池制御部121に入力された情報およびその単電池制御部121の出力は、その次に監視対象の電池群111の電位が高い単電池制御部121へ入力される。 The information output from the battery pack control unit 150 is input to the unit cell control unit 121 in which the monitored battery group 111 has the highest potential via the communication path 160 and the insulating element 170 . Furthermore, the information output from the assembled battery control unit 150 and input to the unit cell control unit 121 having the highest potential of the monitored battery group 111 and the output of the unit cell control unit 121 are the next monitored batteries. It is input to the cell control unit 121 in which the potential of the group 111 is high.

これが順次繰り返されることで、最終的にすべての電池群111の情報を含む情報が監視対象の電池群111の電位が最も低い単電池制御部121から出力され、通信経路160および絶縁素子170を介して組電池制御部150に入力される。なお、隣り合う単電池制御部121間の通信は、たとえば、これらの間に配置した絶縁素子170を介して行うことも可能である。 By sequentially repeating this, information including information on all battery groups 111 is finally output from the cell control unit 121 with the lowest potential of the battery group 111 to be monitored, and is output via the communication path 160 and the insulating element 170. is input to the assembled battery control unit 150 . Communication between adjacent unit cell control units 121 can be performed, for example, via an insulating element 170 arranged between them.

記憶装置180は、たとえば、RAMやROMなどのメモリやハードディスクなどによって構成され、図1に示す例において、組電池制御部150の外部に設けられている。なお、記憶装置180は、組電池制御部150を構成する回路基板に実装されていてもよい。また、記憶装置180は、たとえば、組電池制御部150や単電池制御部121を構成する回路基板のそれぞれに実装されていてもよい。 The storage device 180 is configured by, for example, a memory such as a RAM or a ROM, a hard disk, or the like, and is provided outside the assembled battery control unit 150 in the example shown in FIG. Note that the storage device 180 may be mounted on a circuit board that constitutes the assembled battery control unit 150 . Further, the storage device 180 may be mounted, for example, on each of the circuit boards that constitute the assembled battery control section 150 and the cell control section 121 .

記憶装置180は、たとえば、組電池110、それぞれの電池群111、およびそれぞれの単電池1の情報が記憶される。具体的には、たとえば、前記した各構成についての内部抵抗特性、満充電時の容量、分極特性、劣化特性、個体差情報、充電率(State of charge: SOC)、開放電圧(Open circuit voltage: OCV)などの情報が、記憶装置180に記憶される。また、記憶装置180は、たとえば、電池温度推定式と、誤差演算式と、補正係数マップと、内部温度補正式と、が記憶されている。以下、記憶装置180に記憶される演算式をより詳細に説明する。 Storage device 180 stores, for example, information on assembled battery 110 , each battery group 111 , and each single cell 1 . Specifically, for example, internal resistance characteristics, capacity at full charge, polarization characteristics, deterioration characteristics, individual difference information, state of charge (SOC), open circuit voltage (Open circuit voltage: OCV) is stored in storage device 180 . Storage device 180 also stores, for example, a battery temperature estimation formula, an error calculation formula, a correction coefficient map, and an internal temperature correction formula. The arithmetic expressions stored in the storage device 180 will be described in more detail below.

電池温度推定式は、単電池1の表面温度および内部温度と、単電池1に流れる電流の大きさとの関係を規定した式である。電池温度推定式は、たとえば単電池1の温度モデルであり、以下の数式(1)および(2)によって表される。 The battery temperature estimation formula is a formula that defines the relationship between the surface temperature and internal temperature of the cell 1 and the magnitude of the current flowing through the cell 1 . The battery temperature estimation formula is, for example, a temperature model of the cell 1, and is represented by the following formulas (1) and (2).

Figure 0007274368000001
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Figure 0007274368000002
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上記数式(1)において、T(t)seqは、単電池1の温度の演算値であり、fは、たとえば熱回路網法によって規定される関数である。熱回路網法は、モデル化対象の熱的な系を、簡単化した複数の質点間の熱量の移動で表現する手法である。熱移動量は、2点間の温度差と熱抵抗によって決まり、移動および発生した熱量は、系全体で質点の温度上昇に用いる熱量として保存される。 In the above formula (1), T(t) seq is the calculated value of the temperature of the unit cell 1, and f is a function defined by the thermal network method, for example. The thermal network method is a method of expressing a thermal system to be modeled by the transfer of heat quantity between a plurality of simplified mass points. The amount of heat transfer is determined by the temperature difference and thermal resistance between two points, and the amount of heat transferred and generated is stored as the amount of heat used to raise the temperature of the mass point in the entire system.

また、上記数式(1)において、tは今回の演算時の時刻、Δtは前回の演算時の時刻と今回の演算時の時刻との時間間隔、T(t-Δt)seqは、前回の演算時刻における単電池1の温度の演算値、Qgen(t)は、単電池1の発熱量、Tamb(t)は、単電池1の周囲の環境温度である。なお、T(t)seqおよびT(t-Δt)seqは、単電池1の内部温度Tin(t)、表面温度Tsur(t)、およびその他の部分の温度Toth(t)を含む単電池1の複数の部分の温度の数列である。 In the above formula (1), t is the time of the current calculation, Δt is the time interval between the time of the previous calculation and the time of the current calculation, and T(t-Δt) seq is the previous calculation. A calculated value of the temperature of the cell 1 at the time, Q gen (t) is the amount of heat generated by the cell 1 , and Tamb (t) is the environmental temperature around the cell 1 . Note that T(t) seq and T(t−Δt) seq include the internal temperature T in (t) of the cell 1, the surface temperature T sur (t), and the temperature T oth (t) of other parts. 2 is a sequence of temperatures of portions of the cell 1;

なお、関数fは、上記数式(1)に限定されない。具体的には、たとえば、前回の単電池1の温度の演算値T(t-Δt)seqと発熱量Qgen(t)、および環境温度Tambを用い、単電池1の温度T(t)seqは、前回の単電池1の温度の演算値T(t-Δt)seqを開始温度とし、電池設計によって定まる時定数τで環境温度Tambに近づく式でもよい。 Note that the function f is not limited to the above formula (1). Specifically, for example, using the previous calculated value T(t-Δt) seq of the temperature of the cell 1, the heat generation amount Q gen (t), and the ambient temperature T amb , the temperature T(t) of the cell 1 seq may be a formula that takes the previous calculated value T(t−Δt) seq of the temperature of the cell 1 as the starting temperature and approaches the ambient temperature T amb with a time constant τ determined by the battery design.

また、前回の単電池1の温度の演算値T(t-Δt)seqと発熱量Qgen(t)、および環境温度Tambと、今回の単電池1の内部温度Tinとの関係を規定したマップが記憶装置180に記憶されていてもよい。この場合、前回の単電池1の温度の演算値T(t-Δt)seqと発熱量Qgen(t)と環境温度Tambとを入力とし、今回の単電池1の内部温度Tinをマップから探索するようにしてもよい。 In addition, the relationship between the previous calculated value T(t-Δt) seq of the temperature of the single cell 1, the amount of heat generation Q gen (t), the environmental temperature Tamb , and the current internal temperature Tin of the single cell 1 is defined. The resulting map may be stored in storage device 180 . In this case, the previous calculation value T(t-Δt) seq of the temperature of the single cell 1, the heat generation amount Q gen (t), and the ambient temperature T amb are input, and the current internal temperature T in of the single cell 1 is mapped. You may make it search from.

上記数式(2)において、Rは、単電池1の抵抗の演算値、SOC(t)は、演算時の時刻tにおける単電池1のSOCの演算値、T’in(t-Δt)は、前回の単電池1の内部温度補正値、I(t)は、単電池1を流れる電流の測定値である。単電池1の抵抗値は、たとえば、単電池1の抵抗値とSOCと温度との関係から求めることが可能である。すなわち、記憶装置180は、単電池1に流れる電流の大きさとの関係を規定した電池温度推定式として、たとえば上記の数式(1)および(2)が記憶されている。 In the above formula (2), R is the calculated value of the resistance of the single cell 1, SOC(t) is the calculated value of the SOC of the single cell 1 at time t during the calculation, and T' in (t-Δt) is The previous cell 1 internal temperature correction value, I(t), is the measured value of the current flowing through the cell 1 . The resistance value of the single cell 1 can be obtained, for example, from the relationship between the resistance value of the single cell 1, the SOC, and the temperature. That is, storage device 180 stores, for example, the above equations (1) and (2) as battery temperature estimation equations that define the relationship with the magnitude of the current flowing through unit cell 1 .

なお、単電池1の発熱量Qgen(t)は、前回の単電池1の内部温度補正値T’in(t-Δt)を用いることなく演算することも可能である。すなわち、記憶装置180は、上記の数式(2)に代えて、単電池1の電流値、SOCおよび環境温度と、単電池1の内部温度および表面温度との関係を実験的に取得することで作成された実験結果のマップが記憶されていてもよい。また、単電池1のSOCは、たとえば、記憶装置180に記憶された単電池1を流れる電流値と電圧値との関係に基づいて、中央処理装置190によって算出することができる。 Note that the heat generation amount Q gen (t) of the single cell 1 can also be calculated without using the previous internal temperature correction value T′ in (t−Δt) of the single cell 1 . That is, the storage device 180 experimentally acquires the relationship between the current value, SOC, and environmental temperature of the single cell 1 and the internal temperature and surface temperature of the single cell 1, instead of using the above formula (2). A created map of experimental results may be stored. Also, the SOC of the cell 1 can be calculated by the central processing unit 190 based on the relationship between the current value and the voltage value flowing through the cell 1 stored in the storage device 180, for example.

また、単電池1の発熱量Qgen(t)は、以下の数式(3)によって演算することも可能である。すなわち、記憶装置180は、以下の数式(3)が記憶されていてもよい。 Also, the heat generation amount Q gen (t) of the cell 1 can be calculated by the following formula (3). That is, the storage device 180 may store the following formula (3).

Figure 0007274368000003
Figure 0007274368000003

上記数式(3)において、Qgen(t)は、単電池1の発熱量、CCV(t)は、単電池1の電圧の測定値、OCV(t)は、単電池1の開放電圧の演算値、Iは、単電池1を流れる電流の測定値である。なお、あらかじめ単電池1の充電率SOCと測定電圧CCVとの関係を実験的に取得し、充電率SOCと測定電圧CCVとの対応関係を表すマップやグラフを記憶装置180に保存しておくことができる。これにより、中央処理装置190により、充電率SOC(t)の演算値と、充電率SOCと測定電圧CCVとの対応関係を表すマップやグラフに基づいて、単電池1の開放電圧OCV(t)を演算することができる 。 In the above formula (3), Q gen (t) is the amount of heat generated by the cell 1, CCV(t) is the measured voltage of the cell 1, and OCV(t) is the open-circuit voltage of the cell 1. The value, I, is the measured value of the current flowing through the cell 1 . Note that the relationship between the charging rate SOC and the measured voltage CCV of the single cell 1 is experimentally acquired in advance, and a map or graph representing the correspondence relationship between the charging rate SOC and the measured voltage CCV is stored in the storage device 180. can be done. As a result, the central processing unit 190 calculates the open-circuit voltage OCV(t) of the cell 1 based on the calculated value of the charging rate SOC(t) and the map or graph showing the correspondence relationship between the charging rate SOC and the measured voltage CCV. can be calculated.

また、記憶装置180には、前述のように、誤差演算式が記憶される。誤差演算式は、単電池1の表面温度の測定値と単電池1の表面温度の演算値との差分を表面温度誤差とする式であり、たとえば、以下の数式(4)によって表すことができる。 Further, the storage device 180 stores the error calculation formula as described above. The error calculation formula is a formula in which the difference between the measured value of the surface temperature of the unit cell 1 and the calculated value of the surface temperature of the unit cell 1 is the surface temperature error. .

Figure 0007274368000004
Figure 0007274368000004

上記数式(4)において、Tsur,mes(t)は、単電池1の表面温度の測定値、Tsur,cal(t)は、単電池1の表面温度の演算値である。また、上記数式(4)において、ΔTsur(t)は、演算と演算との間の時間間隔Δtの間での単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)と演算値Tsur,cal(t)との差分、すなわち単電池1の表面温度誤差の時間変化率である。簡単のため、表面温度誤差の時間変化率を単に「表面温度誤差」という。 In the above formula (4), T sur,mes (t) is the measured value of the surface temperature of the cell 1 and T sur,cal (t) is the calculated value of the surface temperature of the cell 1 . In the above formula (4), ΔT sur (t) is the measured value T sur,mes (t) and the calculated value T sur,mes (t) of the surface temperature of the unit cell 1 between the time intervals Δt It is the difference from sur,cal (t), that is, the time rate of change of the surface temperature error of the cell 1 . For simplicity, the time rate of change of the surface temperature error will be simply referred to as the "surface temperature error".

また、記憶装置180には、前述のように、補正係数マップが記憶される。補正係数マップは、単電池1を流れる電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係を規定したマップである。より具体的には、記憶装置180には、たとえば、以下の数式(5a)、(5b)または(5c)で表される電流時間指標演算式が記憶されている。 Further, the storage device 180 stores a correction coefficient map as described above. The correction coefficient map is a map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current flowing through the cell 1 and the correction coefficient. More specifically, storage device 180 stores, for example, current-time index arithmetic expressions represented by the following equations (5a), (5b), or (5c).

