JPWO2019123904A1 - Management device and power storage system - Google Patents
Management device and power storage system Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2019123904A1 JPWO2019123904A1 JP2019560872A JP2019560872A JPWO2019123904A1 JP WO2019123904 A1 JPWO2019123904 A1 JP WO2019123904A1 JP 2019560872 A JP2019560872 A JP 2019560872A JP 2019560872 A JP2019560872 A JP 2019560872A JP WO2019123904 A1 JPWO2019123904 A1 JP WO2019123904A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection system
- filter
- voltage
- current detection
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
直列接続された複数のセルの状態を示すデータを高精度に推定するために、電流検出系(20)は、直列接続された複数のセル(E1−E6)に流れる電流を検出する。電圧検出系(30)は、複数のセル(E1−E6)のそれぞれの電圧を検出する。演算部(41)は、電流検出系(20)により検出された電流の値と、電圧検出系(30)により検出された電圧の値をもとに複数のセルの状態を管理するためのデータを算出する。電流検出系(20)に含まれる少なくとも1つのフィルタ(22、26)のトータルの特性と、電圧検出系(30)に含まれる少なくとも1つのフィルタ(32、36)のトータルの特性とが実質的に一致している。In order to estimate with high accuracy the data indicating the states of the plurality of cells connected in series, the current detection system (20) detects the current flowing through the cells (E1-E6) connected in series. The voltage detection system (30) detects the respective voltages of the plurality of cells (E1-E6). The calculation unit (41) is data for managing the states of a plurality of cells based on the value of the current detected by the current detection system (20) and the value of the voltage detected by the voltage detection system (30). Is calculated. The total characteristics of at least one filter (22, 26) included in the current detection system (20) and the total characteristics of at least one filter (32, 36) included in the voltage detection system (30) are substantially the same. Is consistent with.
Description
本発明は、蓄電モジュールの状態を管理する管理装置、及び蓄電システムに関する。 The present invention relates to a management device for managing the state of a power storage module and a power storage system.
近年、ハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)、電気自動車(EV)が普及してきている。これらの車にはキーデバイスとして二次電池が搭載される。車載用二次電池としては主に、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池が普及している。今後、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池の普及が加速すると予想される。 In recent years, hybrid vehicles (HVs), plug-in hybrid vehicles (PHVs), and electric vehicles (EVs) have become widespread. These cars are equipped with a secondary battery as a key device. Nickel-metal hydride batteries and lithium-ion batteries are mainly used as in-vehicle secondary batteries. It is expected that the spread of lithium-ion batteries with high energy density will accelerate in the future.
充放電を繰り返して利用される車載用のバッテリシステム(例えば、特許文献1参照)において、電池セルの充電状態(SOC:State Of Charge)や劣化状態(SOH:State Of Health)等の電池の状態データを正確に検知することは、車両航続距離の確保および電池セルの長期利用の観点から重要である。例えば電気自動車は、電池セルに蓄電された電気エネルギーを動力源として走行しており、残容量を正しく検知できなければ、予定した走行距離を確保できなかったり、急停止するなど、利便性が損なわれることになる。また電池セルの劣化状態を正確に検知することは、電池セルを安全に利用するために重要である。 In an in-vehicle battery system (see, for example, Patent Document 1) that is repeatedly charged and discharged, the state of the battery such as the state of charge (SOC) and the deteriorated state (SOH) of the battery cell. Accurate detection of data is important from the viewpoint of ensuring vehicle cruising range and long-term use of battery cells. For example, an electric vehicle runs on the electric energy stored in a battery cell as a power source, and if the remaining capacity cannot be detected correctly, the planned mileage cannot be secured or the vehicle suddenly stops, which impairs convenience. Will be. In addition, it is important to accurately detect the deteriorated state of the battery cell in order to use the battery cell safely.
セルのSOCやSOHを高精度に検知するには、その算出のもとになる電流値や電圧値を高精度に検知することが重要である。 In order to detect the SOC and SOH of a cell with high accuracy, it is important to detect the current value and voltage value that are the basis of the calculation with high accuracy.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、直列接続された複数のセルの状態を示すデータを高精度に推定する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique for estimating the state of a plurality of cells connected in series with high accuracy.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の管理装置は、直列接続された複数のセルに流れる電流を検出する電流検出系と、前記複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出系と、前記電流検出系により検出された電流の値と、前記電圧検出系により検出された電圧の値をもとに前記複数のセルの状態を管理するためのデータを算出する演算部と、を備える。前記電流検出系は、それぞれ独立した少なくとも1つのフィルタを含む。前記電圧検出系は、それぞれ独立した少なくとも1つのフィルタを含む。前記電流検出系に含まれる少なくとも1つのフィルタのトータルの特性と、前記電圧検出系に含まれる少なくとも1つのフィルタのトータルの特性とが実質的に一致している。 In order to solve the above problems, the management device of an embodiment of the present invention includes a current detection system that detects a current flowing through a plurality of cells connected in series, and a voltage detection system that detects a voltage of each of the plurality of cells. And a calculation unit that calculates data for managing the states of the plurality of cells based on the value of the current detected by the current detection system and the value of the voltage detected by the voltage detection system. Be prepared. The current detection system includes at least one independent filter. The voltage detection system includes at least one independent filter. The total characteristics of at least one filter included in the current detection system and the total characteristics of at least one filter included in the voltage detection system are substantially the same.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、直列接続された複数のセルの状態を示すデータを高精度に推定することができる。 According to the present invention, data indicating the states of a plurality of cells connected in series can be estimated with high accuracy.
図1は、本発明の実施の形態に係る蓄電システム1の構成例を示す図である。蓄電システム1は、蓄電モジュール50及び管理装置10を備える。蓄電モジュール50は、直列接続された複数のセルを含む。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル(公称電圧:3.6−3.7V)を使用する例を想定する。図1では、6個のリチウムイオン電池セル(セルE1−E6)を直列接続した組電池を使用する例を描いている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a
複数のセルE1−E6と直列に電流検出素子21が接続される。電流検出素子21には、シャント抵抗やホール素子を使用することができる。電流検出素子21は、複数のセルE1−E6に流れる電流を電圧信号で出力する。
The
管理装置10は、電流検出系20のアナログフィルタ22、電圧検出系30のアナログフィルタ32、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)33及びマイクロプロセッサ40を備える。ASIC33は、マルチプレクサ34及びAD変換器35を含む。マイクロプロセッサ40は、電流検出系20のAD変換器25、電流検出系20のデジタルフィルタ26、電圧検出系30のデジタルフィルタ36及び演算器41を含む。
The
電流検出素子21、アナログフィルタ22、AD変換器25及びデジタルフィルタ26は電流検出系20を構成し、アナログフィルタ32、マルチプレクサ34、AD変換器35及びデジタルフィルタ36は電圧検出系30を構成する。
The
電流検出素子21により検出された電流値は、アナログフィルタ22に入力される。アナログフィルタ22は、入力された電流値の高周波成分を除去してAD変換器25に出力する。AD変換器25は、アナログフィルタ22から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタルフィルタ26に出力する。デジタルフィルタ26は、デジタル信号で規定された電流値の高周波成分をさらに除去して、演算器41に出力する。
The current value detected by the
ASIC33は、直列接続された複数のセルE1−E6の各ノードと複数の電圧検出線で接続され、隣接する2本の電圧検出線間の電圧をそれぞれ検出することにより、各セルE1−E6の電圧を検出する。複数のセルE1−E6とASIC33間の複数の電圧検出線にはアナログフィルタ32が挿入される。アナログフィルタ32は、複数のセルE1−E6の各電圧値の高周波成分を除去してASIC33に出力する。ASIC33内のマルチプレクサ34は、複数のセルE1−E6の各電圧値を所定の順番でAD変換器35に出力する。AD変換器35は、マルチプレクサ34から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
The
ASIC33とマイクロプロセッサ40間は、フォトカプラ等の絶縁回路を介した、デジタル通信により接続される。ASIC33は、直列接続により高電圧化された複数のセルE1−E6の電圧を検出する必要があるため高電圧化する必要がある。一方、マイクロプロセッサ40は低電圧で動作する。この電圧差を吸収するために両者は絶縁される必要がある。一方、電流検出系20は低圧設計が可能であり、アナログフィルタ22の出力をそのままマイクロプロセッサ40に入力することができる。
The ASIC 33 and the
マイクロプロセッサ40はASIC33から、デジタル信号で規定された複数のセルE1−E6の各電圧値を受信する。デジタルフィルタ36は、デジタル信号で規定された各電圧値の高周波成分をさらに除去して演算器41に出力する。
The
演算器41は、複数のセルE1−E6の電流値および複数のセルE1−E6の各電圧値をもとに各セルE1−E6のSOC及びSOHを算出する。SOHは、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率で規定され、数値が低いほど(0%に近いほど)劣化が進行していることを示す。
The
なお図示しないが、演算器41には温度検出系から複数のセルE1−E6の温度も入力され、温度補償に使用される。
Although not shown, the temperature of the plurality of cells E1-E6 is also input to the
演算器41は例えば、CPUで構成することができる。電流検出系20のデジタルフィルタ26及び電圧検出系30のデジタルフィルタ36は、専用のロジック回路で実現されてもよいし、当該CPUによるデジタル演算処理により実現されてもよい。
The
なお図1では、電圧検出系30のデジタルフィルタ36をマイクロプロセッサ40内に設けているが、ASIC33内に設けてもよい。この場合、ASIC33に設けられたデジタルフィルタ36の出力は通信でマイクロプロセッサ40の演算器41へ入力される。
Although the
電池のSOCは下記(式1)に示すように、電池に通電される電流の積算値を用いて推定することが一般的である。 As shown in the following (Equation 1), the SOC of the battery is generally estimated by using the integrated value of the current applied to the battery.
しかしながら、電流センサにはオフセット誤差・ヒステリシス誤差・直線性誤差・温度変動誤差などがある。長期の利用においては、当該誤差が電流積算値に累積されていくことになり、電流積算値だけを用いてSOCを正確に推定し続けることは難しい。以下、一般的なSOCおよびSOHの検知方法について説明する。 However, the current sensor has an offset error, a hysteresis error, a linearity error, a temperature fluctuation error, and the like. In long-term use, the error is accumulated in the integrated current value, and it is difficult to continue to accurately estimate the SOC using only the integrated current value. Hereinafter, a general SOC and SOH detection method will be described.
図2(a)−(c)は、SOCの算出方法を説明するための図である。図2(a)は、セルE1の等価回路を示す図である。図2(b)は、セルE1の入力電流Ic、出力電圧Vcの変化の一例を示す図である。図2(c)は、セルE1のSOC−OCV特性の一例を示す図である。ただし図2(a)−(c)は簡略化されたものであり、電池の化学的特性および詳細な電池の等価回路を必ずしも示すものではない。 2 (a)-(c) are diagrams for explaining a method of calculating SOC. FIG. 2A is a diagram showing an equivalent circuit of cell E1. FIG. 2B is a diagram showing an example of changes in the input current Ic and the output voltage Vc of the cell E1. FIG. 2C is a diagram showing an example of SOC-OCV characteristics of cell E1. However, FIGS. 2 (a)-(c) are simplified and do not necessarily show the chemical characteristics of the battery and the detailed equivalent circuit of the battery.
図2(a)において、VocvはセルE1の開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)、RiはセルE1の内部抵抗、IcはセルE1に入力される電流、VcはセルE1に電流が入力されるタイミングでセルE1の端子間から出力される電圧をそれぞれを示している。 In FIG. 2A, Vocv is the open circuit voltage (OCV) of cell E1, Ri is the internal resistance of cell E1, Ic is the current input to cell E1, and Vc is the current input to cell E1. The voltage output from the terminals of the cell E1 at the timing is shown.
セルE1に電流が流れるとセルE1に電圧変動が発生する。時刻t1における入力電流をIc(t1)、時刻t1における出力電圧をVc(t1)、時刻t2における入力電流をIc(t2)、時刻t2における出力電圧をVc(t2)とするとき、Ic(t1)とIc(t2)の差分をΔIc、Vc(t1)とVc(t2)の差分をΔVcとすると、内部抵抗Riは下記(式2)で表すことができる。また時刻t2におけるVocv(t2)は下記(式3)のように表すことができる。 When a current flows through the cell E1, a voltage fluctuation occurs in the cell E1. When the input current at time t1 is Ic (t1), the output voltage at time t1 is Vc (t1), the input current at time t2 is Ic (t2), and the output voltage at time t2 is Vc (t2), Ic (t1). ) And Ic (t2) are ΔIc, and the difference between Vc (t1) and Vc (t2) is ΔVc, and the internal resistance Ri can be expressed by the following (Equation 2). Further, Vocv (t2) at time t2 can be expressed as follows (Equation 3).