Figure 0007274368000005
Figure 0007274368000005

上記数式(5a)、(5b)、(5c)において、CTa,CTb,CTcは、それぞれ、単電池1に流れる電流の大きさとその電流の継続時間とに基づいて決定され、補正係数を求めるために用いられる電流時間指標である。また、上記数式(5a)、(5b)、(5c)において、Iは、単電池1を流れる電流の測定値、tは、単電池1を流れる電流の継続時間、Rは、単電池1の内部抵抗の演算値である。 In the above formulas (5a), (5b), and (5c), CTa, CTb, and CTc are respectively determined based on the magnitude of the current flowing through the cell 1 and the duration of the current, and is the current time index used for In the above formulas (5a), (5b), and (5c), I is the measured value of the current flowing through the cell 1, t is the duration of the current flowing through the cell 1, and R is the This is the calculated value of the internal resistance.

また、記憶装置180に記憶される補正係数マップは、たとえば、上記電流時間指標CTa,CTbまたはCTcと、補正係数αとの関係を規定するマップである。より具体的には、補正係数マップは、たとえば、電流時間指標CTa,CTbまたはCTcと補正係数αとの関係を示すグラフやテーブルである。補正係数αは、単電池1の内部温度の演算値を補正して、より正確な単電池1の内部温度の補正値を演算するために用いられる。 Further, the correction coefficient map stored in the storage device 180 is, for example, a map that defines the relationship between the current time index CTa, CTb or CTc and the correction coefficient α. More specifically, the correction coefficient map is, for example, a graph or table showing the relationship between the current time index CTa, CTb or CTc and the correction coefficient α. The correction coefficient α is used to correct the calculated value of the internal temperature of the cell 1 to calculate a more accurate corrected value of the internal temperature of the cell 1 .

補正係数マップにおいて、補正係数αは0以上の値であり、電流時間指標CTa,CTbまたはCTcと補正係数αとが一対一で対応している。補正係数マップにおいて、補正係数αは、たとえば、電流時間指標CTa,CTbまたはCTcの増加にともなって、増大するように決定される。すなわち、記憶装置180に記憶された補正係数マップにおいて、電流の大きさおよび継続時間と補正係数αとの関係は、電流の大きさの測定値をI、電池の内部抵抗をR、時間をtとして、上記数式(5a)、(5b)または(5c)で表される電流時間指標CTa,CTbまたはCTcの増加にともなって、補正係数αが増大する関係として記憶されている。 In the correction coefficient map, the correction coefficient α is a value of 0 or more, and the current time index CTa, CTb or CTc and the correction coefficient α are in one-to-one correspondence. In the correction coefficient map, the correction coefficient α is determined to increase, for example, as the current time index CTa, CTb or CTc increases. That is, in the correction coefficient map stored in the storage device 180, the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient α is as follows. is stored as a relationship in which the correction coefficient α increases as the current time index CTa, CTb, or CTc expressed by the above equations (5a), (5b), or (5c) increases.

また、補正係数マップは、たとえば、実験的に作成して記憶装置180に記憶させることも可能である。具体的には、たとえば、単電池1と同等の実験用電池を用意し、その実験用電池に内部温度を測定可能な温度計と表面温度を測定可能な温度計を設置する。そして、実験用電池を繰り返し充放電させ、実験用電池の内部温度と表面温度を実測する。また、実験用電池を流れる電流と実験用電池の電圧を測定し、測定した電流値と電圧値に基づいて実験用電池の内部温度と表面温度の演算値を求める。そして、実験用電池の内部温度の測定値と演算値との間の内部温度誤差と、実験用電池の表面温度の測定値と演算値との間の表面温度誤差を求める。 Also, the correction coefficient map can be experimentally created and stored in the storage device 180, for example. Specifically, for example, an experimental battery equivalent to the cell 1 is prepared, and a thermometer capable of measuring the internal temperature and a thermometer capable of measuring the surface temperature are installed in the experimental battery. Then, the experimental battery is repeatedly charged and discharged, and the internal temperature and surface temperature of the experimental battery are actually measured. Also, the current flowing through the experimental battery and the voltage of the experimental battery are measured, and the internal temperature and the surface temperature of the experimental battery are calculated based on the measured current and voltage values. Then, an internal temperature error between the measured value and the calculated value of the internal temperature of the experimental battery and a surface temperature error between the measured value and the calculated value of the surface temperature of the experimental battery are obtained.

そして、実験用電池の表面温度誤差に対して内部温度誤差が大きいほど補正係数αが大きくなり、実験用電池の表面温度誤差に対して内部温度誤差が小さいほど補正係数αが小さくなるように補正係数マップを作成する。換言すると、実験用電池の発熱量誤差が大きいほど補正係数αが大きくなり、実験用電池の発熱量誤差が小さいほど補正係数αが小さくなるように補正係数マップを作成する。このようにして、実験的に作成した補正係数マップを記憶装置180に記憶させることができる。 Then, the larger the internal temperature error with respect to the surface temperature error of the experimental battery, the larger the correction coefficient α, and the smaller the internal temperature error with respect to the surface temperature error of the experimental battery, the smaller the correction coefficient α. Create a coefficient map. In other words, the correction coefficient map is created so that the larger the error in the amount of heat generated in the experimental battery, the larger the correction factor α, and the smaller the error in the amount of heat generated in the experimental battery, the smaller the correction factor α. In this manner, the experimentally created correction coefficient map can be stored in the storage device 180 .

また、記憶装置180には、前述のように、内部温度補正式が記憶される。内部温度補正式は、以下の数式(6)で表されるように、補正係数αを乗じた単電池1の表面温度誤差ΔTsur(t)と単電池1の内部温度の演算値Tin(t)との和を内部温度補正値T’in(t)とする式である。 The storage device 180 also stores the internal temperature correction formula as described above. The internal temperature correction formula is expressed by the following formula (6), the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1 multiplied by the correction coefficient α and the calculated value T in ( t) to be the internal temperature correction value T' in (t).

Figure 0007274368000006
Figure 0007274368000006

また、記憶装置180は、以下の数式(7)で表されるように、単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を表面温度補正値T’sur,cal(t)とする表面温度補正式が記憶されていてもよい。 Further, the storage device 180 stores the surface temperature measurement value T sur,mes (t) of the cell 1 as the surface temperature correction value T′ sur,cal (t), as represented by the following formula (7). A surface temperature correction formula may be stored.

Figure 0007274368000007
Figure 0007274368000007

以上のように、本実施形態の記憶装置180は、たとえば、前記数式(1)および(2)で表される電池温度推定式と、前記数式(4)で表される誤差演算式と、数式(5a)、(5b)または(5c)で表される電流時間指標演算式と、電流時間指標CTa,CTbまたはCTcと補正係数αとの関係を示す補正係数マップと、前記数式(6)で表される内部温度補正式と、が記憶されている。 As described above, the storage device 180 of the present embodiment includes, for example, the battery temperature estimation formulas represented by the formulas (1) and (2), the error calculation formula represented by the formula (4), and the formula The current time index calculation formula represented by (5a), (5b) or (5c), the correction coefficient map showing the relationship between the current time index CTa, CTb or CTc and the correction coefficient α, and the above formula (6) are stored.

中央処理装置190は、図1に示すように、たとえば組電池制御部150を構成する回路基板に実装され、記憶装置180に対して情報通信可能に接続されている。なお、中央処理装置190は、たとえば、単電池管理部120を構成する回路基板に実装されてもよい。 Central processing unit 190, as shown in FIG. 1, is mounted on, for example, a circuit board that constitutes assembled battery control unit 150, and is connected to storage device 180 so as to be able to communicate information therewith. It should be noted that central processing unit 190 may be mounted, for example, on a circuit board that constitutes cell management unit 120 .

また、中央処理装置190は、たとえば、単電池1に流れる電流を測定する電流センサである電流検知部130に信号線を介して接続され、電流検知部130による電流の測定値を取得する。また、中央処理装置190は、たとえば、組電池110の電圧を測定する電圧検知部140に信号線を介して接続され、電圧検知部140による電圧の測定値を取得する。また、中央処理装置190は、たとえば、図示を省略する環境温度センサに信号線を介して接続され、環境温度センサから単電池1の周囲の環境温度を取得する。 In addition, central processing unit 190 is connected, for example, via a signal line to current detection unit 130 , which is a current sensor that measures the current flowing through unit cell 1 , and obtains a current measurement value by current detection unit 130 . The central processing unit 190 is also connected to, for example, a voltage detection unit 140 that measures the voltage of the assembled battery 110 via a signal line, and acquires a voltage measurement value by the voltage detection unit 140 . The central processing unit 190 is also connected to, for example, an environmental temperature sensor (not shown) via a signal line, and acquires the environmental temperature around the cell 1 from the environmental temperature sensor.

また、中央処理装置190は、たとえば、通信経路160および絶縁素子170を介して単電池制御部121に接続されている。これにより、中央処理装置190は、単電池制御部121が備える電圧センサによって測定された電池群111を構成する個々の単電池1の電圧を取得する。また、中央処理装置190は、たとえば、温度センサ2によって測定された各々の電池群111の少なくとも一つの単電池1の表面温度の測定値を取得する。中央処理装置190は、記憶装置180に記憶された情報や、上記センサ等から取得した情報に基づいて、各種の演算を実行する。 Central processing unit 190 is also connected to cell control unit 121 via communication path 160 and insulating element 170, for example. Thereby, the central processing unit 190 acquires the voltage of each unit cell 1 constituting the battery group 111 measured by the voltage sensor provided in the unit cell control unit 121 . Also, the central processing unit 190 acquires the measured value of the surface temperature of at least one unit cell 1 of each battery group 111 measured by the temperature sensor 2, for example. The central processing unit 190 executes various calculations based on the information stored in the storage device 180 and the information obtained from the sensors and the like.

充電器300は、たとえばリレー200を介して電池制御システム100に接続されている。充電器300は、たとえば電池制御システム100の充電時に、家庭や充電スタンドに設置された電源に接続される。充電器300は、たとえば信号線を介して車両制御部500に接続され、車両制御部500からの指令に基づいて、充電電圧や充電電流などを制御する。なお、充電器300は、たとえば信号線を介して組電池制御部150に接続され、組電池制御部150からの指令に基づいて、充電電圧や充電電流などを制御してもよい。充電器300は、たとえば、その性能、使用目的、外部の電源の設置条件、および車両の構成などに応じて、車両の内部または外部に設置される。 Charger 300 is connected to battery control system 100 via relay 200, for example. Charger 300 is connected to a power source installed at home or a charging station, for example, when charging battery control system 100 . Charger 300 is connected to vehicle control unit 500 via, for example, a signal line, and controls charging voltage, charging current, and the like based on commands from vehicle control unit 500 . Note that charger 300 may be connected to assembled battery control section 150 via a signal line, for example, and may control charging voltage, charging current, and the like based on commands from assembled battery control section 150 . Charger 300 is installed inside or outside the vehicle depending on, for example, its performance, purpose of use, installation conditions of an external power source, configuration of the vehicle, and the like.

インバータ400は、たとえばリレー200を介して電池制御システム100に接続されている。また、インバータ400は、モータジェネレータ600に接続されている。車両制御部500は、組電池制御部150から出力された情報に基づいて、インバータ400を制御する。また、車両制御部500は、リレー200を介して電池制御システム100に接続された充電器300を制御する。 Inverter 400 is connected to battery control system 100 via relay 200, for example. Inverter 400 is also connected to motor generator 600 . Vehicle control unit 500 controls inverter 400 based on the information output from assembled battery control unit 150 . Vehicle control unit 500 also controls charger 300 connected to battery control system 100 via relay 200 .

電池制御システム100が搭載された車両は、たとえば車両制御部500の制御の下、電池制御システム100がリレー200を介してインバータ400に接続される。これにより、組電池110を構成する単電池1に蓄積された電気エネルギーによってモータジェネレータ600が駆動され、車両が走行する。また、車両の制動時にモータジェネレータ600で発電された回生電力が、インバータ400およびリレー200を介して電池制御システム100に供給され、組電池110を構成する単電池1が充電される。 In a vehicle equipped with battery control system 100 , battery control system 100 is connected to inverter 400 via relay 200 under the control of vehicle control unit 500 , for example. As a result, the motor generator 600 is driven by the electric energy stored in the cells 1 forming the assembled battery 110, and the vehicle runs. In addition, regenerative electric power generated by motor generator 600 during braking of the vehicle is supplied to battery control system 100 via inverter 400 and relay 200, and unit cells 1 forming assembled battery 110 are charged.

また、充電器300が家庭や充電スタンドなどに設置された外部の電源に接続されると、車両制御部500からの指令に基づいて、リレー200を介して充電器300と電池制御システム100が接続される。これにより、外部の電源から充電器300およびリレー200を介して電池制御システム100に電力が供給され、組電池110を構成する単電池1が所定の条件を満たすまで充電される。 Further, when the charger 300 is connected to an external power supply installed at home or at a charging station, the charger 300 and the battery control system 100 are connected via the relay 200 based on a command from the vehicle control unit 500. be done. As a result, power is supplied from an external power supply to battery control system 100 via charger 300 and relay 200, and unit cells 1 constituting assembled battery 110 are charged until a predetermined condition is satisfied.