上記(式2)および(式3)を用いることにより、時刻t2における開放電圧Vocv(t2)および内部抵抗Riを算出することができる。セルE1のSOCはOCVをもとに推定することが可能である。例えばマイクロプロセッサ40は、セルE1のSOCとOCVの関係を規定したSOC−OCV特性を記述したLUT(Look Up Table)をメモリ内に保持し、当該LUTを参照することによりVocvからSOCを推定することができる。このように推定されたSOCは、上記(式1)を用いて補正されて使用されてもよい。
By using the above (Equation 2) and (Equation 3), the open circuit voltage Vocv (t2) and the internal resistance Ri at time t2 can be calculated. The SOC of cell E1 can be estimated based on OCV. For example, the
セルE1のSOHは、セルE1の内部抵抗Riの増大によって推定することができる。つまり、初期状態のSOHと初期状態からの内部抵抗増大分ΔRiをもとに現在のSOHを推定することが可能である。 The SOH of cell E1 can be estimated by increasing the internal resistance Ri of cell E1. That is, it is possible to estimate the current SOH based on the SOH in the initial state and the increase in internal resistance ΔRi from the initial state.
図3は、図1の電流検出系20と電圧検出系30を簡略化した図である。
電流検出系20に具備されるアナログフィルタ22の特性(伝達関数)を
The characteristics (transfer function) of the
またセルE1に電流が入力されるタイミングと、電流値を示す電気信号が演算器41に入力されるタイミングとの間の遅延をtcとし、セルE1に電流が入力されることによってセルE1の端子間から電圧が出力されるタイミングと、電圧値を示す電気信号が演算器41に入力されるタイミングとの間の遅延をtvとする。
Further, the delay between the timing when the current is input to the cell E1 and the timing when the electric signal indicating the current value is input to the
本実施の形態において、電流検出系20および電圧検出系30はそれぞれ一つ乃至それぞれが独立した複数のフィルタを備えることができる。図3に示す例では、電流検出系20および電圧検出系30はそれぞれ2つのフィルタを備えている。2つのフィルタは、1段目のアナログフィルタ22/32と、2段目のデジタルフィルタ26/36で構成される。
In the present embodiment, the
なおフィルタのタイプは問わない。つまりアナログタイプであってもデジタルタイプであっても構わない。また図3の場合、アナログフィルタ22/32とデジタルフィルタ26/36は互いに独立しているとみなすことができる。アナログフィルタ22/32のフィルタ特性がデジタルフィルタ26/36のフィルタ特性に影響しないからである。
The type of filter does not matter. That is, it may be an analog type or a digital type. Further, in the case of FIG. 3, the
なお例えば、2段のRCフィルタを直列接続させてアナログフィルタ22/32を構成する場合も、2段のRCフィルタは互いに独立ではないため一つのアナログフィルタとして扱うことができる。これはアナログフィルタの伝達関数を求めることで分かる。
For example, even when the two-stage RC filters are connected in series to form the
電流検出素子21によって通電電流に応じた電圧信号に変換されたアナログ電圧信号は、1段目のアナログフィルタ22に入力されノイズ成分が除去される。1段目のアナログフィルタ22を通過したアナログ信号はAD変換器25によってデジタルデータへ変換され、2段目のデジタルフィルタ26へ入力される。デジタルフィルタ26はサンプリング周期Tで離散化されたデジタルデータを信号処理することでフィルタ能力を発揮する。デジタルフィルタ26の出力は演算器41へ入力される。このようにして演算器41は、セルE1に電流が通電されたタイミングで電流検出素子21から出力される信号を検知する。セルE1に電流が通電されるタイミングと、電流値を示す電気信号が演算器41に入力されるタイミングとの間の遅延時間をtcとする。
The analog voltage signal converted into a voltage signal corresponding to the energizing current by the
セルE1の端子間電圧は1段目のアナログフィルタ32に入力されノイズ成分が除去される。1段目のアナログフィルタ32を通過したアナログ信号はAD変換器35によってデジタルデータへ変換され、2段目のデジタルフィルタ36へ入力される。デジタルフィルタ36はサンプリング周期Tで離散化されたデジタルデータを信号処理することでフィルタ能力を発揮する。デジタルフィルタ36の出力は演算器41へ入力される。このようにして演算器41は、セルE1に電流が通電されたタイミングに出力されるセルE1の端子間電圧信号を検知する。セルE1に電流が通電されることによって端子間電圧が出力されるタイミングと、電圧値を示す電気信号が演算器41に入力されるタイミングとの間の遅延時間をtvとする。
The voltage between the terminals of cell E1 is input to the
本実施の形態では、電流検出系20のフィルタ特性と電圧検出系30のフィルタ特性を実質的に一致させる。実質的に一致しているとみなす範囲は、設計者が要求仕様などに基づき決定することができる。
In the present embodiment, the filter characteristics of the
電流検出系20のフィルタ特性(伝達関数)を
またゲインを
本実施の形態ではフィルタ特性を一致させるために、上記(式5)の伝達関数と上記(式6)の伝達関数を実質的に一致させる。つまり伝達関数において周波数特性を表すゲイン関数を一致させる。周波数特性を表すとき単位は[dB]が用いられることが多い。そこで、下記(式7)、(式8)を、対数表記の下記(式9)、(式10)に書き換える。
対数の性質から伝達関数を、互いに独立なフィルタのゲインの和として表すことができ、フィルタ特性を実質的に一致させるために有効で便利な方法である。 Due to the logarithmic nature, the transfer function can be expressed as the sum of the gains of filters that are independent of each other, which is an effective and convenient method for substantially matching the filter characteristics.