電池制御システム100の組電池110を構成する単電池1に蓄積された電気エネルギーは、車両の次の走行や車両の内外の電装品などを動作させるために使用される。また、電池制御システム100の組電池110を構成する単電池1に蓄積された電気エネルギーは、必要に応じて、家庭用の電源など、車両の外部へ供給されることがある。 The electrical energy stored in the single cell 1 that constitutes the assembled battery 110 of the battery control system 100 is used for the next run of the vehicle and for operating electrical components inside and outside the vehicle. In addition, the electric energy stored in the unit cells 1 forming the assembled battery 110 of the battery control system 100 may be supplied to the outside of the vehicle, such as a household power supply, if necessary.

次に、本実施形態の電池制御システム100の動作を説明する。 Next, the operation of the battery control system 100 of this embodiment will be described.

図6は、電池制御システム100の動作の一例を示すフロー図である。電池制御システム100は、まず、システムをオンにするか否かの起動判定処理P1を実行する。より具体的には、電池制御システム100は、たとえば中央処理装置190によって、車両の起動スイッチがオンかオフかを判定する。中央処理装置190は、車両の起動スイッチがオフである(NO)と判定すると、起動判定処理P1を繰り返し実行し、車両の起動スイッチがオンである(YES)と判定すると、システムをオンにして起動させ、履歴読み出し処理P2を実行する。 FIG. 6 is a flow chart showing an example of the operation of the battery control system 100. As shown in FIG. The battery control system 100 first executes an activation determination process P1 for determining whether to turn on the system. More specifically, battery control system 100 determines, for example, by means of central processing unit 190 whether the start switch of the vehicle is on or off. When the central processing unit 190 determines that the start switch of the vehicle is off (NO), it repeatedly executes the start determination process P1, and when it determines that the start switch of the vehicle is on (YES), it turns on the system. It is activated, and the history reading process P2 is executed.

履歴読み出し処理P2において、電池制御システム100は、たとえば中央処理装置190によって、前回、システムが停止する直前に記憶装置180に記憶させたシステムの停止時点、その停止時点における単電池1の温度、およびシステム停止時の単電池1のSOCなどを読み込む。次に、電池制御システム100は、初期条件判定処理P3を実行する。 In the history reading process P2, the battery control system 100, for example, by the central processing unit 190, stores the last time the system stopped in the storage device 180 immediately before the system stopped, the temperature of the unit cell 1 at that time, and Read the SOC of cell 1 when the system is stopped. Next, the battery control system 100 executes the initial condition determination process P3.

初期条件判定処理P3において、電池制御システム100は、たとえば中央処理装置190により、前回のシステムの停止時点から今回のシステムの起動時点までの経過時間を取得し、その経過時間を記憶装置180に記憶されたしきい値時間と比較する。その経過時間がしきい値時間よりも長ければ、中央処理装置190は、たとえば温度センサ2による単電池1の表面温度の測定値を、単電池1の内部温度の初期値として設定する。また、経過時間がしきい値時間以下であれば、中央処理装置190は、前記数式(1)において、単電池1の発熱量Qgen(t)をゼロとし、前回の演算時の時刻と今回の演算時の時刻との時間間隔Δtを前記経過時間として、単電池1の温度の演算値T(t)seqを出力する。 In the initial condition determination process P3, the battery control system 100 acquires the elapsed time from the previous system stop point to the current system startup point by using the central processing unit 190, for example, and stores the elapsed time in the storage device 180. compared to the specified threshold time. If the elapsed time is longer than the threshold time, central processing unit 190 sets the surface temperature of cell 1 measured by temperature sensor 2 as the initial value of the internal temperature of cell 1 . Further, if the elapsed time is equal to or less than the threshold time, the central processing unit 190 sets the heat generation amount Q gen (t) of the unit cell 1 to zero in the above formula (1), and Using the time interval Δt from the time of calculation of , as the elapsed time, a calculated value T(t) seq of the temperature of the unit cell 1 is output.

次に、電池制御システム100は、温度計算処理P4、誤差補正処理P5、および停止判定処理P6を実行する。これらの処理は、中央処理装置190によって、演算の時間間隔Δtごとに実行される。 Next, the battery control system 100 executes a temperature calculation process P4, an error correction process P5, and a stop determination process P6. These processes are executed by the central processing unit 190 at each calculation time interval Δt.

図7は、本実施形態の電池制御システム100の機能ブロック図である。電池制御システム100は、たとえば、温度演算機能F1と、補正係数演算機能F2と、誤差補正機能F3とを備えている。これらの各機能は、たとえば、記憶装置180に記憶された各種の情報やプログラムと、それらを用いて演算を行う中央処理装置190によって実現される。 FIG. 7 is a functional block diagram of the battery control system 100 of this embodiment. The battery control system 100 includes, for example, a temperature calculation function F1, a correction coefficient calculation function F2, and an error correction function F3. Each of these functions is realized, for example, by various information and programs stored in the storage device 180 and the central processing unit 190 that performs calculations using them.

中央処理装置190は、まず、温度演算機能F1、補正係数演算機能F2、および誤差補正機能F3の入力となる情報を取得し、または演算する。具体的には、中央処理装置190は、たとえば、環境温度センサから単電池1の周囲の環境温度Tamb(t)を取得し、電流検知部130から単電池1に流れる電流値I(t)を取得し、温度センサ2から単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を取得する。また、中央処理装置190は、たとえば、取得した単電池1を流れる電流値や単電池1の電圧、記憶装置180に記憶された情報などに基づいて、単電池1の劣化状態(State of Health: SOH)、SOC(t)、OCV(t)などを演算する。 The central processing unit 190 first acquires or calculates information to be input to the temperature calculation function F1, the correction coefficient calculation function F2, and the error correction function F3. Specifically, the central processing unit 190 acquires, for example, the environmental temperature T amb (t) around the unit cell 1 from the environmental temperature sensor, and the current value I(t) flowing through the unit cell 1 from the current detection unit 130. is acquired, and the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the cell 1 is acquired from the temperature sensor 2 . In addition, the central processing unit 190, for example, based on the acquired current value flowing through the cell 1, the voltage of the cell 1, the information stored in the storage device 180, etc., determines the state of health of the cell 1. SOH), SOC(t), OCV(t), etc.

電池制御システム100は、たとえば、図7に示す温度演算機能F1によって、図6に示す温度計算処理P4を実行する。温度演算機能F1において、中央処理装置190は、たとえば、電流センサとしての電流検知部130によって測定された電流の大きさの測定値I(t)を入力として用いる。そして、中央処理装置190は、前記した数式(1)および(2)で表される電池温度推定式に基づいて、単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)を含む温度の演算値T(t)seqを演算する。 Battery control system 100, for example, executes temperature calculation processing P4 shown in FIG. 6 by temperature calculation function F1 shown in FIG. In the temperature calculation function F1, the central processing unit 190 uses, for example, the measured value I(t) of the magnitude of the current measured by the current detection unit 130 as a current sensor as an input. Then, the central processing unit 190 calculates the calculated value T sur,cal (t) of the surface temperature of the unit cell 1 and the internal temperature A temperature calculation value T(t) seq including the calculation value T in (t) is calculated.

図7に示す例では、中央処理装置190は、温度演算機能F1の入力として、電流の測定値I(t)に加え、たとえば、単電池1の周囲の環境温度Tamb(t)と、単電池1のSOC(t)を入力とする。そして、中央処理装置190は、温度演算機能F1の出力として、演算の時間間隔Δtごとの単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)を含む演算値T(t)seqを出力する。 In the example shown in FIG. 7, the central processing unit 190, in addition to the current measurement value I(t), for example, the environmental temperature Tamb (t) around the cell 1 and the unit SOC(t) of battery 1 is used as input. Then, the central processing unit 190 outputs a calculated value T sur,cal (t) of the surface temperature of the unit cell 1 and a calculated value T in (t) of the internal temperature at each time interval Δt of calculation as the output of the temperature calculation function F1. Output the computed value T(t) seq containing

すなわち、温度演算機能F1において、中央処理装置190は、まず、前記の数式(2)に基づいて、単電池1のSOC(t)と、前回の単電池1の温度の演算値T(t-Δt)seqと電流の測定値I(t)とを入力として、時刻t-Δtから時刻tまでの単電池1の発熱量Qgen(t)を演算する。次に、中央処理装置190は、前記の数式(1)に基づいて、前回の単電池1の温度の演算値T(t-Δt)seqと、時刻t-Δtから時刻tまでの単電池1の発熱量Qgen(t)と、環境温度Tamb(t)とを入力とし、今回の単電池1の温度の演算値T(t)seqを演算して出力する。 That is, in the temperature calculation function F1, the central processing unit 190 first calculates the SOC(t) of the cell 1 and the previous temperature calculation value T(t- Δt) seq and the current measurement value I(t) are input to calculate the heat generation amount Q gen (t) of the unit cell 1 from time t−Δt to time t. Next, the central processing unit 190 calculates the previous calculated value T(t−Δt) seq of the temperature of the unit cell 1 and the unit cell 1 and the ambient temperature T amb (t) are input, and the calculated value T(t) seq of the temperature of the cell 1 this time is calculated and output.

次に、電池制御システム100は、図7に示す補正係数演算機能F2および誤差補正機能F3により、図6に示す誤差補正処理P5を実行する。補正係数演算機能F2において、中央処理装置190は、電流センサによる電流の大きさの測定値I(t)および電流の継続時間の測定値を用い、記憶装置180に記憶された補正係数マップに基づいて補正係数αを演算する。 Next, the battery control system 100 executes the error correction process P5 shown in FIG. 6 by the correction coefficient calculation function F2 and the error correction function F3 shown in FIG. In the correction factor calculation function F2, the central processing unit 190 uses the current sensor measured value I(t) of the magnitude of the current and the measured value of the duration of the current based on the correction factor map stored in the storage device 180. to calculate the correction coefficient α.

より具体的には、補正係数演算機能F2において、中央処理装置190は、たとえば、補正係数マップにおいて補正係数αと一対一で対応する電流の大きさおよび継続時間として、前記数式(5a)、(5b)または(5c)で表される電流時間指標CTa,CTbまたはCTcを演算する。そして、得られた電流時間指標CTa,CTbまたはCTcを用い、記憶装置180に記憶された補正係数マップに基づいて、補正係数αを演算して出力する。 More specifically, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190, for example, calculates the magnitude and duration of the current corresponding to the correction coefficient α on a one-to-one basis in the correction coefficient map in the above formula (5a), ( 5b) or calculate the current time index CTa, CTb or CTc represented by (5c). Then, using the obtained current-time index CTa, CTb or CTc, based on the correction coefficient map stored in the storage device 180, the correction coefficient α is calculated and output.

次に、誤差補正機能F3において、中央処理装置190は、たとえば、温度演算機能F1から出力された単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)、補正係数演算機能F2から出力された補正係数α、ならびに、温度センサ2による単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を入力とする。そして、中央処理装置190は、表面温度の演算値Tsur,mes(t)と、温度センサ2によって測定された表面温度の測定値Tsur,mes(t)とを用い、前記数式(4)で表される誤差演算式に基づいて表面温度誤差ΔTsur(t)を演算する。 Next, in the error correction function F3, the central processing unit 190 calculates, for example, the calculated value T sur,cal (t) of the surface temperature of the unit cell 1 and the calculated value T in (t) of the internal temperature output from the temperature calculation function F1. t), the correction coefficient α output from the correction coefficient calculation function F2, and the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the cell 1 by the temperature sensor 2 are input. Then, the central processing unit 190 uses the calculated value T sur,mes (t) of the surface temperature and the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature measured by the temperature sensor 2 to obtain the above equation (4). A surface temperature error ΔT sur (t) is calculated based on the expressed error calculation formula.

さらに、誤差補正機能F3において、中央処理装置190は、補正係数演算機能F2で出力した補正係数αと、表面温度誤差ΔTsur(t)および内部温度の演算値Tin(t)を用い、前記数式(6)で表される内部温度補正式に基づいて、内部温度補正値T’in(t)を演算して出力する。また、誤差補正機能F3において、中央処理装置190は、たとえば、前記数式(7)で表される表面温度補正式に基づいて、単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を表面温度補正値T’sur,cal(t)として出力する。 Furthermore, in the error correction function F3, the central processing unit 190 uses the correction coefficient α output by the correction coefficient calculation function F2, the surface temperature error ΔT sur (t), and the calculated value T in (t) of the internal temperature to obtain the above-mentioned An internal temperature correction value T' in (t) is calculated and output based on the internal temperature correction formula represented by Equation (6). In addition, in the error correction function F3, the central processing unit 190 calculates the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the unit cell 1 based on the surface temperature correction formula represented by the above-described formula (7), for example. Output as surface temperature correction value T' sur,cal (t).

以上のように、電池制御システム100は、図6に示す起動判定処理P1から誤差補正処理P5を経て、図7に示す誤差補正機能F3から出力された内部温度補正値T’in(t)を用い、組電池制御部150および単電池管理部120によって組電池110、電池群111および単電池1を制御する。 As described above, the battery control system 100 converts the internal temperature correction value T' in (t) output from the error correction function F3 shown in FIG. The assembled battery 110 , the battery group 111 and the single cell 1 are controlled by the assembled battery control unit 150 and the single cell management unit 120 .