上記(式5)と(式6)を実質的に一致させるために、電流検出系20のアナログフィルタ22の伝達関数と電圧検出系30のアナログフィルタ32の伝達関数を実質的に一致させ、かつ電流検出系20のデジタルフィルタ26の伝達関数と電圧検出系30のデジタルフィルタ36の伝達関数を実質的に一致させることが考えられる。
In order to substantially match the above (Equation 5) and (Equation 6), the transfer function of the
しかしながら、電流検出系20のアナログフィルタ22と電圧検出系30のアナログフィルタ32を実質的に一致させることは基本的に難しい。複数のセルE1−E6に流れる単一の電流を検出する電流検出系20と、複数のセルE1−E6の各電圧を検出する電圧検出系30を同一特性の回路構成で実現することは基本的に難しいためである。電圧検出系30の1つのセルのアナログフィルタ32は、別のセルの電圧変動などの影響を受ける。
However, it is basically difficult to substantially match the
そこで電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させるために、電流検出系20のデジタルフィルタ26の伝達関数および/または電圧検出系30のデジタルフィルタ36の伝達関数を調整する。上記(式9)および(式10)に示したように対数表記の場合、独立した複数のフィルタを持つ系の周波数特性は、それぞれのフィルタの周波数特性の和として表すことができる。つまり電流検出系20のアナログフィルタ22の周波数特性とデジタルフィルタ26の周波数特性の和と、電圧検出系30のアナログフィルタ32の周波数特性とデジタルフィルタ36の周波数特性の和を、実質的に一致させればよい。
Therefore, in order to substantially match the filter characteristics of the
また本実施の形態では、電流検出系20の上記遅延tcと電圧検出系30の上記遅延tvとを実質的に一致させる。例えば、電流検出系20の上記遅延tcと電圧検出系30の上記遅延tvをそれぞれ見積もり、両者が一致するようにマイクロプロセッサ40のソフトウェアプログラミングを作成する。
Further, in the present embodiment, the delay tk of the
図4は、アナログフィルタ22/32の構成例を示す図である。図4は、アナログフィルタ22/32を、抵抗RおよびコンデンサCによって構成されるRCフィルタ(ローパスフィルタ)で構成する例を示している。以下、RCフィルタの伝達関数を回路方程式から導出する。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the
RC回路の回路構成から下記(式11)が成り立つ。
図3におけるアナログフィルタ22/32の伝達関数は,上記(式4)より下記(式19)で表すことができる。
したがって上記(式18)を用いることでアナログフィルタ22/32のゲイン関数を求めることができる。具体的には、抵抗RとコンデンサCの定数を調整することで所望のフィルタ特性(周波数特性)を得ることができる。なお上記のフィルタ構成は一例であり、2段のRCフィルタや、オペアンプを使ったアクティブフィルタなどフィルタ構成は上記に限定されない。
Therefore, the gain function of the
次にデジタルフィルタについて説明する。以下、デジタルフィルタに、一次遅れ系のIIR(Infinite Impulse Response)フィルタ(無限インパルス応答フィルタ)を使用する例を説明する。 Next, the digital filter will be described. Hereinafter, an example in which a first-order lag IIR (Infinite Impulse Response) filter (infinite impulse response filter) is used as the digital filter will be described.
y[n]を出力信号、x[n]を入力信号としたときの一次遅れ系の差分方程式は、下記(式20)で表される。aは前回値と今回値の重みを決定するための定数である。
ゲイン|G|を求めるため、下記(式24)に示すオイラーの公式を使用する。
図3におけるデジタルフィルタ26/36の伝達関数は、上記(式4)より下記(式28)で表すことができる。
したがって上記(式27)を用いることでデジタルフィルタ26/36のゲイン関数を求めることができる。具体的には、定数aとサンプリング周期Tを調整することで所望のフィルタ特性(周波数特性)を得ることができる。なお上記のフィルタ構成は一例であり、二次のIIRフィルタや、FIR(Finite Impullse Response)フィルタ(有限インパルス応答フィルタ)などフィルタ構成は上記に限定されない。
Therefore, the gain function of the
次にフィルタの独立性について説明する。
図5(a)−(c)は、複数のフィルタを備える系の構成例を示す図である。図5(a)は、第1フィルタF1と第2フィルタF2を縦列接続した系を示す。第1フィルタF1は、第1抵抗R1と第1コンデンサC1で構成されたローパスフィルタ(LPF)である。第2フィルタF2は、第2抵抗R2と第2コンデンサC2で構成されたローパスフィルタ(LPF)であり、第1フィルタF1と同じ構成である。第1フィルタF1と第2フィルタF2は独立しておらず、図5(a)に示す系の伝達関数は、第1フィルタF1のゲインG1と第2フィルタF2のゲインG2の積で表すことができない。Next, the independence of the filter will be described.
5 (a)-(c) is a diagram showing a configuration example of a system including a plurality of filters. FIG. 5A shows a system in which the first filter F1 and the second filter F2 are connected in columns. The first filter F1 is a low-pass filter (LPF) composed of a first resistor R1 and a first capacitor C1. The second filter F2 is a low-pass filter (LPF) composed of a second resistor R2 and a second capacitor C2, and has the same configuration as the first filter F1. The first filter F1 and the second filter F2 are not independent, and the transfer function of the system shown in FIG. 5A can be represented by the product of the gain G1 of the first filter F1 and the gain G2 of the second filter F2. Can not.
図5(b)は、図5(a)の第1フィルタF1と第2フィルタF2の間に、ボルテージフォロワOP1が挿入される。ボルテージフォロワOP1はオペアンプで構成される。当該オペアンプは理想的に動作するものとする。ボルテージフォロワOP1は、入力インピーダンスがハイインピーダンスでゲインが1の素子であり、第1フィルタF1から入力される電流を遮断し、第1フィルタF1から入力される電圧を第2フィルタF2に出力する。図5(b)に示す系の伝達関数は、第1フィルタF1のゲインG1と第2フィルタF2のゲインG2の積で表すことができる。 In FIG. 5B, the voltage follower OP1 is inserted between the first filter F1 and the second filter F2 in FIG. 5A. The voltage follower OP1 is composed of an operational amplifier. The operational amplifier shall operate ideally. The voltage follower OP1 is an element having a high input impedance and a gain of 1, cuts off the current input from the first filter F1, and outputs the voltage input from the first filter F1 to the second filter F2. The transfer function of the system shown in FIG. 5B can be represented by the product of the gain G1 of the first filter F1 and the gain G2 of the second filter F2.
図5(c)は、図3に示した回路構成と同じである。図5(c)に示す系の伝達関数は、アナログフィルタ22/32のゲインG1とデジタルフィルタ26/36のゲインG2の積で表すことができる。
FIG. 5C is the same as the circuit configuration shown in FIG. The transfer function of the system shown in FIG. 5C can be represented by the product of the gain G1 of the
このように2つのフィルタで構成される系を考える場合、入力信号INが後段のフィルタに直接通電されるとき、前段のフィルタと後段のフィルタは独立していないと言える。反対に入力信号INが後段のフィルタに直接通電されないとき、前段のフィルタと後段のフィルタは独立していると言える。 When considering a system composed of two filters in this way, it can be said that when the input signal IN is directly applied to the filter in the subsequent stage, the filter in the previous stage and the filter in the latter stage are not independent. On the contrary, when the input signal IN is not directly applied to the filter in the subsequent stage, it can be said that the filter in the previous stage and the filter in the subsequent stage are independent.