次に、電池制御システム100は、図6に示す停止判定処理P6を実行する。より具体的には、電池制御システム100は、たとえば中央処理装置190によって、車両の起動スイッチがオフか否かを判定する。中央処理装置190は、車両の起動スイッチがオフでない(NO)と判定すると、温度計算処理P4に戻り、車両の起動スイッチがオフである(YES)と判定すると、履歴書き出し処理P7を実行する。 Next, the battery control system 100 executes stop determination processing P6 shown in FIG. More specifically, battery control system 100, for example, by central processing unit 190, determines whether or not the activation switch of the vehicle is off. When the central processing unit 190 determines that the start switch of the vehicle is not off (NO), it returns to the temperature calculation process P4, and when it determines that the start switch of the vehicle is off (YES), it executes the history writing process P7.

履歴書き出し処理P7において、電池制御システム100は、たとえば中央処理装置190によって、車両の起動スイッチがオフになった停止時点、停止時点での単電池1の温度、停止時点での単電池1のSOCを、記憶装置180に上書きして記憶させる。以上により、電池制御システム100の動作が終了し、再度、起動判定処理P1が開始される。 In the history writing process P7, the battery control system 100, for example, by the central processing unit 190, determines the time when the start switch of the vehicle is turned off, the temperature of the cell 1 at the time of the stop, the SOC of the cell 1 at the time of the stop, and the temperature of the cell 1 at the time of the stop. is overwritten and stored in the storage device 180 . As described above, the operation of the battery control system 100 is completed, and the activation determination process P1 is started again.

たとえば、本実施形態の電池制御システム100において、組電池110を構成するすべての単電池1は、通常、SOCがほぼ等しくなるように制御され、開放電圧がほぼ等しい。単電池1の開放電圧とは、単電池1に電流が流れていないとき、すなわち、単電池1を流れる電流の大きさがゼロの場合の単電池1の電圧値である。 For example, in the battery control system 100 of the present embodiment, all the cells 1 forming the assembled battery 110 are usually controlled to have substantially the same SOC and have substantially the same open circuit voltage. The open-circuit voltage of the cell 1 is the voltage value of the cell 1 when no current flows through the cell 1, that is, when the magnitude of the current flowing through the cell 1 is zero.

単電池1の電圧は、単電池1の内部温度に依存する内部抵抗によって決まる。単電池1の内部抵抗は、主に巻回体1aの温度、すなわち単電池1の内部温度に依存し、単電池1の内部温度が低いほど、単電池1の内部抵抗が高くなる傾向がある。そのため、直列に接続されて同じ大きさの電流が流れる複数の単電池1のうち、最低温度の単電池1が最短時間で上限電圧や下限電圧に達する。 The voltage of the single cell 1 is determined by the internal resistance that depends on the internal temperature of the single cell 1 . The internal resistance of the cell 1 mainly depends on the temperature of the wound body 1a, that is, the internal temperature of the cell 1. The lower the internal temperature of the cell 1, the higher the internal resistance of the cell 1 tends to be. . Therefore, among the plurality of cells 1 connected in series and through which the same amount of current flows, the cell 1 with the lowest temperature reaches the upper limit voltage or the lower limit voltage in the shortest time.

組電池110の許容電力は、組電池110を構成するいずれかの単電池1が、充電時や放電時に上限電圧や下限電圧に達する電力である。そのため、単電池1の内部温度が低下するほど、組電池110の許容電力が低下する。したがって、組電池110の許容電力を演算するためには、少なくとも最低温度の単電池1の内部温度を用いる必要がある。しかし、巻回体1aは、容器1cの内部に収容される。そのため、巻回体1aの温度、すなわち単電池1の内部温度は、通常は、温度センサなどによって直接的に計測することはできない。 The allowable power of the assembled battery 110 is the power at which any single cell 1 constituting the assembled battery 110 reaches the upper limit voltage or lower limit voltage during charging or discharging. Therefore, as the internal temperature of the cell 1 decreases, the allowable power of the assembled battery 110 decreases. Therefore, in order to calculate the allowable power of the assembled battery 110, it is necessary to use at least the lowest internal temperature of the cell 1. FIG. However, the wound body 1a is accommodated inside the container 1c. Therefore, the temperature of the wound body 1a, that is, the internal temperature of the cell 1 cannot be directly measured by a temperature sensor or the like.

温度センサ2によって直接的に測定した単電池1の表面温度は、単電池1の巻回体1aの温度、すなわち単電池1の内部温度よりも低くなる。そのため、温度センサ2によって測定した単電池1の表面温度を、単電池1の内部温度として、そのまま単電池1の内部抵抗の演算に用いると、単電池1の内部抵抗の演算値は、実際の内部抵抗よりも高くなり、組電池110の許容電力を過剰に制限することになる。このことは、たとえば寒冷地などの低温環境において、組電池110のパフォーマンスを低下させる要因となる。 The surface temperature of the single cell 1 directly measured by the temperature sensor 2 is lower than the temperature of the wound body 1a of the single cell 1, that is, the internal temperature of the single cell 1. Therefore, if the surface temperature of the cell 1 measured by the temperature sensor 2 is used as the internal temperature of the cell 1 as it is to calculate the internal resistance of the cell 1, the calculated value of the internal resistance of the cell 1 will be the actual value. It becomes higher than the internal resistance, and the allowable power of the assembled battery 110 is excessively limited. This causes the performance of assembled battery 110 to deteriorate, for example, in a low-temperature environment such as a cold region.

前記特許文献1に記載された従来の制御装置は、電池群の内部における最大温度を推定し、推定された最大温度に基づいて電池群の入出力制限を行う。電池群の最大温度の推定は、電池内部温度と電池表面温度との間の差である電池内外温度差を、吸気温度と電流負荷と冷却風量の中の少なくとも1つに応じて推定し、複数の配置位置における各電池電圧と電流値とから各単位電池の内部抵抗を推定し、各単位電池の内部抵抗の相違に起因する電池群内の温度差を推定する。 The conventional control device described in Patent Document 1 estimates the maximum temperature inside the battery group and limits the input/output of the battery group based on the estimated maximum temperature. The maximum temperature of the battery group is estimated by estimating the temperature difference between the inside and outside of the battery, which is the difference between the temperature inside the battery and the temperature on the surface of the battery, according to at least one of the intake air temperature, the current load, and the cooling air volume. The internal resistance of each unit battery is estimated from each battery voltage and current value at the arrangement position of , and the temperature difference within the battery group due to the difference in internal resistance of each unit battery is estimated.

そして、これらによって推定される温度差の合計値を電池表面温度の最大値に加算して電池群の最大温度を推定する。しかし、最大温度推定部が推定する電池群の内部の最大温度は、電池群の温度モデルの精度の限界から、電池群の真の内部温度との間に誤差が生じる。 Then, the total value of the temperature differences estimated by these is added to the maximum value of the battery surface temperature to estimate the maximum temperature of the battery group. However, the maximum internal temperature of the battery group estimated by the maximum temperature estimator has an error with the true internal temperature of the battery group due to the accuracy limit of the temperature model of the battery group.

前記特許文献2に記載された従来の方法では、電池モジュールの外壁で測定された温度と、電池モジュールの電荷蓄積素子内で生じた熱の拡散モデルの出力温度との差が、実質的にゼロとなるように、前記モデルの入力として供給される温度値が求められる。しかし、これを実現するための手法は、いずれも計算負荷が高いという課題がある。 In the conventional method described in Patent Document 2, the difference between the temperature measured at the outer wall of the battery module and the output temperature of the diffusion model of the heat generated inside the charge storage element of the battery module is substantially zero. The temperature values supplied as inputs to the model are determined such that However, all of the methods for realizing this have the problem that the computational load is high.

これに対し、本実施形態の電池制御システム100は、前述のように、以下の構成を特徴としている。電池制御システム100は、単電池1に流れる電流の大きさを測定する電流センサとしての電流検知部130、単電池1の表面温度を測定する温度センサ2、記憶装置180および中央処理装置190を備える。記憶装置180は、前述の電池温度推定式と、誤差演算式と、補正係数マップと、前記数式(6)の内部温度補正式と、が記憶されている。電池温度推定式は、前記数式(1)および(2)のように、単電池1の表面温度Tsurおよび内部温度Tinと電流の大きさI(t)との関係を規定した数式である。誤差演算式は、前記数式(4)のように、表面温度の測定値Tsur,mes(t)と表面温度の演算値Tsur,cal(t)との差分を表面温度誤差ΔTsur(t)とする数式である。補正係数マップは、たとえば前記(5a)、(5b)または(5c)で表される電流の大きさおよび継続時間と、補正係数αとの関係を規定したテーブルまたはグラフである。内部温度補正式は、前記数式(6)のように、補正係数αを乗じた表面温度誤差ΔTsur(t)と内部温度の演算値Tin(t)との和を内部温度補正値T’in(t)とする数式である。また、中央処理装置190は、電流センサによって測定された電流の大きさを用い、電池温度推定式に基づいて単電池1の表面温度および内部温度を演算する。また、中央処理装置190は、表面温度の演算値Tsur,cal(t)と、温度センサ2によって測定された表面温度の測定値Tsur,mes(t)とを用い、誤差演算式に基づいて表面温度誤差ΔTsur(t)を演算する。また、中央処理装置190は、電流センサによる電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、補正係数マップに基づいて補正係数αを演算する。また、中央処理装置190は、補正係数α、表面温度誤差ΔTsur(t)および内部温度の演算値Tinを用い、内部温度補正式に基づいて内部温度補正値T’in(t)を演算する。そして、中央処理装置190は、内部温度補正値T’in(t)に基づいて単電池1、電池群111および組電池110を制御する。 In contrast, as described above, the battery control system 100 of the present embodiment is characterized by the following configuration. The battery control system 100 includes a current detection unit 130 as a current sensor that measures the magnitude of the current flowing through the cell 1, a temperature sensor 2 that measures the surface temperature of the cell 1, a storage device 180, and a central processing unit 190. . The storage device 180 stores the battery temperature estimation formula, the error calculation formula, the correction coefficient map, and the internal temperature correction formula of formula (6). The battery temperature estimation formula is a formula that defines the relationship between the surface temperature T sur and the internal temperature T in of the unit cell 1 and the current magnitude I(t), like the formulas (1) and (2). . As shown in Equation (4) above , the error calculation formula is the surface temperature error ΔT sur ( t ). The correction coefficient map is, for example, a table or graph that defines the relationship between the magnitude and duration of the current represented by (5a), (5b) or (5c) and the correction coefficient α. The internal temperature correction formula is the internal temperature correction value T', which is the sum of the surface temperature error ΔT sur (t) multiplied by the correction coefficient α and the calculated value T in (t) of the internal temperature, as shown in Equation (6) above. It is a formula for in (t). In addition, central processing unit 190 uses the magnitude of the current measured by the current sensor to calculate the surface temperature and internal temperature of unit cell 1 based on the battery temperature estimation formula. Further, the central processing unit 190 uses the calculated surface temperature value T sur,cal (t) and the measured surface temperature value T sur,mes (t) measured by the temperature sensor 2, based on the error calculation formula. to calculate the surface temperature error ΔT sur (t). In addition, the central processing unit 190 uses the magnitude and duration of the current measured by the current sensor to calculate the correction coefficient α based on the correction coefficient map. Further, the central processing unit 190 uses the correction coefficient α, the surface temperature error ΔT sur (t), and the calculated value T in of the internal temperature to calculate the internal temperature correction value T′ in (t) based on the internal temperature correction formula. do. Then, the central processing unit 190 controls the cell 1, the battery group 111 and the assembled battery 110 based on the internal temperature correction value T'in (t).

このような構成により、本実施形態の電池制御システム100は、単電池1の真の内部温度とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減することができる。たとえば、中央処理装置190によって算出された単電池1の発熱量Qgen(t)が、単電池1の真の発熱量を下回った場合を考える。この場合、単電池1の内部温度の演算値Tin(t)は、単電池1の真の内部温度よりも低くなる。単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)は、単電池1の内部からの伝熱量に依存するので、同様に、単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)も、真の表面温度よりも低くなる。ここで、単電池1の真の表面温度は、温度センサ2によって測定可能である。 With such a configuration, the battery control system 100 of the present embodiment suppresses the error between the true internal temperature of the cell 1 and its calculated value T in (t), while reducing the calculation load more than before. can do. For example, consider a case where the heat generation amount Q gen (t) of cell 1 calculated by central processing unit 190 is less than the true heat generation amount of cell 1 . In this case, the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 is lower than the true internal temperature of the cell 1 . Since the calculated value T sur,cal (t) of the surface temperature of the cell 1 depends on the amount of heat transfer from the inside of the cell 1, similarly, the calculated value T sur,cal (t ) is also lower than the true surface temperature. Here, the true surface temperature of cell 1 can be measured by temperature sensor 2 .

図8は、図7に示す誤差補正機能F3の出力である内部温度補正値T’in(t)のグラフである。図8に示すように、本実施形態の電池制御システム100によれば、温度センサ2で測定した単電池1の真の表面温度である測定値Tsur,mes(t)と、単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)との差分である表面温度誤差ΔTsur(t)を求めることができる。そして、求めた表面温度誤差ΔTsur(t)に補正係数αを乗じて単電池1の内部温度の演算値Tin(t)に加算することで、内部温度補正値T’in(t)を求めることができる。したがって、単電池1の真の内部温度とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減することができる。 FIG. 8 is a graph of the internal temperature correction value T'in (t), which is the output of the error correction function F3 shown in FIG. As shown in FIG. 8, according to the battery control system 100 of the present embodiment, the measured value T sur,mes (t), which is the true surface temperature of the cell 1 measured by the temperature sensor 2, and the A surface temperature error ΔT sur (t), which is a difference from the calculated value T sur,cal (t) of the surface temperature, can be obtained. Then, the calculated surface temperature error ΔT sur (t) is multiplied by the correction coefficient α and added to the calculated value T in (t) of the internal temperature of the unit cell 1 to obtain the internal temperature correction value T′ in (t). can ask. Therefore, it is possible to reduce the calculation load more than before while suppressing the error between the true internal temperature of the cell 1 and its calculated value T in (t).

図9および図10は、本実施形態の電池制御システム100において演算される内部温度補正値T’in(t)の効果を説明するグラフである。図9および図10において、単電池1の真の内部温度Tin,real(t)が実線で表示され、本実施形態のように補正係数αを可変とした場合の内部温度補正値T’in,var(t)が点線で表示されている。また、図9および図10において、単電池1の真の表面温度、すなわち単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)が二点鎖線で表示されている。 9 and 10 are graphs illustrating the effect of the internal temperature correction value T'in (t) calculated in the battery control system 100 of this embodiment. 9 and 10, the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 is indicated by a solid line, and the internal temperature correction value T' in ,var (t) is shown with a dotted line. 9 and 10, the true surface temperature of the unit cell 1, that is, the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the unit cell 1 is indicated by a chain double-dashed line.

さらに、本実施形態に対する比較例1,2として、補正係数αを固定した場合の単電池1の内部温度補正値T’in,fix,S(t),T’in,fix,L(t)が、それぞれ、一点鎖線と破線で表示されている。なお、一点鎖線で表示される比較例1の内部温度補正値T’in,fix,L(t)は、補正係数αを比較例2よりも大きい値に固定した場合であり、破線で表示される比較例2の内部温度補正値T’in,fix,S(t)は、補正係数αを比較例1よりも小さい値に固定した場合である。図9および図10に示す例において、すべての時間にわたって、単電池1の真の内部温度Tin,real(t)と、本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)が単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)よりも高い。 Furthermore, as comparative examples 1 and 2 with respect to the present embodiment, the internal temperature correction values T'in ,fix,S (t) and T'in,fix,L (t) of the cell 1 when the correction coefficient α is fixed are indicated by a dashed-dotted line and a dashed line, respectively. Note that the internal temperature correction value T' in,fix,L (t) of Comparative Example 1 indicated by a dashed line is a case where the correction coefficient α is fixed to a value larger than that of Comparative Example 2, and is indicated by a dashed line. The internal temperature correction value T′ in,fix,S (t) of Comparative Example 2 is obtained by fixing the correction coefficient α to a value smaller than that of Comparative Example 1. In the examples shown in FIGS. 9 and 10, the true internal temperature T in,real (t) of the unit cell 1 and the internal temperature correction value T′ in,var (t) of the present embodiment differ from each other over all time. It is higher than the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the battery 1 .

図9および図10において、時刻t1までの区間では、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)と、単電池1の発熱量の演算値Qgen,cal(t)がほぼ等しい場合を想定する。この場合、この時刻t1までの区間では、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)と、単電池1の発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が小さいため、補正前の内部温度の演算値Tin(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差も小さく、内部温度の演算値Tin(t)は大きな補正を必要としない。 9 and 10, in the section up to time t1, the true calorific value Q gen,real (t) of the cell 1 and the calculated value Q gen,cal (t) of the calorific value of the cell 1 are almost equal. Assume the case. In this case, in the section up to time t1, the error between the true heat generation amount Q gen,real (t) of the cell 1 and the calculated value Q gen,cal (t) of the heat generation amount of the cell 1 is small. , the error between the calculated value T in (t) of the internal temperature before correction and the true internal temperature T in,real (t) is small, and the calculated value T in (t) of the internal temperature does not require a large correction.

したがって、この時刻t1までの区間では、補正係数αが比較的に小さい値で固定された比較例2の内部温度補正値T’in,fix,S(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さくなる。一方、補正係数αが比較的に大きい値で固定された比較例1の内部温度補正値T’in,fix,L(t)は、内部温度の演算値Tin(t)の補正量が過大になり、真の内部温度Tin,real(t)を中心として発振する。すなわち、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)と、発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が小さい場合に、補正係数αを必要以上に大きい値で固定すると、比較例1の内部温度補正値T’in,fix,L(t)のように真の内部温度Tin,real(t)との誤差が大きくなる。 Therefore, in the interval up to this time t1, the internal temperature correction value T' in,fix,S (t) of Comparative Example 2 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively small value and the true internal temperature T in,real (t) becomes smaller. On the other hand, in the internal temperature correction value T′ in,fix,L (t) of Comparative Example 1 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively large value, the correction amount of the calculated value T in (t) of the internal temperature is excessive. , and oscillates around the true internal temperature T in,real (t). That is, when the error between the true calorific value Q gen,real (t) of the cell 1 and the calculated calorific value Q gen,cal (t) is small, the correction coefficient α is fixed at a value larger than necessary. Then, like the internal temperature correction value T'in ,fix,L (t) of Comparative Example 1, the error from the true internal temperature Tin,real (t) increases.

また、図9において、時刻t1以降の区間では、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池1の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも大きくなっている。この場合、補正前の内部温度の演算値Tin(t)は、真の内部温度Tin,real(t)よりも小さくなり、比較的に大きな補正を必要とする。したがって、この時刻t1以降の区間では、補正係数αが比較的に大きい値で固定された比較例1の内部温度補正値T’in,fix,L(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さくなる。一方、補正係数αが比較的に小さい値で固定された比較例2の内部温度補正値T’in,fix,S(t)は、内部温度の演算値Tin(t)の補正量が過小になり、真の内部温度Tin,real(t)との誤差が拡大していく。すなわち、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)と、発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が大きい場合に、補正係数αを必要以上に小さい値で固定すると、図9に示す比較例2の内部温度補正値T’in,fix,S(t)のように真の内部温度Tin,real(t)との誤差が大きくなる。 In addition, in FIG. 9, in the section after time t1, the true heat generation amount Q gen,real (t) of the cell 1 becomes larger than the calculated value Q gen,cal (t) of the heat generation amount of the cell 1. ing. In this case, the calculated value T in (t) of the internal temperature before correction becomes smaller than the true internal temperature T in,real (t), requiring a relatively large correction. Therefore, in the section after time t1, the internal temperature correction value T′ in,fix,L (t) of Comparative Example 1, in which the correction coefficient α is fixed at a relatively large value, and the true internal temperature T in,real (t) becomes smaller. On the other hand, in the internal temperature correction value T′ in,fix,S (t) of Comparative Example 2 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively small value, the correction amount of the calculated value T in (t) of the internal temperature is too small. , and the error from the true internal temperature T in,real (t) increases. That is, when the error between the true calorific value Q gen,real (t) of the cell 1 and the calculated calorific value Q gen,cal (t) is large, the correction coefficient α is fixed at a value smaller than necessary. Then, the error from the true internal temperature T in, real (t) increases like the internal temperature correction value T′ in, fix,S (t) of Comparative Example 2 shown in FIG.

また、図10において、時刻t1以降の区間では、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池1の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも小さくなっている。そのため、補正前の内部温度の演算値Tin(t)は、真の内部温度Tin,real(t)よりも高く、比較的に大きな補正を必要とする。したがって、この時刻t1以降の区間では、補正係数αが比較的に大きい値で固定された比較例1の内部温度補正値T’in,fix,L(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さくなる。一方、補正係数αが比較的に小さい値で固定された比較例2の内部温度補正値T’in,fix,S(t)は、内部温度の演算値Tin(t)の補正量が過小になり、真の内部温度Tin,real(t)との誤差が拡大していく。すなわち、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)と、発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が大きい場合に、補正係数αを必要以上に小さい値で固定すると、図10に示す比較例2の内部温度補正値T’in,fix,S(t)のように真の内部温度Tin,real(t)との誤差が大きくなる。 In addition, in FIG. 10, in the section after time t1, the true heat generation amount Q gen,real (t) of the cell 1 becomes smaller than the calculated value Q gen,cal (t) of the heat generation amount of the cell 1. ing. Therefore, the calculated value T in (t) of the internal temperature before correction is higher than the true internal temperature T in,real (t) and requires a relatively large correction. Therefore, in the section after time t1, the internal temperature correction value T′ in,fix,L (t) of Comparative Example 1, in which the correction coefficient α is fixed at a relatively large value, and the true internal temperature T in,real (t) becomes smaller. On the other hand, in the internal temperature correction value T′ in,fix,S (t) of Comparative Example 2 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively small value, the correction amount of the calculated value T in (t) of the internal temperature is too small. , and the error from the true internal temperature T in,real (t) increases. That is, when the error between the true calorific value Q gen,real (t) of the cell 1 and the calculated calorific value Q gen,cal (t) is large, the correction coefficient α is fixed at a value smaller than necessary. Then, the error from the true internal temperature T in, real (t) increases like the internal temperature correction value T′ in, fix,S (t) of Comparative Example 2 shown in FIG.

このように、補正係数αを固定した比較例1,2の内部温度補正値T’in,fix,S(t),T’in,fix,L(t)は、図9および図10に示す時刻t1までの区間と時刻t1以降の区間の双方において、真の内部温度Tin,real(t)との誤差を小さくすることはできない。これに対し、本実施形態の電池制御システム100によれば、単電池1を流れる電流の大きさおよび継続時間に応じて補正係数αを増減させることで、時刻t1までの区間と時刻t1以降の区間の双方において、内部温度補正値T’in,var(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差を小さくすることができる。また、本実施形態の電池制御システム100は、補正係数αによる単純な計算によって内部温度補正値T’in,var(t)を演算することができる。したがって、本実施形態の電池制御システム100によれば、単電池1の真の内部温度Tin,real(t)とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減することができる。 In this way, the internal temperature correction values T'in ,fix,S (t) and T'in ,fix,L (t) of Comparative Examples 1 and 2 with the correction coefficient α fixed are shown in FIGS. In both the interval up to time t1 and the interval after time t1, the error from the true internal temperature T in,real (t) cannot be reduced. On the other hand, according to the battery control system 100 of the present embodiment, by increasing or decreasing the correction coefficient α according to the magnitude and duration of the current flowing through the cell 1, In both intervals, the error between the internal temperature correction value T' in,var (t) and the true internal temperature T in,real (t) can be reduced. Further, the battery control system 100 of the present embodiment can calculate the internal temperature correction value T'in ,var (t) by simple calculation using the correction coefficient α. Therefore, according to the battery control system 100 of the present embodiment, while suppressing the error between the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 and its calculated value T in (t), can also reduce the computational load.

図11は、図9に示す時刻t1以降の区間における電池制御システム100の許容電力に対する効果を説明するグラフである。図9に示す時刻t1以降の区間では、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池1の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも大きくなっている。そして、単電池1の真の内部温度Tin,real(t)との間の誤差は、単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)が最も大きく、比較例1の内部温度補正値T’in,fix,S(t)が二番目に大きく、本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)と比較例2の内部温度補正値T’in,fix,L(t)が同等で最も小さい。そのため、許容電力の演算に単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)や比較例1の内部温度補正値T’in,fix,S(t)を用いると、許容電力の演算に単電池1の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と比較して、許容電力の演算値P(T)が小さくなる。この場合、単電池1を真の許容電力まで十分に活用することができない。 FIG. 11 is a graph illustrating the effect of the battery control system 100 on allowable power in the section after time t1 shown in FIG. In the interval after time t1 shown in FIG. 9, the true heat generation amount Q gen,real (t) of the cell 1 is larger than the calculated value Q gen,cal (t) of the heat generation amount of the cell 1. . The error between the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 and the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the cell 1 is the largest. The correction value T' in,fix,S (t) is the second largest, and the internal temperature correction value T' in,var (t) of this embodiment and the internal temperature correction value T' in,fix,L (t) is equivalent and smallest. Therefore, if the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the cell 1 or the internal temperature correction value T′ in,fix,S (t) of Comparative Example 1 is used to calculate the allowable power, the calculation of the allowable power Compared to the case where the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 is used for , the calculated value P(T) of the allowable power becomes smaller. In this case, the single cell 1 cannot be fully utilized up to the true allowable power.

これに対し、許容電力の演算に本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)を用いると、許容電力の演算に単電池1の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と同等の許容電力の演算値P(T)が得られる。なお、図9に示す時刻t1以降の区間では、許容電力の演算に比較例2の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合も同様の効果が得られる。しかし、図9に示す時刻t1までの区間では、許容電力の演算に比較例2の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合、真の許容電力よりも高い許容電力の演算値P(T)が算出される場合があるため、単電池1の寿命や安全性を低下させるおそれがある。 On the other hand, if the internal temperature correction value T' in,var (t) of the present embodiment is used to calculate the allowable power, the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 is used to calculate the allowable power. A calculated value P(T) of the allowable power equivalent to the case of using is obtained. It should be noted that in the interval after time t1 shown in FIG. 9, the same effect can be obtained even when the internal temperature correction value T'in ,fix,L (t) of Comparative Example 2 is used to calculate the allowable power. However, in the section up to time t1 shown in FIG . may be calculated, the life and safety of the unit cell 1 may be reduced.