以下、電流検出系20のフィルタ特性と、電圧検出系30のフィルタ特性を実質的に一致させる具体例を説明する。以下の例では、電流検出系20および電圧検出系30のアナログフィルタ22/32に1次のRCフィルタ(LPF)を使用し、電流検出系20および電圧検出系30のデジタルフィルタ26/36に1次のIIRフィルタを使用する構成を想定する。前段のRCフィルタと後段のIIRフィルタはそれぞれ互いに独立しているものとする。具体例1ではアナログフィルタ22/32の抵抗RとコンデンサCの定数が異なっている例を示し、具体例2ではデジタルフィルタ26/36のサンプリング周期が異なっている場合を示す。
Hereinafter, a specific example in which the filter characteristics of the
図6(a)−(c)は、具体例1における電流検出系20および電圧検出系30の調整前のフィルタ特性を示す図である。図6(a)はアナログフィルタ22/32のフィルタ特性を示し、図6(b)はデジタルフィルタ26/36のフィルタ特性を示し、図6(c)は電流検出系20全体および電圧検出系30全体のフィルタ特性を示す。
6 (a)-(c) are diagrams showing the filter characteristics of the
図7(a)−(c)は、具体例1における電流検出系20および電圧検出系30の調整後のフィルタ特性を示す図である。図7(a)はアナログフィルタ22/32のフィルタ特性を示し、図7(b)はデジタルフィルタ26/36のフィルタ特性を示し、図7(c)は電流検出系20全体および電圧検出系30全体のフィルタ特性を示す。
7 (a)-(c) are diagrams showing the adjusted filter characteristics of the
図6(a)に示すように電流検出系20のアナログフィルタ22のフィルタ特性と、電圧検出系30のアナログフィルタ32のフィルタ特性は一致していない。具体例1では、電流検出系20のアナログフィルタ22(RCフィルタ)の抵抗Rの定数が56[kΩ]、コンデンサCの定数が0.33[μF]に設定され、電圧検出系30のアナログフィルタ32(RCフィルタ)の抵抗Rの定数が33[kΩ]、コンデンサCの定数が0.10[μF]に設定されている。
As shown in FIG. 6A, the filter characteristics of the
図6(b)に示すように電流検出系20のデジタルフィルタ26のフィルタ特性と、電圧検出系30のデジタルフィルタ36のフィルタ特性は実質的に一致している。具体例1では、電流検出系20のデジタルフィルタ26(IIRフィルタ)のサンプリング周期Tが1[ms]に設定され、定数aが0.75に設定されている。電圧検出系30のデジタルフィルタ36(IIRフィルタ)も同様に、サンプリング周期Tが1[ms]に設定され、定数aが0.75に設定されている。
As shown in FIG. 6B, the filter characteristics of the
図6(c)に示すように、図6(a)、(b)のフィルタ特性を前提とする電流検出系20全体のフィルタ特性と、電圧検出系30全体のフィルタ特性は一致していない。このようなフィルタ特性ではセルの状態を高精度に検知することが困難である。
As shown in FIG. 6 (c), the filter characteristics of the entire
次に、このように設計された電流検出系20および電圧検出系30を備える管理装置10において、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させる方法を説明する。具体例1では、電圧検出系30のデジタルフィルタ36(IIRフィルタ)の定数aの値を調整して、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させる。
Next, in the
図7(a)に示すように電流検出系20のアナログフィルタ22のフィルタ特性と、電圧検出系30のアナログフィルタ32のフィルタ特性は、図6(a)に示した調整前のフィルタ特性と同じである。
As shown in FIG. 7A, the filter characteristics of the
具体例1では、電圧検出系30のデジタルフィルタ36(IIRフィルタ)の定数aが0.75から0.95に変更される。図7(b)に示すように当該定数aの変更により、電流検出系20のデジタルフィルタ26のフィルタ特性と、電圧検出系30のデジタルフィルタ36のフィルタ特性は一致しなくなる。
In Specific Example 1, the constant a of the digital filter 36 (IIR filter) of the
図7(c)に示すように、電圧検出系30のデジタルフィルタ36(IIRフィルタ)の定数aの変更後は、電流検出系20全体のフィルタ特性と、電圧検出系30全体のフィルタ特性が実質的に一致する。このように独立した個々のフィルタ特性は一致していなくとも、それらを組み合わせた系全体のフィルタ特性を一致させることにより、セルの状態を高精度に検知することができるようになる。
As shown in FIG. 7C, after the constant a of the digital filter 36 (IIR filter) of the
図8(a)−(c)は、具体例2における電流検出系20および電圧検出系30の調整前のフィルタ特性を示す図である。図8(a)はアナログフィルタ22/32のフィルタ特性を示し、図8(b)はデジタルフィルタ26/36のフィルタ特性を示し、図8(c)は電流検出系20全体および電圧検出系30全体のフィルタ特性を示す。
8 (a)-(c) are diagrams showing the filter characteristics of the
図9(a)−(c)は、具体例2における電流検出系20および電圧検出系30の調整後のフィルタ特性を示す図である。図9(a)はアナログフィルタ22/32のフィルタ特性を示し、図9(b)はデジタルフィルタ26/36のフィルタ特性を示し、図9(c)は電流検出系20全体および電圧検出系30全体のフィルタ特性を示す。
9 (a)-(c) are diagrams showing the adjusted filter characteristics of the
図8(a)に示すように電流検出系20のアナログフィルタ22のフィルタ特性と、電圧検出系30のアナログフィルタ32のフィルタ特性は実質的に一致している。具体例2では、電流検出系20のアナログフィルタ22(RCフィルタ)の抵抗Rの定数が33[kΩ]、コンデンサCの定数が0.10[μF]に設定されている。電圧検出系30のアナログフィルタ32(RCフィルタ)も同様に、抵抗Rの定数が33[kΩ]、コンデンサCの定数が0.10[μF]に設定されている。
As shown in FIG. 8A, the filter characteristics of the
図8(b)に示すように電流検出系20のデジタルフィルタ36のフィルタ特性と、電圧検出系30のデジタルフィルタ36のフィルタ特性は一致していない。具体例2では、電流検出系20のデジタルフィルタ26(IIRフィルタ)のサンプリング周期Tが1[ms]、定数aが0.75に設定され、電圧検出系30のデジタルフィルタ36(IIRフィルタ)のサンプリング周期Tが10[ms]、定数aが0.75に設定されている。
As shown in FIG. 8B, the filter characteristics of the
図8(c)に示すように、図8(a)、(b)のフィルタ特性を前提とする電流検出系20全体のフィルタ特性と、電圧検出系30全体のフィルタ特性は一致していない。このようなフィルタ特性ではセルの状態を高精度に検知することが困難である。
As shown in FIG. 8 (c), the filter characteristics of the entire
次に、このように設計された電流検出系20および電圧検出系30を備える管理装置10において、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させる方法を説明する。具体例2では、電圧検出系30のアナログフィルタ22(RCフィルタ)のコンデンサCの定数を調整して、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させる。
Next, in the