図12は、図10に示す時刻t1以降の区間における電池制御システム100の許容電力に対する効果を説明するグラフである。図10に示す時刻t1以降の区間では、単電池1の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池1の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも小さくなっている。そして、単電池1の真の内部温度Tin,real(t)との間の誤差は、単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)が最も大きく、比較例1の内部温度補正値T’in,fix,S(t)が二番目に大きく、本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)と比較例2の内部温度補正値T’in,fix,L(t)が同等で最も小さい。 FIG. 12 is a graph illustrating the effect of the battery control system 100 on allowable power in the section after time t1 shown in FIG. In the section after time t1 shown in FIG. 10, the true heat generation amount Q gen,real (t) of the cell 1 is smaller than the calculated value Q gen,cal (t) of the heat generation amount of the cell 1. . The error between the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 and the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the cell 1 is the largest. The correction value T' in,fix,S (t) is the second largest, and the internal temperature correction value T' in,var (t) of this embodiment and the internal temperature correction value T' in,fix,L (t) is equivalent and smallest.

そのため、許容電力の演算に単電池1の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を用いると、許容電力の演算に単電池1の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と比較して、許容電力の演算値P(T)が小さくなる。この場合、単電池1を真の許容電力まで十分に活用することができない。また、許容電力の演算に比較例1の内部温度補正値T’in,fix,S(t)を用いると、許容電力の演算に単電池1の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と比較して、許容電力の演算値P(T)が大きくなる。この場合、単電池1の寿命や安全性を低下させるおそれがある。 Therefore, if the measured value T sur,mes (t) of the surface temperature of the cell 1 is used to calculate the allowable power, the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 is used to calculate the allowable power. Compared to the case, the calculated value P(T) of the allowable power becomes smaller. In this case, the single cell 1 cannot be fully utilized up to the true allowable power. Further, if the internal temperature correction value T' in,fix,S (t) of Comparative Example 1 is used for calculation of the allowable power, the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 is used for the calculation of the allowable power. The calculation value P(T) of the allowable power becomes larger than when it is used. In this case, the life and safety of the cell 1 may be reduced.

これに対し、許容電力の演算に本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)を用いると、許容電力の演算に単電池1の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と同等の許容電力の演算値P(T)が得られる。なお、図10に示す時刻t1以降の区間では、許容電力の演算に比較例2の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合も同様の効果が得られる。しかし、図10に示す時刻t1までの区間では、許容電力の演算に比較例2の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合、真の許容電力よりも高い許容電力の演算値P(T)が算出される場合があるため、単電池1の寿命や安全性を低下させるおそれがある。 On the other hand, if the internal temperature correction value T' in,var (t) of the present embodiment is used to calculate the allowable power, the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 is used to calculate the allowable power. A calculated value P(T) of the allowable power equivalent to the case of using is obtained. It should be noted that in the section after time t1 shown in FIG. 10, similar effects can be obtained when the internal temperature correction value T'in ,fix,L (t) of Comparative Example 2 is used to calculate the allowable power. However, in the interval up to the time t1 shown in FIG. may be calculated, the life and safety of the unit cell 1 may be reduced.

以上説明したように、本実施形態によれば、電池の真の内部温度とその演算値との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減可能な電池制御システム100を提供することができる。また、内部温度補正値T’in,var(t)を用いて、単電池1、電池群111および組電池110を安全に許容電力まで十分に活用することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the battery control system 100 that can reduce the calculation load more than the conventional one while suppressing the error between the true internal temperature of the battery and its calculated value. can be done. In addition, by using the internal temperature correction value T'in ,var (t), the single cell 1, the battery group 111, and the assembled battery 110 can be safely and fully utilized up to the allowable power.

[実施形態2]
次に、図1から図6を援用し、図13および図14を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態2を説明する。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置180に記憶された情報と、中央処理装置190による処理が、前述の実施形態1に係る電池制御システム100と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態1の電池制御システム100と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, Embodiment 2 of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 13 and 14 with reference to FIGS. The battery control system of this embodiment differs from the battery control system 100 according to the first embodiment in the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 . Other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment described above, so the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施形態の電池制御システムにおいて、記憶装置180に記憶された電池温度推定式は、単電池1の複数の部分の温度と電流の大きさとの関係が規定されている。また、記憶装置180に記憶された補正係数マップは、単電池1の各々の部分に対して電流の大きさおよび継続時間と補正係数αiとの関係が規定されている。また、記憶装置180には、以下の数式(8)で表されるように、単電池1の各々の部分の補正係数αiを乗じた表面温度誤差ΔTsur(t)と単電池1の各々の部分の温度の演算値Ti(t)との和を部分温度補正値T’i(t)とする部分温度補正式が記憶されている。 In the battery control system of the present embodiment, the battery temperature estimation formula stored in the storage device 180 defines the relationship between the temperature of a plurality of parts of the cell 1 and the magnitude of current. Further, the correction coefficient map stored in the storage device 180 defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient α i for each portion of the cell 1 . Further, the storage device 180 stores the surface temperature error ΔT sur (t) multiplied by the correction coefficient α i of each portion of the cell 1 and each A partial temperature correction formula is stored that sets a partial temperature correction value T′ i (t) to the sum of the calculated value T i (t) of the temperature of the part.

Figure 0007274368000008
Figure 0007274368000008

図13は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。図13に示すように、温度演算機能F1において、中央処理装置190は、電流センサである電流検知部130によって測定された電流の大きさの測定値I(t)を用い、上記電池温度推定式に基づいて単電池1の各々の部分の温度の演算値Ti(t)を出力する。そして、中央処理装置190は、温度演算機能F1から出力された単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)に加えて、単電池1のその他の部分の温度Toth(t)を誤差補正機能F3へ出力する。 FIG. 13 is a functional block diagram of the battery control system of this embodiment. As shown in FIG. 13, in the temperature calculation function F1, the central processing unit 190 uses the measured value I(t) of the magnitude of the current measured by the current detection unit 130, which is a current sensor, to calculate the battery temperature estimation formula , the calculated value T i (t) of the temperature of each portion of the cell 1 is output. Then, the central processing unit 190 adds the calculated surface temperature value T sur,cal (t) and the internal temperature value T in (t) of the cell 1 output from the temperature calculation function F1 to the cell 1 to the error correction function F3.

また、補正係数演算機能F2において、中央処理装置190は、電流センサによる電流の大きさの測定値I(t)および電流の継続時間の測定値を用い、記憶装置180に記憶された補正係数マップに基づいて、単電池1の各々の部分に対する補正係数αiの数列αseqを演算する。ここで、単電池1の内部に対する補正係数をαinとする。この場合、前述の実施形態1と同様に、補正係数マップにおいて、補正係数αinは、たとえば、電流時間指標CTa,CTbまたはCTcの増加にともなって、増大するように決定される。 In addition, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 uses the measured value I(t) of the magnitude of the current and the measured value of the duration of the current by the current sensor, and uses the correction coefficient map stored in the storage device 180. A sequence α seq of correction coefficients α i for each portion of the cell 1 is calculated based on . Here, α in is a correction coefficient for the inside of the cell 1 . In this case, similarly to the first embodiment described above, in the correction coefficient map, the correction coefficient α in is determined so as to increase as the current time index CTa, CTb or CTc increases, for example.

そのため、補正係数演算機能F2において、中央処理装置190は、前述の実施形態1と同様に、単電池1の発熱量Qgen(t)の誤差が相対的に大きいときに、αin/Σαiを相対的に大きく、単電池1の発熱量Qgen(t)の誤差が相対的に小さいときに、αin/Σαiを相対的に小さく、補正係数αiの数列αseqを出力する。 Therefore, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 performs α in /Σα i is relatively large and the error in the heat generation amount Q gen (t) of the cell 1 is relatively small, α in /Σα i is relatively small and the sequence α seq of the correction coefficient α i is output.

また、誤差補正機能F3において、中央処理装置190は、補正係数αi、表面温度誤差ΔTsur(t)および単電池1の各々の部分の温度の演算値Ti(t)を用い、前記数式(8)の部分温度補正式に基づいて、単電池1の各々の部分の温度補正値である部分温度補正値T’i(t)を演算する。そして、中央処理装置190は、この部分温度補正値T’i(t)に基づいて、単電池1を制御する。 Further, in the error correction function F3, the central processing unit 190 uses the correction coefficient α i , the surface temperature error ΔT sur (t), and the calculated value T i (t) of the temperature of each portion of the unit cell 1 to obtain the above formula A partial temperature correction value T′ i (t), which is a temperature correction value for each portion of the cell 1, is calculated based on the partial temperature correction formula (8). Then, the central processing unit 190 controls the cell 1 based on this partial temperature correction value T' i (t).

前述の実施形態1では、誤差補正機能F3は、単電池1の内部温度の演算値Tin(t)のみを補正した。この手法は、単電池1の表面温度誤差ΔTsur(t)をすべて単電池1の内部温度補正値T’in(t)に反映させる手法である。しかしながら、実際の単電池1では、表面と内部との間だけではなく、単電池1の表面と単電池1の内部以外の部分との間でも、熱伝導が起きている。 In Embodiment 1 described above, the error correction function F3 corrects only the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 . This method is a method of reflecting all of the surface temperature error ΔT sur (t) of the single cell 1 in the internal temperature correction value T′ in (t) of the single cell 1 . However, in the actual cell 1, heat conduction occurs not only between the surface and the inside, but also between the surface of the cell 1 and portions other than the inside of the cell 1.

たとえば、単電池1に電流が流れ、単電池1が内部から発熱しているときは、単電池1の表面への熱移動は、単電池1の内部からの熱移動が多くを占める。この場合には、前述の実施形態1のように、単電池1の内部温度の演算値Tin(t)を補正するだけで、真の内部温度に近い内部温度補正値T’in(t)が得られる。 For example, when a current flows through the single cell 1 and the single cell 1 generates heat from the inside, most of the heat transfer to the surface of the single cell 1 is from the inside of the single cell 1 . In this case, just by correcting the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 as in the first embodiment described above, the internal temperature correction value T′ in (t) close to the true internal temperature can be obtained. is obtained.

しかし、単電池1に流れる電流がゼロで、単電池1の内部が発熱していないときは、単電池1の表面への熱移動は、単電池1の内部からの熱移動の比率に対し、単電池1の内部以外の部分からの熱移動の比率が高まる。また、単電池1の表面と、単電池1の内部以外の部分との間の熱伝導のモデルが不正確であることが考えられる。この場合、実施形態1のように、単電池1の表面温度誤差ΔTsur(t)をすべて単電池1の内部温度補正値T’in(t)に反映させる手法では、内部温度補正値T’in(t)と単電池1の真の内部温度との誤差を十分に小さくできないおそれがある。 However, when the current flowing through the cell 1 is zero and the inside of the cell 1 does not generate heat, the heat transfer to the surface of the cell 1 is The ratio of heat transfer from portions other than the inside of the cell 1 increases. In addition, it is conceivable that the model of heat conduction between the surface of the single cell 1 and portions other than the inside of the single cell 1 is inaccurate. In this case, in the method of reflecting all the surface temperature error ΔT sur (t) of the single cell 1 in the internal temperature correction value T′ in (t) of the single cell 1 as in the first embodiment, the internal temperature correction value T′ There is a possibility that the error between in (t) and the true internal temperature of the cell 1 cannot be made sufficiently small.

図14は、本実施形態の電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフである。図14では、単電池1の真の内部温度Tin,real(t)を実線で表示し、実施形態1の電池制御システム100による内部温度補正値T’in,var,1(t)を一点鎖線で表示し、実施形態2の電池制御システムによる内部温度補正値T’in,var,2(t)を点線で表示している。時刻t2までの区間では、単電池1に電流が流れ、単電池1が発熱している。時刻t2以降の区間では、単電池1に電流が流れず、単電池1が発熱していない。 FIG. 14 is a graph explaining the effect of the internal temperature correction value of the battery control system of this embodiment. In FIG. 14, the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 is indicated by a solid line, and the internal temperature correction value T′ in,var,1 (t) by the battery control system 100 of Embodiment 1 is indicated by a single point. It is indicated by a dashed line, and the internal temperature correction value T'in ,var,2 (t) by the battery control system of the second embodiment is indicated by a dotted line. In the section up to time t2, a current flows through the cell 1 and the cell 1 generates heat. In the section after time t2, no current flows through the cell 1 and the cell 1 does not generate heat.

時刻t2までの区間では、実施形態1の電池制御システム100による内部温度補正値T’in,var,1(t)と実施形態2の電池制御システムによる内部温度補正値T’in,var,2(t)は、ともに単電池1の真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さい。 In the interval up to time t2, the internal temperature correction value T′ in,var,1 (t) by the battery control system 100 of Embodiment 1 and the internal temperature correction value T′ in,var,2 by the battery control system of Embodiment 2 (t) has a small error from the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 .

しかし、実施形態1の電池制御システム100では、単電池1の表面温度誤差ΔTsur(t)が、内部温度補正値T’in,var,1(t)のみに反映される。そのため、時刻t2以降の区間では、単電池1の熱伝導モデルが不正確である場合、内部温度補正値T’in,var,1(t)と単電池1の真の内部温度Tin,real(t)との誤差が拡大している。 However, in the battery control system 100 of Embodiment 1, the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1 is reflected only in the internal temperature correction value T′ in,var,1 (t). Therefore, in the section after time t2, if the thermal conduction model of the cell 1 is inaccurate, the internal temperature correction value T' in,var,1 (t) and the true internal temperature T in,real The error with (t) is expanding.