具体例2では、電圧検出系30のアナログフィルタ32(RCフィルタ)のコンデンサCの定数が0.1[μF]から0.01[μF]に変更される。図9(a)に示すようにコンデンサCの定数の変更により、電流検出系20のアナログフィルタ22のフィルタ特性と、電圧検出系30のアナログフィルタ32のフィルタ特性は一致しなくなる。
In Specific Example 2, the constant of the capacitor C of the analog filter 32 (RC filter) of the
図9(b)に示すように電流検出系20のデジタルフィルタ26のフィルタ特性と、電圧検出系30のデジタルフィルタ36のフィルタ特性は、図8(b)に示した調整前のフィルタ特性と同じである。
As shown in FIG. 9B, the filter characteristics of the
図9(c)に示すように、電圧検出系30のデジタルフィルタ36(IIRフィルタ)の定数aの変更後は、電流検出系20全体のフィルタ特性と、電圧検出系30全体のフィルタ特性が実質的に一致する。図9(c)では電流検出系20のサンプリング周波数の1/2以下の周波数でフィルタ特性が実質的に一致し、サンプリング周波数の1/2以上でフィルタ特性が一致していない。サンプリング周波数の1/2以上の範囲は、サンプリングの折り返し特性が表れている範囲であり、サンプリング定理からも考慮しない範囲である。このように独立した個々のフィルタ特性は一致していなくとも、それらを組み合わせた系全体のフィルタ特性を一致させることにより、セルの状態を高精度に検知することができるようになる。
As shown in FIG. 9C, after the constant a of the digital filter 36 (IIR filter) of the
具体例1ではアナログフィルタ22/32のコンデンサCの定数が異なる回路構成において、デジタルフィルタ26/36の定数aの値を調整することにより、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させる例を説明した。具体例2ではデジタルフィルタ26/36のサンプリング周期Tが異なる設計において、アナログフィルタ22/32のコンデンサCの定数を調整することにより、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させる例を説明した。
In Specific Example 1, in a circuit configuration in which the constants of the capacitors C of the
本実施の形態はこれらの例に限るものでなく、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させるために、抵抗Rの定数、コンデンサCの定数、サンプリング周期T、定数aの少なくとも1つのパラメータを調整することができる。設計者は、電流検出系20の伝達関数と電圧検出系30の伝達関数が実質的に一致するように各パラメータを調整する。その際、具体例1、2のように1つのパラメータではなく、複数のパラメータを調整してもよい。なお、各パラメータの取り得る範囲は、ハードウェア資源の制約を受ける。
The present embodiment is not limited to these examples, and in order to substantially match the filter characteristics of the entire
以上説明したように本実施の形態によれば、直列接続された複数のセルの電流値と各電圧値の検知精度を向上させることができる。したがって各セルのSOCやSOH等のセルの状態を示すデータを高精度に推定することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the detection accuracy of the current value and each voltage value of a plurality of cells connected in series. Therefore, it is possible to estimate with high accuracy data indicating the state of cells such as SOC and SOH of each cell.
充電または放電電流が通電される際に検出される電流信号および電圧信号がノイズ成分を含んだ信号であった場合、セルの状態を正確に把握することは困難になる。ノイズを含んだ信号でセルの状態を検知しようとした場合、演算器41で間違った演算を行いセルの状態を正確に演算できない可能性があるからである。したがってフィルタによってノイズ成分を除去することにより、セルの状態を正確に検知することができる。その際、電流検出系20のフィルタ特性と電圧検出系30のフィルタ特性が実質的に一致していることが、検知精度の向上に大きく寄与する。
If the current signal and voltage signal detected when the charging or discharging current is energized are signals containing noise components, it becomes difficult to accurately grasp the state of the cell. This is because when an attempt is made to detect the cell state with a signal containing noise, the
従来、電流検出系20と電圧検出系30のアナログフィルタ22/32同士およびデジタルフィルタ26/36同士のフィルタ特性を実質的に一致させる開発が成されていた。これに対して本実施の形態では、電流検出系20全体のフィルタ特性と電圧検出系30全体のフィルタ特性を実質的に一致させることで、柔軟で高精度なフィルタ調整を実現できる。本実施の形態では、ある検出系にはアナログフィルタとデジタルフィルタを備え、別の検出系にはデジタルフィルタしか備えないような場合においても、それぞれの検出系のフィルタ特性を実質的に一致させることが可能となる。
Conventionally, development has been made in which the filter characteristics of the analog filters 22/32 and the
例えば、電流検出系20と電圧検出系30が独立して開発された場合、それぞれの検出系を構成するアナログフィルタが一致していないことがある。またそれぞれが独立したセンサユニットである場合、異なるサンプリング周期が使用されることがある。このようなセンサを組み合わせてシステム化する場合において、複数の検出系のフィルタ特性を一致させるにはセンサそのものから再開発する必要があり、多大な労力を要することになる。これに対して本実施の形態では、複数の検出系のフィルタ特性を容易に実質的に一致させることができる。
For example, when the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. Embodiments are examples, and it is understood by those skilled in the art that various modifications are possible for each of these components and combinations of each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. ..
上述の実施の形態では、蓄電システム1を車載用の電源システムとして使用する例を説明したが他の用途にも使用可能である。例えば本実施の形態に係る蓄電システム1は、バックアップ用/ピークシフト用の定置型の蓄電システムに適用可能である。またノートPC、タブレット、スマートフォンなどの携帯型端末装置の電源システムにも適用可能である。
In the above-described embodiment, an example in which the
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。 In addition, the embodiment may be specified by the following items.