これに対し、本実施形態の電池制御システムによる内部温度補正値T’in,var,2(t)は、単電池1の表面温度誤差ΔTsur(t)が、内部温度補正値T’in,var,1(t)だけでなく、その他の部分の部分温度補正値T’i(t)にも反映される。これにより、単電池1の熱伝導モデルが不正確であっても、熱伝導による内部温度の演算値Tin(t)の誤差を補正することができ、内部温度補正値T’in,var,2(t)と単電池1の真の内部温度Tin,real(t)との誤差を減少させることができる。 On the other hand, the internal temperature correction value T' in,var,2 (t) by the battery control system of the present embodiment is such that the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1 is the internal temperature correction value T' in, It is reflected not only in var,1 (t) but also in partial temperature correction values T'i (t) of other parts. As a result, even if the heat conduction model of the unit cell 1 is inaccurate, the error in the calculated value T in (t) of the internal temperature due to heat conduction can be corrected, and the internal temperature correction value T′ in,var, 2 (t) and the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 can be reduced.

以上のように、本実施形態の電池制御システムにおいて、記憶装置180は、単電池1の複数の部分の温度と電流の大きさとの関係が規定された電池温度推定式と、単電池1の各々の部分に対して電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係が規定された補正係数マップと、単電池1の各々の部分の補正係数αiを乗じた表面温度誤差ΔTsur(t)と単電池1の各々の部分の温度の演算値Ti(t)との和を部分温度補正値T’i(t)とする部分温度補正式と、が記憶されている。また、中央処理装置190は、電流センサによって測定された電流の大きさを用い、電池温度推定式に基づいて単電池1の各々の部分の温度を演算し、電流センサによる電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、補正係数マップに基づいて単電池1の各々の部分に対する補正係数αiを演算し、補正係数αi、表面温度誤差ΔTsur(t)および単電池1の各々の部分の温度の演算値Ti(t)を用い、部分温度補正式に基づいて部分温度補正値T’i(t)を演算し、部分温度補正値T’i(t)に基づいて単電池1、電池群111、組電池110を制御する。 As described above, in the battery control system of the present embodiment, the storage device 180 includes a battery temperature estimation formula that defines the relationship between the temperature of a plurality of parts of the cell 1 and the magnitude of the current, and A surface temperature error ΔT sur (t) multiplied by a correction coefficient map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient for the portion of the unit cell 1 and the correction coefficient α i for each portion of the cell 1 and a partial temperature correction formula that sets the partial temperature correction value T′ i (t) to the sum of the calculated value T i (t) of the temperature of each portion of the cell 1 . In addition, the central processing unit 190 uses the magnitude of the current measured by the current sensor to calculate the temperature of each portion of the cell 1 based on the battery temperature estimation formula, and the magnitude and duration of the current measured by the current sensor. Using the time measurements, calculate the correction factor α i for each portion of the cell 1 based on the correction factor map, and calculate the correction factor α i , the surface temperature error ΔT sur (t) and each portion of the cell 1 Using the calculated value T i (t) of the temperature, the partial temperature correction value T′ i (t) is calculated based on the partial temperature correction formula , and the unit cell 1 , the battery group 111 and the assembled battery 110 are controlled.

この構成により、本実施形態の電池制御システムによれば、前述の実施形態1の電池制御システム100と同様の効果が得られるだけでなく、単電池1に電流が流れず、単電池1が発熱していない場合でも、内部温度補正値T’in,var,2(t)と単電池1の真の内部温度Tin,real(t)との誤差を減少させることができる。 With this configuration, according to the battery control system of the present embodiment, not only can the same effect as the battery control system 100 of the first embodiment described above be obtained, but current does not flow through the single cell 1, causing the single cell 1 to generate heat. Even if not, the error between the internal temperature correction value T' in,var,2 (t) and the true internal temperature T in,real (t) of the cell 1 can be reduced.

[実施形態3]
次に、図1から図6を援用し、図15を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態3を説明する。図15は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置180に記憶された情報と、中央処理装置190による処理が、前述の実施形態1に係る電池制御システム100と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態1の電池制御システム100と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6 and FIG. 15 . FIG. 15 is a functional block diagram of the battery control system of this embodiment. The battery control system of this embodiment differs from the battery control system 100 according to the first embodiment in the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 . Other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment described above, so the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施形態の電池制御システムは、実施形態1の電池制御システム100と同様に、単電池1の電圧を測定する電圧センサとして、図5に示す電圧検出回路121aを備えている。また、記憶装置180は、単電池1の充電状態(SOC)と単電池1の開放電圧(OCV)との関係を示す充電状態‐開放電圧データと、一つの単電池1のSOCと一つの単電池1の内部温度との組み合わせにより一つの充電状態‐温度係数が決定される充電状態‐温度係数データと、が記憶されている。また、中央処理装置190は、電圧センサで測定した単電池1のOCVを用い、充電状態‐開放電圧データに基づいて単電池1のSOCを演算し、SOCの演算値と、内部温度の演算値Tin(t)とを用い、充電状態‐温度係数データに基づいて、充電状態‐温度係数を演算し、内部温度補正式による演算結果に充電状態‐温度係数を乗じて内部温度補正値T’in(t)を演算する。 As with the battery control system 100 of Embodiment 1, the battery control system of this embodiment includes a voltage detection circuit 121a shown in FIG. The storage device 180 also stores state-of-charge-open-circuit voltage data indicating the relationship between the state-of-charge (SOC) of the single cell 1 and the open-circuit voltage (OCV) of the single cell 1, and the SOC of one single cell 1 and one single cell. State-of-charge-temperature coefficient data for which one state-of-charge-temperature coefficient is determined in combination with the internal temperature of the battery 1 is stored. In addition, the central processing unit 190 uses the OCV of the cell 1 measured by the voltage sensor, calculates the SOC of the cell 1 based on the state of charge-open circuit voltage data, and calculates the SOC value and the internal temperature value. Using T in (t), calculate the state of charge-temperature coefficient based on the state of charge-temperature coefficient data, multiply the calculation result by the internal temperature correction formula by the state of charge-temperature coefficient, and obtain the internal temperature correction value T' Compute in (t).

前述の実施形態1の電池制御システム100では、補正係数演算機能F2が電流の測定値I(t)とその継続時間のみを入力としていた。一方、本実施形態の電池制御システムでは、図15に示すように、電流の測定値I(t)に加えて、単電池1の内部温度の演算値Tin(t)およびSOC(t)も補正係数演算機能F2の入力としている。単電池1の発熱量には、電流の測定値I(t)とその継続時間だけでなく、単電池1の内部温度とSOCが影響する。 In the battery control system 100 of Embodiment 1 described above, the correction coefficient calculation function F2 receives only the current measurement value I(t) and its duration. On the other hand, in the battery control system of the present embodiment, as shown in FIG. 15, in addition to the measured current value I(t), the calculated values Tin (t) and SOC(t) of the internal temperature of the cell 1 are also calculated. It is used as an input for the correction coefficient calculation function F2. The amount of heat generated by the single cell 1 is affected not only by the current measurement value I(t) and its duration, but also by the internal temperature and SOC of the single cell 1 .

本実施形態の電池制御システムは、上記の構成により、前述の実施形態1の電池制御システム100と同様の効果を奏することができる。さらに、補正係数演算機能F2において、中央処理装置190によって、SOC(t)が上限のしきい値よりも高い場合、SOC(t)が下限のしきい値よりも低い場合、および内部温度の演算値Tin(t)が低くなるにしたがって、充電状態‐温度係数を大きくすることができる。したがって、単電池1の発熱量に誤差が生じる場合をより詳細に分類して内部温度補正値T’in(t)を演算することができ、内部温度補正値T’in(t)と真の内部温度との誤差をより効果的に減少させることができる。 With the configuration described above, the battery control system of the present embodiment can achieve the same effects as the battery control system 100 of the first embodiment described above. Further, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 calculates the internal temperature when SOC(t) is higher than the upper limit threshold, when SOC(t) is lower than the lower limit threshold, and when SOC(t) is lower than the lower limit threshold. The lower the value T in (t), the higher the state of charge-temperature coefficient can be. Therefore, it is possible to calculate the internal temperature correction value T' in ( t) by classifying the cases in which an error occurs in the amount of heat generated by the cell 1 in more detail. The error with the internal temperature can be reduced more effectively.

[実施形態4]
次に、図1から図6を援用し、図16を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態4を説明する。図16は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置180に記憶された情報と、中央処理装置190による処理が、前述の実施形態1に係る電池制御システム100と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態1の電池制御システム100と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 4]
Next, Embodiment 4 of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6 and FIG. 16 . FIG. 16 is a functional block diagram of the battery control system of this embodiment. The battery control system of this embodiment differs from the battery control system 100 according to the first embodiment in the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 . Other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment described above, so the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施形態の電池制御システムは、実施形態1の電池制御システム100と同様に、単電池1の電圧を測定する電圧センサとして、図5に示す電圧検出回路121aを備えている。記憶装置180は、単電池1の充電状態(SOC)と単電池1の開放電圧(OCV)との関係が規定された充電状態‐開放電圧データと、単電池1のSOC、単電池1を流れる電流の大きさ、および、単電池1の内部温度の演算値または電圧センサによる電池の電圧の測定値と、単電池1の発熱量との関係が規定された発熱量演算式と、単電池1の発熱量と補正係数αとの関係が規定された発熱量‐補正係数データと、が記憶されている。中央処理装置190は、電圧センサで測定した単電池1のOCVを用い、充電状態‐開放電圧データに基づいて単電池1のSOCを演算し、SOCの演算値と、電流センサで測定した電流の大きさ、および、内部温度の演算値Tin(t)または電圧センサによる単電池1の電圧の測定値を用い、発熱量演算式に基づいて、単電池1の発熱量を演算し、単電池1の発熱量の演算値を用い、発熱量‐補正係数データに基づいてαを演算する。 As with the battery control system 100 of Embodiment 1, the battery control system of this embodiment includes a voltage detection circuit 121a shown in FIG. The storage device 180 stores the state-of-charge-open-circuit voltage data that defines the relationship between the state of charge (SOC) of the cell 1 and the open-circuit voltage (OCV) of the cell 1, the SOC of the cell 1, and the data that flows through the cell 1. a calorific value calculation formula that defines the relationship between the magnitude of current, the calculated value of the internal temperature of the cell 1 or the measured value of the voltage of the battery by a voltage sensor, and the calorific value of the cell 1; and calorific value-correction coefficient data defining the relationship between the calorific value and the correction coefficient α. The central processing unit 190 uses the OCV of the single battery 1 measured by the voltage sensor to calculate the SOC of the single battery 1 based on the state-of-charge - open-circuit voltage data. Using the size and the calculated value Tin (t) of the internal temperature or the measured value of the voltage of the cell 1 by the voltage sensor, the heat generation amount of the cell 1 is calculated based on the heat generation calculation formula, Using the calculated calorific value of 1, α is calculated based on the calorific value-correction coefficient data.

前述の実施形態1の電池制御システム100は、補正係数演算機能F2が電流の測定値I(t)を入力としていた。しかし、本実施形態の電池制御システムは、電流の測定値I(t)ではなく、温度演算機能F1の出力である単電池1の発熱量Qgen(t)を、補正係数演算機能F2の入力とする。 In the battery control system 100 of Embodiment 1 described above, the correction coefficient calculation function F2 receives the current measurement value I(t) as an input. However, in the battery control system of the present embodiment, the heat generation amount Q gen (t) of the unit cell 1, which is the output of the temperature calculation function F1, is used as the input of the correction coefficient calculation function F2, instead of the measured current value I(t). and

すなわち、本実施形態の電池制御システムでは、温度演算機能F1において、中央処理装置190は、SOC(t)と電流の測定値I(t)、および、内部温度の演算値Tin(t)または電圧センサによる単電池1の電圧の測定値を用い、発熱量演算式に基づいて、単電池1の発熱量Qgen(t)を演算して、補正係数演算機能F2に出力する。 That is, in the battery control system of the present embodiment, in the temperature calculation function F1, the central processing unit 190 calculates the SOC(t) and the current measurement value I(t), and the internal temperature calculation value T in (t) or Using the measured value of the voltage of the single cell 1 by the voltage sensor, the heat generation amount Q gen (t) of the single cell 1 is calculated based on the heat generation calculation formula, and is output to the correction coefficient calculation function F2.

また、本実施形態の電池制御システムでは、補正係数演算機能F2において、中央処理装置190は、単電池1の発熱量の演算値Qgen(t)を用い、発熱量‐補正係数データに基づいて補正係数αを演算する。これにより、中央処理装置190は、たとえば単電池1の発熱量の演算値Qgen(t)に比例する関数として、補正係数αを出力する。 Further, in the battery control system of the present embodiment, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 uses the calculated value Q gen (t) of the calorific value of the unit cell 1, based on the calorific value-correction coefficient data. Calculate the correction coefficient α. Thereby, the central processing unit 190 outputs the correction coefficient α as a function proportional to the calculated value Q gen (t) of the heat generation amount of the unit cell 1, for example.

したがって、本実施形態の電池制御システムによれば、たとえば単電池1の内部温度の演算値Tin(t)と真の内部温度との間に、単電池1の発熱量に比例した誤差が生じる場合に、単電池1の発熱量に比例した補正量で単電池1の内部温度の演算値Tin(t)を補正することができる。これにより、本実施形態によれば、前述の実施形態1と同様に、単電池1の真の内部温度とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制することができるだけでなく、実施形態1の電池制御システム100よりも計算負荷を低減可能な電池制御システムを提供することができる。 Therefore, according to the battery control system of the present embodiment, for example, an error proportional to the heat generation amount of the cell 1 occurs between the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 and the true internal temperature. , the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 can be corrected by a correction amount proportional to the amount of heat generated by the cell 1 . As a result, according to the present embodiment, as in the first embodiment described above, it is possible not only to suppress the error between the true internal temperature of the unit cell 1 and its calculated value T in (t), It is possible to provide a battery control system that can reduce the calculation load more than the battery control system 100 of the first embodiment.

[実施形態5]
次に、図1から図6を援用し、図17を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態5を説明する。図17は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置180に記憶された情報と、中央処理装置190による処理が、前述の実施形態1に係る電池制御システム100と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態1の電池制御システム100と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 5]
Next, Embodiment 5 of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6 and FIG. 17 . FIG. 17 is a functional block diagram of the battery control system of this embodiment. The battery control system of this embodiment differs from the battery control system 100 according to the first embodiment in the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 . Other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment described above, so the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

実施形態1の電池制御システム100では、温度演算機能F1は、単電池1を流れる電流の測定値I(t)を入力とし、前記数式(2)または(3)を用いて単電池1の発熱量Qgen(t)を演算していた。一方、本実施形態の電池制御システムは、単電池1の発熱量Qgen(t)を演算せず、単電池1の表面温度誤差ΔTsur(t)を用いて単電池1の内部温度の演算値Tin(t)を補正する。 In the battery control system 100 of Embodiment 1, the temperature calculation function F1 receives the measured value I(t) of the current flowing through the cell 1, and calculates the heat generation of the cell 1 using the above formula (2) or (3). We were calculating the quantity Q gen (t). On the other hand, the battery control system of the present embodiment does not calculate the heat generation amount Q gen (t) of the cell 1, but uses the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1 to calculate the internal temperature of the cell 1. Correct the value T in (t).

本実施形態の電池制御システムにおいて、記憶装置180は、単電池1の表面温度および内部温度と、単電池1の熱移動量との関係を規定する熱移動量演算式が記憶されている。中央処理装置190は、単電池1の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)を用い、熱移動量演算式を用いて単電池1の熱移動量を演算する。 In the battery control system of the present embodiment, the storage device 180 stores a heat transfer amount calculation formula that defines the relationship between the surface temperature and internal temperature of the cell 1 and the heat transfer amount of the cell 1 . The central processing unit 190 uses the calculated value T sur,cal (t) of the surface temperature of the unit cell 1 and the calculated value T in (t) of the internal temperature of the unit cell 1, and calculates the heat transfer of the unit cell 1 using the heat transfer amount calculation formula. Calculate quantity.

より詳細には、図17に示すように、本実施形態の電池制御システムでは、温度演算機能F1において、電流の測定値I(t)を入力とせず、前記数式(1)で単電池1の発熱量Qgen(t)=0とした計算式、すなわち熱移動量演算式を用いて、熱移動量のみを演算する。また、本実施形態の電池制御システムでは、補正係数演算機能F2において、電流の測定値I(t)を入力とし、電流の大きさおよび継続時間と補正係数αとの関係を規定した補正係数マップに基づいて、補正係数αを演算して出力する。 More specifically, as shown in FIG. 17, in the battery control system of the present embodiment, the temperature calculation function F1 does not use the current measurement value I(t) as an input, and the unit cell 1's Only the amount of heat transfer is calculated using a calculation formula in which the amount of heat generated Q gen (t)=0, that is, the calculation formula for the amount of heat transfer. Further, in the battery control system of the present embodiment, in the correction coefficient calculation function F2, the current measurement value I(t) is input, and a correction coefficient map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient α Based on, the correction coefficient α is calculated and output.

本実施形態の電池制御システムでは、単電池1の発熱量をすべて反映させるため、単電池1を流れる電流の各条件において、単電池1の発熱量からの誤差のみを補正する実施形態1の電池制御システム100よりも、補正係数αが大きくなる。しかし、本実施形態の電池制御システムによれば、単電池1の発熱量Qgen(t)の演算を省略することができ、実施形態1の電池制御システム100よりも計算負荷を低減することができる。 In the battery control system of the present embodiment, in order to reflect the heat generation amount of the cell 1, only the error from the heat generation amount of the cell 1 is corrected under each condition of the current flowing through the cell 1. The correction coefficient α becomes larger than that of the control system 100 . However, according to the battery control system of the present embodiment, the calculation of the calorific value Q gen (t) of the cell 1 can be omitted, and the calculation load can be reduced more than the battery control system 100 of the first embodiment. can.

以上、図面を用いて本開示に係る電池制御システムの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。 The embodiment of the battery control system according to the present disclosure has been described in detail above with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes within the scope of the present disclosure are possible. etc., are intended to be included in this disclosure.

1 単電池(電池)
2 温度センサ
100 電池制御システム
121a 電圧検出回路(電圧センサ)
130 電流検知部(電流センサ)
140 電圧検知部(電圧センサ)
180 記憶装置
190 中央処理装置
I(t) 電流の測定値
Qgen(t) 単電池の発熱量
SOC(t) 電池の充電状態
Tamb(t) 環境温度
Tin(t) 単電池の内部温度の演算値
T’in(t) 内部温度補正値
Toth(t) 単電池の他の部分の温度の演算値
T’i(t) 部分温度補正値
Tsur,mes(t) 単電池の表面温度の測定値
Tsur,cal(t) 単電池の表面温度の演算値
T’sur,cal(t) 表面温度補正値
ΔTsur(t) 表面温度誤差
α 補正係数
αseq 補正係数の数列
1 cell (battery)
2 temperature sensor 100 battery control system 121a voltage detection circuit (voltage sensor)
130 current detector (current sensor)
140 voltage detection unit (voltage sensor)
180 storage device 190 central processing unit
I(t) current measurement
Q gen (t) Heat generation of single cell
SOC(t) Battery state of charge
T amb (t) Ambient temperature
T in (t) Calculated cell internal temperature
T' in (t) Internal temperature correction value
T oth (t) Computed temperature of other part of cell
T' i (t) Partial temperature correction value
T sur,mes (t) Measured cell surface temperature
T sur,cal (t) Calculated cell surface temperature
T' sur,cal (t) Surface temperature correction value ΔT sur (t) Surface temperature error α Correction coefficient α Sequence of seq correction coefficients

Claims (3)

電池に流れる電流の大きさを測定する電流センサ、前記電池の表面温度を測定する温度センサ、記憶装置および中央処理装置を備えた電池制御システムであって、
前記記憶装置は、前記電池の表面温度および内部温度と前記電流の大きさとの関係を規定した電池温度推定式と、前記表面温度の測定値と前記表面温度の演算値との差分を表面温度誤差とする誤差演算式と、前記電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係を規定した補正係数マップと、前記補正係数を乗じた前記表面温度誤差と前記内部温度の演算値との和を内部温度補正値とする内部温度補正式と、が記憶され、
前記中央処理装置は、前記電流センサによって測定された前記電流の大きさを用い、前記電池温度推定式に基づいて前記表面温度および前記内部温度を演算し、前記表面温度の演算値と、前記温度センサによって測定された前記表面温度の測定値とを用い、前記誤差演算式に基づいて前記表面温度誤差を演算し、前記電流センサによる前記電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、前記補正係数マップに基づいて前記補正係数を演算し、前記補正係数、前記表面温度誤差および前記内部温度の演算値を用い、前記内部温度補正式に基づいて前記内部温度補正値を演算し、前記内部温度補正値に基づいて前記電池を制御することを特徴とする電池制御システム。
A battery control system comprising a current sensor for measuring the magnitude of the current flowing through the battery, a temperature sensor for measuring the surface temperature of the battery, a storage device, and a central processing unit,
The storage device stores a battery temperature estimation formula that defines the relationship between the surface temperature and internal temperature of the battery and the magnitude of the current, and the difference between the measured value of the surface temperature and the calculated value of the surface temperature as a surface temperature error. , a correction coefficient map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient, and the sum of the surface temperature error multiplied by the correction coefficient and the calculated value of the internal temperature An internal temperature correction formula as an internal temperature correction value is stored,
The central processing unit calculates the surface temperature and the internal temperature based on the battery temperature estimation formula using the magnitude of the current measured by the current sensor, and calculates the surface temperature and the temperature The surface temperature error is calculated based on the error calculation formula using the surface temperature measured by the sensor, and the correction is performed using the current magnitude and duration measured by the current sensor. calculating the correction coefficient based on the coefficient map; using the correction coefficient, the surface temperature error, and the calculated value of the internal temperature; calculating the internal temperature correction value based on the internal temperature correction formula; A battery control system that controls the battery based on a correction value.
前記記憶装置は、前記電池の複数の部分の温度と前記電流の大きさとの関係が規定された前記電池温度推定式と、前記電池の各々の前記部分に対して前記電流の大きさおよび前記継続時間と前記補正係数との関係が規定された前記補正係数マップと、前記電池の各々の前記部分の前記補正係数を乗じた前記表面温度誤差と前記電池の各々の前記部分の温度の演算値との和を部分温度補正値とする部分温度補正式と、が記憶され、
前記中央処理装置は、前記電流センサによって測定された前記電流の大きさを用い、前記電池温度推定式に基づいて各々の前記部分の温度を演算し、前記電流センサによる前記電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、前記補正係数マップに基づいて各々の前記部分に対する前記補正係数を演算し、前記補正係数、前記表面温度誤差および各々の前記部分の温度の演算値を用い、前記部分温度補正式に基づいて前記部分温度補正値を演算し、前記部分温度補正値に基づいて前記電池を制御する、
請求項1に記載の電池制御システム。
The storage device stores the battery temperature estimation formula defining the relationship between the temperature of a plurality of parts of the battery and the magnitude of the current, and the magnitude of the current and the continuity for each of the parts of the battery. the correction coefficient map in which the relationship between time and the correction coefficient is defined; the surface temperature error multiplied by the correction coefficient of each of the portions of the battery; and a calculated value of the temperature of each of the portions of the battery. and a partial temperature correction formula having a partial temperature correction value that is the sum of
The central processing unit uses the magnitude of the current measured by the current sensor to calculate the temperature of each of the portions based on the battery temperature estimation formula, and the magnitude and continuity of the current by the current sensor. calculating said correction factor for each said part based on said correction factor map using said measurements of time; calculating said part temperature using said correction factor, said surface temperature error and said calculated values of temperature of each said part; calculating the partial temperature correction value based on a correction formula, and controlling the battery based on the partial temperature correction value;
The battery control system according to claim 1.
前記記憶装置に記憶された前記補正係数マップにおいて、
前記電流の大きさおよび前記継続時間と前記補正係数との関係は、
前記電流の大きさの測定値をI、前記電池の内部抵抗をR、時間をtとして、数式(5a)、(5b)または(5c)で表される電流時間指標CTa,CTbまたはCTcの増加にともなって、前記補正係数が増大する関係として記憶されている、
請求項1に記載の電池制御システム。
Figure 0007274368000009

In the correction coefficient map stored in the storage device,
The relationship between the magnitude of the current and the duration and the correction factor is
An increase in the current time index CTa, CTb or CTc represented by the formula (5a), (5b) or (5c), where I is the measured value of the magnitude of the current, R is the internal resistance of the battery, and t is the time. is stored as a relationship in which the correction coefficient increases with
The battery control system according to claim 1.
Figure 0007274368000009

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115047344A (en) * 2021-03-09 2022-09-13 华为技术有限公司 Power battery pack heat estimation method and device
JP2022167416A (en) * 2021-04-23 2022-11-04 Apb株式会社 Method of determining of state of bipolar battery
WO2023191098A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 ビークルエナジージャパン株式会社 Battery control device
KR102555653B1 (en) * 2022-11-10 2023-07-17 스마트전자 주식회사 Battery monitoring method and device
KR102532430B1 (en) * 2022-11-21 2023-05-15 스마트전자 주식회사 Busbar assembly and current measuring device
CN115856644B (en) * 2023-02-28 2023-05-05 华东交通大学 Modeling method of energy storage battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010273520A (en) 2009-05-25 2010-12-02 Toyota Motor Corp Drive device, vehicle loading the same, and abnormal condition decision method
JP2011222133A (en) 2010-04-02 2011-11-04 Toyota Motor Corp Input/output controller for battery pack
JP2014531711A (en) 2011-09-15 2014-11-27 ルノー エス.ア.エス. Method for estimating the core temperature of a battery cell
JP7154999B2 (en) 2018-12-27 2022-10-18 ビークルエナジージャパン株式会社 battery controller

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6040684B2 (en) * 2012-09-28 2016-12-07 富士通株式会社 Secondary battery state evaluation device, secondary battery state evaluation method, and secondary battery state evaluation program
JP7264583B2 (en) * 2016-10-31 2023-04-25 ビークルエナジージャパン株式会社 Battery controller and battery system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010273520A (en) 2009-05-25 2010-12-02 Toyota Motor Corp Drive device, vehicle loading the same, and abnormal condition decision method
JP2011222133A (en) 2010-04-02 2011-11-04 Toyota Motor Corp Input/output controller for battery pack
JP2014531711A (en) 2011-09-15 2014-11-27 ルノー エス.ア.エス. Method for estimating the core temperature of a battery cell
JP7154999B2 (en) 2018-12-27 2022-10-18 ビークルエナジージャパン株式会社 battery controller

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