[項目1]
直列接続された複数のセル(E1−E6)に流れる電流を検出する電流検出系(20)と、
前記複数のセル(E1−E6)のそれぞれの電圧を検出する電圧検出系(30)と、
前記電流検出系(20)により検出された電流の値と、前記電圧検出系(30)により検出された電圧の値をもとに前記複数のセル(E1−E6)の状態を管理するためのデータを算出する演算部(41)と、を備え、
前記電流検出系(20)は、それぞれ独立した少なくとも1つのフィルタ(22、26)を含み、
前記電圧検出系(30)は、それぞれ独立した少なくとも1つのフィルタ(32、36)を含み、
前記電流検出系(20)に含まれる少なくとも1つのフィルタ(22、26)のトータルの特性と、前記電圧検出系(30)に含まれる少なくとも1つのフィルタ(32、36)のトータルの特性とが実質的に一致していることを特徴とする管理装置(10)。
これによれば、複数のセル(E1−E6)の電流値と各電圧値を高精度に検知することができ、複数のセル(E1−E6)の状態を管理するためのデータを高精度に推定することができる。
[項目2]
前記電流検出系(20)は、アナログフィルタ(22)、A/D変換器(25)、及びデジタルフィルタ(26)を含み、
前記電圧検出系(30)は、アナログフィルタ(32)、A/D変換器(35)、及びデジタルフィルタ(36)を含み、
前記電流検出系(20)に含まれるアナログフィルタ(22)とデジタルフィルタ(26)のトータルの特性と、前記電圧検出系(30)に含まれるアナログフィルタ(32)とデジタルフィルタ(36)のトータルの特性とが実質的に一致していることを特徴とする項目1に記載の管理装置(10)。
これによれば、アナログフィルタ(22/26)同士およびデジタルフィルタ(32/36)同士でフィルタ特性を実質的に一致させる必要がなく、設計の柔軟性が向上する。
[項目3]
前記電流検出系(20)に含まれるアナログフィルタ(22)の特性と、前記電圧検出系(30)に含まれるアナログフィルタ(32)の特性が実質的に一致していない場合、前記電流検出系(20)に含まれるデジタルフィルタ(26)の特性、及び前記電圧検出系(30)に含まれるデジタルフィルタ(36)の特性の少なくとも一方が調整されることにより、前記電流検出系(20)に含まれるアナログフィルタ(22)とデジタルフィルタ(26)のトータルの特性と、前記電圧検出系(30)に含まれるアナログフィルタ(32)とデジタルフィルタ(36)のトータルの特性とが実質的に一致されることを特徴とする項目2に記載の管理装置(10)。
これによれば、電流検出系(20)に含まれるアナログフィルタ(22)と、電圧検出系(30)に含まれるアナログフィルタ(32)の素子部品、電圧、環境などの違いによるフィルタ特性の違いを、デジタルフィルタ(32/36)で吸収することができる。
[項目4]
前記複数のセル(E1−E6)に流れる電流を検出して電流値を前記演算部(41)に出力する際の前記電流検出系(20)による遅延時間と、前記複数のセル(E1−E6)のそれぞれの電圧を検出して電圧値を前記演算部(41)に出力する際の前記電圧検出系(30)による遅延時間とが実質的に一致していることを特徴とする項目1から3のいずれか1項に記載の管理装置(10)。
これによれば、複数のセル(E1−E6)の電流値と各電圧値の検知精度を向上させることができる。
[項目5]
複数のセル(E1−E6)が直列接続された蓄電モジュール(50)と、
前記蓄電モジュール(50)を管理する項目1から4のいずれか1項に記載の管理装置(10)と、
を備えることを特徴とする蓄電システム(1)。
これによれば、複数のセル(E1−E6)の電流値と各電圧値を高精度に検知することができ、複数のセル(E1−E6)の状態を管理するためのデータを高精度に推定することができる。[Item 1]
A current detection system (20) that detects the current flowing through a plurality of cells (E1-E6) connected in series, and a current detection system (20).
A voltage detection system (30) that detects the voltage of each of the plurality of cells (E1-E6), and
For managing the state of the plurality of cells (E1-E6) based on the value of the current detected by the current detection system (20) and the value of the voltage detected by the voltage detection system (30). A calculation unit (41) for calculating data is provided.
The current detection system (20) includes at least one independent filter (22, 26).
The voltage detection system (30) includes at least one independent filter (32, 36).
The total characteristics of at least one filter (22, 26) included in the current detection system (20) and the total characteristics of at least one filter (32, 36) included in the voltage detection system (30) are A management device (10) characterized in that they are substantially identical.
According to this, the current value and each voltage value of a plurality of cells (E1-E6) can be detected with high accuracy, and the data for managing the state of the plurality of cells (E1-E6) can be detected with high accuracy. Can be estimated.
[Item 2]
The current detection system (20) includes an analog filter (22), an A / D converter (25), and a digital filter (26).
The voltage detection system (30) includes an analog filter (32), an A / D converter (35), and a digital filter (36).
The total characteristics of the analog filter (22) and the digital filter (26) included in the current detection system (20), and the total characteristics of the analog filter (32) and the digital filter (36) included in the voltage detection system (30). The management device (10) according to
According to this, it is not necessary to substantially match the filter characteristics between the analog filters (22/26) and the digital filters (32/36), and the design flexibility is improved.
[Item 3]
When the characteristics of the analog filter (22) included in the current detection system (20) and the characteristics of the analog filter (32) included in the voltage detection system (30) do not substantially match, the current detection system By adjusting at least one of the characteristics of the digital filter (26) included in (20) and the characteristics of the digital filter (36) included in the voltage detection system (30), the current detection system (20) can be used. The total characteristics of the included analog filter (22) and digital filter (26) are substantially the same as the total characteristics of the analog filter (32) and digital filter (36) included in the voltage detection system (30). The management device (10) according to item 2, wherein the control device is to be used.
According to this, the difference in filter characteristics due to the difference in the element components, voltage, environment, etc. of the analog filter (22) included in the current detection system (20) and the analog filter (32) included in the voltage detection system (30). Can be absorbed by a digital filter (32/36).
[Item 4]
The delay time by the current detection system (20) when detecting the current flowing through the plurality of cells (E1-E6) and outputting the current value to the calculation unit (41), and the plurality of cells (E1-E6). 1), wherein the delay time by the voltage detection system (30) when detecting each voltage of) and outputting the voltage value to the calculation unit (41) is substantially the same. The management device (10) according to any one of 3.
According to this, it is possible to improve the detection accuracy of the current value and each voltage value of the plurality of cells (E1-E6).
[Item 5]
A power storage module (50) in which a plurality of cells (E1-E6) are connected in series, and
The management device (10) according to any one of
A power storage system (1).
According to this, the current value and each voltage value of a plurality of cells (E1-E6) can be detected with high accuracy, and the data for managing the state of the plurality of cells (E1-E6) can be detected with high accuracy. Can be estimated.
1 蓄電システム、 10 管理装置、 20 電流検出系、 21 電流検出素子、 22 アナログフィルタ、 25 AD変換器、 26 デジタルフィルタ、 30 電圧検出系、 32 アナログフィルタ、 33 ASIC、 34 マルチプレクサ、 35 AD変換器、 36 デジタルフィルタ、 40 マイクロプロセッサ、 41 演算器、 50 蓄電モジュール、 E1−E6 セル、 F1 第1フィルタ、 F2 第2フィルタ、 R 抵抗、 R1 第1抵抗、 R2 第2抵抗、 C コンデンサ、 C1 第1コンデンサ、 C2 第2コンデンサ、 OP1 ボルテージフォロワ。
1 power storage system, 10 management device, 20 current detection system, 21 current detection element, 22 analog filter, 25 AD converter, 26 digital filter, 30 voltage detection system, 32 analog filter, 33 ASIC, 34 multiplexer, 35 AD converter , 36 Digital filter, 40 Microprocessor, 41 Arithmetic, 50 Power storage module, E1-E6 cell, F1 1st filter, F2 2nd filter, R resistance, R1 1st resistance, R2 2nd resistance, C capacitor,
Claims (5)
前記複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出系と、
前記電流検出系により検出された電流の値と、前記電圧検出系により検出された電圧の値をもとに前記複数のセルの状態を管理するためのデータを算出する演算部と、を備え、
前記電流検出系は、それぞれ独立した少なくとも1つのフィルタを含み、
前記電圧検出系は、それぞれ独立した少なくとも1つのフィルタを含み、
前記電流検出系に含まれる少なくとも1つのフィルタのトータルの特性と、前記電圧検出系に含まれる少なくとも1つのフィルタのトータルの特性とが実質的に一致していることを特徴とする管理装置。A current detection system that detects the current flowing through multiple cells connected in series,
A voltage detection system that detects the voltage of each of the plurality of cells,
It is provided with a current value detected by the current detection system and a calculation unit that calculates data for managing the states of the plurality of cells based on the voltage value detected by the voltage detection system.
The current detection system includes at least one independent filter.
The voltage detection system includes at least one independent filter.
A management device, characterized in that the total characteristics of at least one filter included in the current detection system and the total characteristics of at least one filter included in the voltage detection system are substantially the same.
前記電圧検出系は、アナログフィルタ、A/D変換器、及びデジタルフィルタを含み、
前記電流検出系に含まれるアナログフィルタとデジタルフィルタのトータルの特性と、前記電圧検出系に含まれるアナログフィルタとデジタルフィルタのトータルの特性とが実質的に一致していることを特徴とする請求項1に記載の管理装置。The current detection system includes an analog filter, an A / D converter, and a digital filter.
The voltage detection system includes an analog filter, an A / D converter, and a digital filter.
The claim is characterized in that the total characteristics of the analog filter and the digital filter included in the current detection system and the total characteristics of the analog filter and the digital filter included in the voltage detection system are substantially the same. The management device according to 1.
前記蓄電モジュールを管理する請求項1から4のいずれか1項に記載の管理装置と、
を備えることを特徴とする蓄電システム。A power storage module in which multiple cells are connected in series,
The management device according to any one of claims 1 to 4, which manages the power storage module, and
A power storage system characterized by being equipped with.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017243129 | 2017-12-19 | ||
JP2017243129 | 2017-12-19 | ||
PCT/JP2018/042203 WO2019123904A1 (en) | 2017-12-19 | 2018-11-15 | Management device, and electricity storage system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019123904A1 true JPWO2019123904A1 (en) | 2021-01-21 |
JP7152420B2 JP7152420B2 (en) | 2022-10-12 |
Family
ID=66992595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019560872A Active JP7152420B2 (en) | 2017-12-19 | 2018-11-15 | Management device and power storage system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7152420B2 (en) |
WO (1) | WO2019123904A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7461392B2 (en) | 2022-01-26 | 2024-04-03 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Processing equipment and calculation system |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004132797A (en) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Method and apparatus for measuring internal impedance of storage battery |
JP2005345124A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Data collector |
JP2006266960A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Method and apparatus for measuring internal impedance of storage battery |
US20120310562A1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Johannes Petrus Maria Van Lammeren | Battery monitoring circuit, apparatus and method |
WO2015025709A1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery-monitoring device |
JP2015203593A (en) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery monitoring device, battery system, and electric vehicle drive device |
JP2016173369A (en) * | 2016-04-20 | 2016-09-29 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Semiconductor device and battery monitoring system |
JP2017070024A (en) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery monitoring device |
-
2018
- 2018-11-15 WO PCT/JP2018/042203 patent/WO2019123904A1/en active Application Filing
- 2018-11-15 JP JP2019560872A patent/JP7152420B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004132797A (en) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Method and apparatus for measuring internal impedance of storage battery |
JP2005345124A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Data collector |
JP2006266960A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Method and apparatus for measuring internal impedance of storage battery |
US20120310562A1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Johannes Petrus Maria Van Lammeren | Battery monitoring circuit, apparatus and method |
WO2015025709A1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery-monitoring device |
JP2015203593A (en) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery monitoring device, battery system, and electric vehicle drive device |
JP2017070024A (en) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery monitoring device |
JP2016173369A (en) * | 2016-04-20 | 2016-09-29 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Semiconductor device and battery monitoring system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7152420B2 (en) | 2022-10-12 |
WO2019123904A1 (en) | 2019-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11193981B2 (en) | Apparatus and method for calculating insulation resistance of battery | |
JP6830544B2 (en) | Battery charge status estimation device and method | |
Wei et al. | System state estimation and optimal energy control framework for multicell lithium-ion battery system | |
JP6182025B2 (en) | Battery health estimation device and health estimation method | |
JP6823162B2 (en) | Battery management device and method for calibrating the charge status of the battery | |
JP7289113B2 (en) | Management device and power supply system | |
JP5393837B2 (en) | Battery charge rate estimation device | |
US20210109160A1 (en) | Battery monitoring device, integrated circuit, and battery monitoring system | |
US20140055100A1 (en) | Battery state estimation system, battery control system, battery system, and battery state estimation method | |
Wehbe et al. | Battery equivalent circuits and brief summary of components value determination of lithium ion: A review | |
JP7173127B2 (en) | BATTERY MONITORING METHOD, BATTERY MONITORING DEVICE, AND BATTERY MONITORING SYSTEM | |
TW201224485A (en) | State-of-charge estimation method and battery control unit | |
JP2008245480A (en) | Protection device for assembled battery, and battery pack device | |
JP6895541B2 (en) | Secondary battery monitoring device, secondary battery status calculation device and secondary battery status estimation method | |
JP6450565B2 (en) | Battery parameter estimation device | |
TW201730578A (en) | Lithium-sulfur battery management system | |
JP6958965B2 (en) | Battery SOC Estimator and Method | |
Ciortea et al. | Extended Kalman Filter for state-of-charge estimation in electric vehicles battery packs | |
JP7152420B2 (en) | Management device and power storage system | |
CN112189143B (en) | Device for estimating the state of charge of a battery | |
JP6827527B2 (en) | Battery control device | |
JP2022096272A (en) | Battery monitoring device | |
US20240103084A1 (en) | Battery gauge circuit | |
CN116859260A (en) | Battery parameter calculation method, device and system | |
Vaish et al. | Development of a Current Measuring Circuit for Battery Management Systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210803 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220621 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220628 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220929 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7152420 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |