KR20120139818A

KR20120139818A - 충전 상태 추정 장치

Info

Publication number: KR20120139818A
Application number: KR1020127027258A
Authority: KR
Inventors: 쇼지 요시오카; 아키코 다부치; 게이타 하타나카; 히데토시 기타나카
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2012-12-27
Also published as: US8975897B2; CN102918411A; AU2010354957A1; RU2565339C2; JPWO2011155017A1; CN102918411B; JP5511951B2; AU2010354957B2; WO2011155017A1; MX2012012939A; KR101338639B1; EP2579059B1; RU2012155314A; US20130027047A1; BR112012027318A2; EP2579059A1; EP2579059A4

Abstract

전지 용량과, 충전 상태 추정값의 전회값과, 전력 저장 장치(1)의 충방전량을 제어하는 전류 제어 장치(3)와 전력 저장 장치(1)과의 사이에서 유출입하는 전류에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값의 금회값을 제1 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제1 연산부(30)와, 정전류 제어 시에는 전지의 등가 회로 모델과 전지의 전압에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값의 금회값으로서 산출하는 한편, 정전압 제어 시에는 전지의 등가 회로 모델과 전지의 전압에 기초하여, 전지의 저항 변화를 고려해서 연산한 충전 상태 추정값의 금회값을 제2 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제2 연산부(31)과, 제1 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값으로 정기적으로 보정하는 보정 연산부(32)를 구비하는 충전 상태 추정 장치.

Description

충전 상태 추정 장치{CHARGE STATUS ESTIMATION APPARATUS}

본 발명은 충전과 방전을 반복해서 행하는, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지 등의 전지의 충전 상태값(SOC:State Of Charge)의 추정을 행하는 충전 상태 추정 장치에 관한 것이다.

자동차나 철도 차량 시스템에 있어서, 전지를 전력 버퍼로 하여, 차량 운행 시의 구동 모터로의 전력 공급, 감속 또는 정지 시의 전기 에너지 회수를 행하는 축전 시스템에서는 차량 운행 시에 있어서 전지의 충전 상태를 정확하게 파악할 필요가 있다.

종래, 충전 상태값을 추정하는 방식으로서는 충방전 전류값의 적산값(積算値)으로부터 계산하는 방식과, 전지의 개회로 전압으로부터 추정하는 방식이 알려져 있고, 이들을 병용하는 종래 기술에서는 전지가 충방전하고 있을 때 전류 적산으로부터 충전 상태값을 추정하고, 대기 시에는 개회로 전압을 추정하는 것에 의해 충전 상태값을 추정하는 방법이 채용되고 있었다(예를 들어 하기 특허 문헌 1). 또, 충전 상태값은 개회로 전압에서는 추정 가능하지만, 충방전을 행하고 있는 폐회로에 있어서 개회로 전압을 예측하는 기술이 필요하다. 이것에 대해서는 폐회로 시의 통전(通電) 전류와 전지 전압의 측정값으로부터, 전지의 등가 회로 모델을 사용하여 내부 저항을 산출하는 방법이 있다(예를 들어 하기 특허 문헌 1, 2, 3).

선행 기술 문헌

특허 문헌

특허 문헌 1 : 일본 특개 2008－199723호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특개평 8－140270호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특개 2003－75518호 공보

축전 시스템을 탑재한 철도 차량 등의 주행 가능 거리는 충전 상태값으로부터 추정되기 때문에, 축전 시스템에 있어서 전지 충전 상태값의 정확한 파악은 기기의 효율적 운용을 가능하게 한다. 직병렬한 다수의 전지로 구성되는 전력 저장 장치의 충전 상태값을 추정하는 경우, 전력 저장 장치를 구성하는 전지 모두의 전압, 전류, 충전 상태값을 측정 또는 추정하는 것이 바람직하다. 그리고, 전지의 충전 상태는 일반적으로 개회로 전압과 1대1의 관계에 있기 때문에, 개회로 전압으로부터 추정하는 것이 가능하다.

특허 문헌 1은 개회로 전압의 추정 시에 전지의 단순화한 등가 회로 모델을 사용하고 있지만, 개회로 전압을 연산으로 구하기 위해서, 전압, 전류 외에, 온도, 저항, 정전 용량 등의 제어 정보와 전지 특성을 나타내는 파라미터의 정보를 사용하고 있지만, 정전압 제어와 정전류 제어에서 동일한 전지 파라미터를 사용하고 있기 때문에, 모든 제어 조건에 대응할 수 없다고 하는 과제가 있었다.

특허 문헌 2, 3에 대해서도 마찬가지로, 측정 전류와 전압으로부터 등가 회로 모델을 사용하여 개회로 전압으로부터 충전 상태값을 추정할 수 있지만, 추정하는 충전 상태값의 정밀도에 크게 영향을 주는 내부 저항은 전류, 전압에 대해서 비선형 특성을 나타내는 확산 저항이나 전극 반응 저항으로 구성되기 때문에, 선형 저항으로 기술된 종래의 등가 회로 모델에 의한 충전 상태값의 추정은 곤란하다.

본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로서, 전지의 충전 상태 및 열화(劣化) 상태를 정밀도 좋게 추정하는 것이 가능한 충전 상태 추정 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 전지를 복수 접속한 전력 저장 장치에 접속되고, 상기 전력 저장 장치의 잔존 용량을 나타내는 충전 상태값을 추정하는 충전 상태 추정 장치로서, 전지 용량과, 상기 충전 상태 추정값의 전회값(前回値)과, 상기 전력 저장 장치의 충방전량을 제어하는 전류 제어 장치와 상기 전력 저장 장치와의 사이에서 유출입(流出入)하는 전류값에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값의 금회값(今回値)을 제1 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제1 연산부와, 상기 전력 저장 장치를 일정한 전류로 충전하는 정전류 제어 시에는 상기 전지의 등가 회로 모델과 상기 전지의 전압값에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값의 금회값으로서 산출하는 한편, 상기 전력 저장 장치를 일정한 전압으로 충전하는 정전압 제어 시에는 상기 전지의 등가 회로 모델과 상기 전지의 전압값에 기초하여, 전지의 저항 변화를 고려해서 연산한 충전 상태 추정값의 금회값을 제2 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제2 연산부와, 상기 제1 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값으로 정기적으로 보정하는 보정 연산부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 통전 시의 온도, 전류 변화, 전압 변화로부터 전지의 개회로 전압 및 충전 상태를, 정전압 제어 시에 비선형 저항을 포함하는 등가 회로 모델로부터 추정하도록 했으므로, 전지의 충전 상태 및 열화 상태를 정밀도 좋게 추정할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치가 적용되는 전력 저장 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치가 적용되는 전력 저장 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치에 의한 SOC 추정 처리를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 제1 연산부의 구성도이다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 제2 연산에 적용 가능한 축전 디바이스의 분포 정수계(定數系) 등가 회로 모델을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 제2 연산에 적용 가능한 축전 디바이스의 집중 정수계 등가 회로 모델을 나타내는 도면이다.
도 7a는 제2 연산부(31)과 데이터 뱅크(202)와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7b는 제2 연산부(31)에 의한 제2 추정 처리의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a는 열화량 산출부(35)의 구성을 나타내는 것이다.
도 8b는 전압 시뮬레이션부(231) 및 저항／용량 산출부(232)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 저항과 컨덴서의 정전 용량과의 곱과, 전지 용량과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 저항값 산출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 정전압 제어 시에 있어서의 저항 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 열화한 전지에 있어서의 SOC 연산 정밀도를 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명에 따른 충전 상태 추정 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치가 적용되는 전력 저장 장치(1)의 구성도이다.

전력 저장 장치(1)는 k개의 단전지(單電池)를 직렬로 접속한 전지 모듈(11－1 ~ 1n－m)을 가지고 구성되어 있다. 예를 들어, 전지 모듈(11－1)은 1열 1번째의 전지 모듈이고, 단전지(1－1 ~ 1－k)를 직렬 접속한 것이다. 이하 마찬가지로, 전지 모듈(12－1)은 1열 2번째의 전지 모듈, 전지 모듈(1n－1)은 1열 n번째의 전지 모듈이다. 전지 모듈(11－2)은 2열 1번째의 전지 모듈, 전지 모듈(12－2)은 2열 2번째의 전지 모듈, 전지 모듈(1n－2)은 2열 n번째의 전지 모듈이다. 전지 모듈(11?m)은 m열 1번째의 전지 모듈, 전지 모듈(12?m)은 m열 2번째의 전지 모듈, 전지 모듈(1n?m)은 m열 n번째의 전지 모듈이다. 따라서, 단전지의 총수는 n×m×k개이다.

각 단전지(1－1 ~ 1－k)는 리튬 이온 2차 전지 등의 반복 충방전이 가능한 축전 디바이스이고, 개회로 전압값으로부터 충전 상태값이 관측 가능한 것이다. 니켈수소 전지, 납축전지, 전기 2중층 캐패시터, 리튬 이온 캐패시터 등도 본 전력 직저장 장치를 구성하는 축전 디바이스로서 사용 가능하다. 전력 저장 장치(1)에는 그 밖에 브레이커, 전지 감시 장치 등이 마련되는 것이 있지만, 여기서는 생략한다.

전력 저장 장치 전체의 단자간 전압을 총전압 Vall, 충방전 전류의 총전류를 Iall로 하고, 충전 방향을 정(正)으로 한다. 또한, 충방전 중에는 단자간의 접속에 사용되는 도체나 케이블의 저항 성분에 기인하는 전압이 Vall에 가산된다.

통전하지 않은 충방전 전의 충전 상태값을 구하기 위해, 전류가 제로일 때의 전압을 개회로 전압으로 한다. 리튬 이온 2차 전지 등의 축전 디바이스에서는 일정 온도 환경 하에 있어서, 개회로 전압과 SOC는 1대1의 관계에 있고, SOC는 개회로 전압에 관해서 일반적으로 단조 증가 함수를 나타낸다.

이하, 전력 저장 장치(1)를 사용한 전력 저장 시스템을 설명한 다음, 본 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치의 구성을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치가 적용되는 전력 저장 시스템의 구성도이다. 전력 저장 장치(1)는 컨트롤러(2)로부터의 지령에 기초하여 전류 제어 장치(3)에 의해 제어된다. 이 컨트롤러(2)는 A／D 컨버터(203)와 데이터 뱅크(202)와 파라미터 연산부(201)를 가지고 구성되어 있다. 또한, 컨트롤러(2)는 본 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치이다.

A／D 컨버터(203)는 전력 저장 시스템 내의 총전압 센서(4a), 총전류 검출 센서(4b), 및 온도 센서(4c)로부터 보내지는 아날로그 신호와, 전력 저장 장치(1) 내의 각 셀 전압 센서(도시하지 않음)로부터 보내지는 아날로그 신호(4d)를 디지털 신호로 변환한다.

데이터 뱅크(202)에는 전지 데이터를 격납함과 아울러, 개회로 전압과 SOC의 관계를 기술한 식, 또는 이 관계를 나타내는 데이터 테이블 등이 격납되어 있다. 개회로 전압과 SOC의 관계는 사용하는 축전 디바이스의 종류, 정극, 부극의 전극 재료종(材料種)에 따라서 다르기 때문에, 미리 입력하던지 측정해서 구한다. 구하는 방법으로서는 일정한 온도로 관리된 환경에 있어서, 기존에 알고 있는 정전류를 일정 시간 통전시켜서 SOC를 일정 간격으로 변화시켰을 때의 개회로 전압 데이터를 취득한다. 개회로 전압은 전류 제로 상태를 수시간 정도 유지한 후에 측정하는 것이 바람직하다. 또, 개회로 전압은 전력 저장 장치(1)를 시스템에 조립한 상태로부터 구하는 것도 가능하고, 제어 프로그램의 선두에서 실행하거나, 또는 장기(長期)의 미사용 기간, 유지 보수 기간을 사용하여 프로그램의 실행을 메뉴얼로 행하는 것도 가능하다.

개회로 전압과 SOC와의 관계를 구하는 방법에는 완전 방전 상태로부터 구하는 방법과, 만충전 상태로부터 구하는 방법이 있다. 완전 방전 상태로부터 구하는 방법은 전지의 하한 전압까지 방전한 완전 방전 시의 충전 상태값을 제로로 하고, 일정 SOC 간격으로 충전하여 SOC에 대한 개회로 전압을 구하는 방법이다. 또, 만충전 상태로부터의 방법은 전지의 상한 전압까지 정전류 정전압 충전으로 충전한 상태의 SOC를 100％로 하여 일정 SOC 간격으로 방전하여, SOC를 변화시키는 방법이다. 양자를 비교하면 충전 상태로부터 측정하는 것이 안정된 상태를 얻을 수 있고, 데이터의 정밀도는 높다.

전류 제어 장치(3)는 컨트롤러(2) 내의 파라미터 연산부(201)로부터의 지령에 의해 전력 저장 장치(1)의 충방전량을 제어한다. 전력이 부족한 경우, 전류 제어 장치(3)는 교류 그리드(7)로부터 전력 변환 장치(6)를 통하여 공급되는 전력과, 전력 저장 장치(1)에 저장된 전력을 합해서 모터(5)에 출력한다. 또, 전류 제어 장치(3)는 모터／발전기(5)에서 발전된 전력을 전력 저장 장치(1)에 저장하고, 전력 저장 장치(1)의 용량을 오버하는 전력에 관해서는 전력 변환 장치(6)를 통하여 교류 그리드(7)에 회생시킨다. 또한, 교류 그리드(7)는 예를 들어, 철도 차량에 전력을 공급하는 교류 전력 공급망이다.

파라미터 연산부(201)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 연산부(30), 제2 연산부(31), 및 보정 연산부(32)를 가지고 구성되어 있다. 제1 연산부(30)는 전지 용량(Ah)과 전지 충방전 시의 통전 전기량의 적산값에 기초하여 제1 충전 상태 추정값(이하 간단히 「(제1 SOC)」라고 칭함)을 연산한다. 제2 연산부(31)는 저항 성분과 컨덴서 성분을 가지는 등가 회로 모델로부터 산출한 개회로 전압과, 개회로 전압과 충전 상태 추정값의 관계를 사용하여 제2 충전 상태 추정값(이하 간단히 「(제2 SOC)」라고 칭함)을 연산한다. 구체적으로, 제2 연산부(31)는 전류 제로 상태에 있어서 충전 상태 추정값을 추정하는 제2 추정 처리와, 전압이 변화하는 정전류 제어 시에 있어서 개회로 전압으로부터 충전 상태 추정값을 추정하는 제3 추정 처리와, 일정한 전압에서 제어하는 정전압 제어 시에 있어서 개회로 전압으로부터 충전 상태 추정값을 추정하는 제4 추정 처리를 실행한다. 보정 연산부(32)는 제1 연산부(30)에서 추정된 SOC를 제2 연산부(31)에서 추정된 SOC로 정기적으로 보정한다.

다음에, 도 3을 사용하여, 파라미터 연산부(201)에서 실행되는 SOC의 추정 동작을 개설한다. 도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치에 의한 SOC 추정 처리를 설명하기 위한 플로차트이다. 도 3에 나타나는 플로차트는 데이터를 취득하는 간격과 동일한 시간 간격으로 반복된다. 이 시간 간격은 전류, 전압, 온도의 각 데이터의 취득 인터벌(interval)을 의미하고, 밀리초 간격으로부터 수분 간격이 적당하다.

데이터 뱅크(202)에는 예를 들어, 1개 전의 계산 플로우에서 얻은 SOC(N－1), 전자ㆍ이온 저항 R0(N－1), 전극 반응 저항 R(N－1), 및 정전 용량 성분 C(N－1) 등이 기록되어 있다(단계 S10).

제2 연산부(31)는 우선, 정전류 제어 시인지 정전압 제어 시인지에 따라서 제2 ~ 제4 추정 처리 방법을 전환한다. 예를 들어, 제2 연산부(31)는 전류 제로의 개회로 상태에서는(단계 S12, 아니오 ~ S13, 예), 제2 추정 처리를 실행한다(단계 S14). 또, 제2 연산부(31)는 전압이 변화하는 정전류 제어 시에는(단계 S12, 아니오 ~ S13, 아니오), 제3 추정 처리를 실행한다(단계 S15). 추가로, 제2 연산부(31)는 일정한 전압에서 제어하는 정전압 제어 시에는(단계 S12, 예), 제4 추정 처리를 실행한다(단계 S16). 보정 연산부(32)는 제1 SOC를 제2 SOC로 보정한다.

데이터 뱅크(202)에는 제1 연산부(30) 및 제2 연산부(31)에서 연산된 SOC(N), 전자ㆍ이온 저항 R0(N), 전극 반응 저항 R(N), 및 정전 용량 성분 C(N)이 기록된다(단계 S18).

다음에, 도 4 ~ 도 11을 사용하여, 제1 연산부(30) 및 제2 연산부(31)의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.

우선, 제1 연산부(30)의 구성 및 동작을 설명한다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 제1 연산부(30)의 구성도이다. 제1 연산부(30)는 주된 구성으로서, 평균 전류 산출부(211), 통전 전기량 산출부(212), SOC 변화량 산출부(213), 및 SOC 산출부(214)를 가지고 구성되어 있다.

전력 저장 장치(1)를 흐르는 총전류(Iall)는 평균 전류 산출부(211)에 입력되고, 평균 전류 산출부(211)에서는 총전류(Iall)에 소정의 게인을 곱해서 전류 평균값을 구한다. 즉, 총전류(Iall)를 전지 모듈(11－1 ~ 1n－m)의 병렬 수 m으로 나누는 것에 의해, 전류의 평균값을 얻고 있다. 통전 전기량 산출부(212)는 연산 주기를 Δt로 하고, 충전 및 방전 시의 통전 전류를 적분하고, 일정 시간 통전 후의 전기량을 산출한다. SOC 변화량 산출부(213)는 통전 전기량 산출부(212)에서 얻어진 전기량(쿨롱)을 전지 용량(Ah) 및 3600(s)으로 나누고, 100을 곱해서 변화량 ΔSOC(％)를 산출한다.

SOC 산출부(214)는 충전 시에는 1개 전의 계산 플로우에서 얻어진 SOC(N－1)에 변화량 ΔSOC를 가산하고, 방전시에는 SOC(N－1)로부터 변화량 ΔSOC 감산하는 것에 의해 충전 상태값의 금회값 SOC(N)을 얻는다. 또한, SOC(N－1)은 데이터 뱅크(202)에 격납되어 있고, SOC 산출부(214)는 데이터 뱅크(202)로부터의 SOC(N－1)을 사용하여 SOC(N)을 추정한다. 이것은 SOC를 구하는 가장 간단한 방법이지만, 전류 측정값의 오차를 포함하는 일이 많다. 또, 전지의 장기 사용에 의한 열화에 따라서, SOC의 100％ 용량값의 저하도 오차 요인이 되기 때문에, 데이터 뱅크(202)에 전지 용량(Ah)의 현재가 정보를 변경 입력한다. 또한, 연산 주기 Δt는 파라미터 연산부(201)의 내부에서 생성된 것이어도 좋고, 파라미터 연산부(201)의 외부에서 생성된 것이어도 좋다.

다음에, 제2 연산부(31)에 관해서 설명한다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 제2 연산부(31)에 적용 가능한 축전 디바이스의 분포 정수계 등가 회로 모델을 나타내는 도면이다. 제2 연산부(31)는 등가 회로 모델에 기초하여 SOC, 저항, 컨덴서의 정전 용량을 추정한다. 엄밀하게, 제2 연산부(31)는 도 5에 나타내는 분포 정수계 등가 회로에 기초하여 이산화(離散化)한 수치 모델에, 전류의 계측값 및 전압의 계측값을 피팅(fitting)시키는 것에 의해 개회로 전압을 구한다. 계산식에는 도 5에 나타나는 분포 정수계 등가 회로 모델의 부극 단자의 저항(8a), 정극 단자의 저항(8b), 부극 전극층의 전자 저항(9a), 정극 전극층의 전자 저항(9b), 부극 계면의 컨덴서의 정전 용량(10a), 정극 계면의 컨덴서의 정전 용량(10b), 부극 계면의 저항 성분(11a), 정극 계면의 저항 성분(11b), 부극 계면에 발생하는 전위차(12a), 정극 계면에 발생하는 전위차(12b), 부극내 전해질의 저항(13a), 정극내 전해질의 저항(13b), 및 세퍼레이터(separator)내 전해액의 저항(14)이 포함된다. 실제로 계측되는 전류값 및 전압의 시간 변화 실측 데이터와 계산값을 피팅시키는 것에 의해 복수의 저항값, 정전 용량값, 및 개회로 전압을 구한다.

부극 계면의 컨덴서의 정전 용량(10a) 및 정극 계면의 컨덴서의 정전 용량(10b)은 전극 활물질(活物質)과 전해액 계면에 형성되는 전기 2중층에 따른 것이고, 패러드의 단위로 나타낸다. 부극 계면의 컨덴서의 정전 용량(10a) 및 정극 계면의 컨덴서의 정전 용량(10b)은 전극 활물질의 표면적에 비례하고, 전해액의 성질과 상태나 전극 전위에 따라서도 변화한다.

부극 계면의 저항 성분(11a) 및 정극 계면의 저항 성분(11b)은 이온으로부터 전자, 전자로부터 이온에 전하 담체가 변화할 때의 저항이고, 전극과 전해액 계면에 발생하는 저항이고, 전하 이동 저항과 확산 저항을 포함한다.

이와 같은 분포 정수계 등가 회로 모델에 의하면, 엄밀한 계산이 가능하지만, 모델 규모가 커진다고 하는 단점이 있기 때문에, 계산 주기를 길게 취할 필요가 생겨서, 전류, 전압의 빠른 변화에 대한 응답이 곤란하게 된다. 또, 많은 계산 리소스가 필요하게 된다고 하는 문제도 발생한다. 또한, 도 5에 나타나는 분포 정수계 등가 회로 모델은 도 1에 나타나는 1개의 단전지(예를 들어 1－1)을 나타내는 것이고, 이 분포 정수계 등가 회로 모델에 흐르는 전류 I는 총전류(Iall)를 전지 모듈(11－1 ~ 1n－m)의 병렬 수로 나눈 값이다.

한편, 계산 주기를 단축해서 계산 리소스를 절약할 수 있는 집중 정수계 등가 회로 모델을 도 6에 나타낸다. 도 6은 본 실시 형태에 따른 제2 연산부(31)에 적용 가능한 축전 디바이스의 집중 정수계 등가 회로 모델을 나타내는 도면이다. 집중 정수계 등가 회로 모델은 도 5의 분포 정수계 등가 회로 모델을 간소화한 것이고, 이 집중 정수계 등가 회로 모델에 흐르는 전류 I는 상술한 바와 마찬가지로 총전류(Iall)를 전지 모듈(11－1 ~ 1n－m)의 병렬 수로 나눈 값이다. 이 모델에 있어서의 각 요소는 이하와 같이 구성되어 있다. 즉, 도 6에 나타나는 집중 정수계 등가 회로 모델은 전극 반응에 관한 저항(15)(이하 간단히 「저항(15)」이라고 칭함), 전극 계면에 발생하는 컨덴서의 정전 용량(18)(이하 간단히 「정전 용량(18)」이라고 칭함), 전자ㆍ이온에 관한 저항(16)(이하 간단히 「저항(16)」이라고 칭함), 개회로 전압에 상당하는 기전력부(17)를 가지고, 저항(15)과 정전 용량(18)은 병렬로 접속되어 있다.

저항(15)의 값은 R, 정전 용량(18)의 정전 용량값은 C, 저항(16)의 값은 R0(전자ㆍ이온 저항)로 한다. 저항(15)을 흐르는 전류를 I1로 하고, 정전 용량(18)을 흐르는 전류를 I2로 하면, 이들 합은 전류 I이다. 컨덴서(정전 용량(18))에 걸리는 전압은 전류 I1이 흐르는 저항(15)의 양단 전압에 동등하고, 또 컨덴서(정전 용량(18))에 축적되는 전하 Q의 시간 변화가 전류 I2에 상당하는 것으로부터, (1) 식의 전하 Q에 관한 미분 방정식이 얻어진다.

[식 1]

계산 주기를 Δt로 하고, (1) 식을 전하 Q에 관해서 이산화하면 (2) 식이 얻어진다. 시각 N에 있어서의 전하 Q(N)은 1개 전의 시각(N－1)에 있어서의 전하 Q(N－1)과 전류 I를 사용하는 것에 의해, (2) 식과 같이 나타낼 수 있다.

[식 2]

또, 컨덴서(정전 용량(18))를 흐르는 전류 I2는 (3) 식으로 나타내는 전하 Q의 시간 변화로 나타낼 수 있다.

[식 3]

(1) 식과 (2) 식과 전지 전압(V)을 사용하여, (4) 식으로부터 개회로 전압(Voc)을 계산한다.

[식 4]

도 7은 본 실시 형태에 따른 제2 연산부(31)의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a는 제2 연산부(31)과 데이터 뱅크(202)와의 관계를 나타내는 도면이고, 도 7b는 제2 연산부(31)에 의한 제2 추정 처리의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7a에 나타나는 제2 연산부(31)는 전압 변화 판정부(221)과 통전 판정부(222)와 전하／전류값 산출부(223)와 개회로 전압 산출부(224)와 SOC 산출부(214)와 저항값 산출부(36)를 가지고 구성되고, 추가로 저항값 산출부(36)는 열화량 산출부(35)와 확산종 농도 산출부(225)와 전류값 산출부(226)와 확산 저항 산출부(227)를 가지고 구성되어 있다.

전압 변화 판정부(221)는 연산 주기 Δt에 있어서의 전지 전압(V)의 변화 유무를 판정한다. 즉, 전압 변화 판정부(221)는 도 3에 있어서의 단계 S12의 판정을 행한다.

통전 판정부(222)는 전지 전압(V)이 변화하고 있는 경우(단계 S12, 아니오일 때), 전류 I가 제로인지의 여부를 판정한다. 즉, 통전 판정부(222)는 도 3에 있어서 단계 S13의 판정을 행한다.

전하／전류값 산출부(223)는 계산의 초기값으로서 컨덴서(18)에 축전되어 있던 전하 Q(N－1)과 전극 반응 저항 R(N－1)과 정전 용량값 C(N－1)과 전류 I와 연산 주기 Δt로부터, (2) 식을 사용하여 전하 Q(N)을 구함과 아울러, (3) 식을 사용하여 전류 I2를 구한다. 또한, 전하 Q(N－1), 전극 반응 저항 R(N－1), 및 정전 용량값 C(N－1)은 데이터 뱅크(202)에 격납되어 있는 것으로 한다. 추가로, 전하／전류값 산출부(223)는 I〓I1＋I2의 관계로부터 전류 I1를 구한다.

개회로 전압 산출부(224)는 전지 전압(V)과 데이터 뱅크(202)에 격납되어 있는 저항(16)의 값 R0(N－1)로부터, (4) 식을 사용하여 개회로 전압(Voc)을 산출한다. 또한, 저항(16)의 값 R0(N－1)은 데이터 뱅크(202)에 격납되어 있는 것으로 한다.

SOC 산출부(214)는 개회로 전압 산출부(224)로부터의 개회로 전압(Voc)을 취입하고, 데이터 뱅크(202)에 격납되어 있는 개회로 전압(Voc)과 SOC와의 관계를 사용하여, SOC(N)을 추정한다.

이하, 제2 연산부(31)에 의한 제2 추정 처리 및 제3 추정 처리를 설명한다. 통전 상태로부터 전류 제로일 때, 분극 완화 현상에 따라서 크게 전압이 변화하고, 그 후 서서히 어느 일정 전압에 점근(漸近)한다. 개회로 전압 산출부(224)는 전지 전압(V)과, 데이터 뱅크(202)에 격납되어 있는 저항(16)의 값 R0(N－1)에 기초하여, (4) 식으로부터 전지 전압(V), 저항(15), 저항(16), 및 전류 I를 제로로 하여, 개회로 전압(Voc)을 구한다. SOC 산출부(214)는 개회로 전압 산출부(224)로부터의 개회로 전압(Voc)을 취입하고, 데이터 뱅크(202)에 격납되어 있는 개회로 전압(Voc)과 SOC와의 관계를 사용하여, 제2 SOC를 추정한다.

전류값이 일정할 때, 개회로 전압 산출부(224)는 (4) 식으로부터 전지 전압(V), 저항(15), 저항(16), 및 전류 I에 기초하여 개회로 전압(Voc)을 구한다. SOC 산출부(214)는 상술한 바와 같이 개회로 전압(Voc)과 SOC와의 관계를 사용하여 제2 SOC를 추정한다. 또한, 전류를 흘리지 않고 SOC를 구하는 제2 추정 처리가 정밀도는 높다.

다음에, 도 8 및 도 9를 사용하여, 열화량 산출부(35)의 구성 및 동작을 설명한다. 도 8은 본 실시 형태에 따른 열화량 산출부(35)의 구성도이다. 도 8a는 열화량 산출부(35)의 구성을 나타내는 것이고, 도 8b는 전압 시뮬레이션부(231) 및 저항／용량 산출부(232)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 또, 도 9는 저항과 컨덴서의 정전 용량과의 곱과, 전지 용량과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 8a에 나타나는 열화량 산출부(35)는 주된 구성으로서, 전압 시뮬레이션부(231)과 저항／용량 산출부(232)를 가지고 구성되어 있다. 열화량 산출부(35)는 어느 일정 시간의 전류, 전압 데이터로부터 저항(15), 저항(16), 정전 용량(18)의 변화에 따라서 전지의 열화 상태를 추정하는 것이다. 구체적으로, 열화량 산출부(35)는 상정되는 제어 모드에 있어서의 저항 성분, 컨덴서의 정전 용량 성분을 순차 산출하는 것에 의해, 전지 열화 상태의 진행도를 추정하고, 예를 들어 복수의 전압 데이터와 계산값을 피팅시키는 것에 의해, 저항(15), 저항(16), 정전 용량(18)의 값 각각을, 전극 반응 저항 R(N), 전자ㆍ이온 저항 R0(N), 정전 용량 성분 C(N)으로서 특정한다.

피팅시키는 전압 데이터는 시간 t1로부터 tp까지의 p개이고, 개개의 데이터 시간 간격은 Δt이다. 참조하는 데이터 수가 많을수록 계산 정밀도는 향상하지만, 계산 부하를 고려하면 10개 이내의 데이터 수가 바람직하다. 이하, 실제의 계산 수순을 나타낸다. 전압 시뮬레이션부(231)는 시간 t1의 1개 전의 컨덴서(18)에 축적된 전하를 Q(k－1)로 하고, 전극 반응 저항 R(N), 전자ㆍ이온 저항 R0(N), 및 정전 용량 성분 C(N)의 각각에 직전의 값을 대입하고, 전류 I 및 개회로 전압(Voc)에 도 7a의 SOC 산출 시에 사용한 값을 대입하고, (5) 식을 사용하여 시간 t1에 대한 전압(Vk)을 산출한다. 또한, (5) 식 내에 전하 Q(N)는 (2) 식을 사용하여 계산한다.

[식 5]

마찬가지로, 전압 시뮬레이션부(231)는 t2로부터 tp까지를 계산한다.

저항／용량 산출부(232)는 전압 시뮬레이션부(231)에서 산출된 이들 계산값(전압(Vk))과 실측 데이터(Vp)를 비교해서, 실측값과 계산값의 차의 총합 ΣΔV가 판정값 ε과 데이터 수 p와의 곱 미만인 경우에는 일치한다고 본다. 한편, 실측값과 계산값의 차의 총합 ΣΔV가 판정값 ε과 데이터 수 p와의 곱 이상인 경우, 저항／용량 산출부(232)는 전극 반응 저항 R(N), 전자ㆍ이온 저항 R0(N), 정전 용량 성분 C(N)의 값을 변경한다. 예를 들어, 저항／용량 산출부(232)는 방전 전압이 계산값보다 낮으면 전극 반응 저항 R(N), 전자ㆍ이온 저항 R0(N), 정전 용량 성분 C(N)을 크게 하고, 반대로 높으면 작게 한다.

피팅 파라미터에는 저항(15)과 정전 용량(18)과의 곱을 사용하면 편리하다. 저항／용량 산출부(232)는 이 곱과 열화한 전지의 용량과의 관계(도 9 참조)를 사용하여 전지 용량을 산출한다. 단, 전지 열화는 급격하게 진행하는 반응은 아니기 때문에, 열화의 계산을 데이터 취득 주기에서 행할 필요는 없고, 기동 직후 또는 정지 직전에 1회의 빈도로 충분하다.

다음에, 제4 추정 처리에 관해서 설명한다. 정전압 제어시의 저항(15)은 시간 경과와 함께 상승해서 일정한 값을 취하지 않는다. 저항(15)의 값이 상량(上量)하는 이유는 네른스트 아인슈타인의 식인 (6) 식으로 나타나는 바와 같이, 이 저항값이 전극 활물질 내의 리튬 이온 농도 C_Li(N)의 역수에 비례하기 때문이고, 정전압 제어에서는 가동 리튬 이온수의 감소에 기인한다.

[식 6]

여기서, D_Li는 리튬 이온의 활물질 내의 확산 정수, T는 모듈 온도, A는 비례 정수이다. 리튬 이온 농도 C_Li(N)의 시간 변화는 확산 방정식인 (7) 식을 포함하는 물질 이동식을 수치적으로 풀어서, 저항(15)을 산출한다.

[식 7]

이하, 도 10 및 도 11을 사용하여 저항값 산출부(36)의 구성 및 동작을 설명한다. 도 10은 본 실시 형태에 따른 저항값 산출부(36)의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 정전압 제어 시에 있어서의 저항 변화를 설명하기 위한 도면이다.

확산종 농도 산출부(225)는 정전압 제어에 들어가기 직전의 활물질 내의 가동 리튬 이온 농도인 C_Li(N－1)과 확산 정수(D_Li)로부터 (7) 식을 경계 조건에 기초하여 풀어서, 연산 주기 Δt 시간 후의 리튬 이온 농도 C_Li(N)을 산출한다.

전류값 산출부(226)는 전지 전압(V)의 변화로부터 전류값을 역산(逆算)한다. 확산 저항 산출부(227)는 전류값 산출부(226)에서 산출된 전류값과 정전류 제어 시에 있어서의 전압에 기초하여, 전압이 일정하지 않은 경우(CC 충전： constant current 충전)에 있어서의 저항(15)의 값을 추정한다. 추가로 확산 저항 산출부(227)는 (6) 식을 사용하여, 전압이 일정한 경우(CV 충전：constant voltage 충전)에 있어서의 저항(15)의 값을 추정한다.

전극 반응에 관한 저항(15)의 값은 CC 충전 시에 있어서 변화하지 않지만, CV 충전 시에 있어서 도 11과 같이 증가한다. 이 저항 증가는 정전압 제어 조건 하에 있어서의 수초로부터 수시간의 사이에 발생하는 일시적인 것이다. 제2 연산부(31)는 전지의 열화에 의한 저항 증가를 실시간으로 평가할 때에, 도 11에 나타내는 정전압 시의 저항 증가를, 용량 열화 추정을 위한 계산으로부터 제외하는 처리도 실행한다.

또, 여기서 산출한 단기적인 저항의 증가 속도, 즉 도 11의 저항값 상승량을 정전압 제어 시간으로 나눈 값은 물질 이동에 관련되는 전지의 열화를 나타내고 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 제2 연산부(31)는 열화의 진행과 함께 이 값이 커지는 것을 사용하여, 장기적 열화에 의한 전지 수명을 예측한다.

도 12는 열화한 전지에 있어서의 SOC 연산 정밀도를 나타내는 도면이다. 비교예 1은 통전 전기량의 적산에 의한 제1 연산부(30)에서 산출된 제1 SOC의 추이이다. 계산에 사용하는 전류값에는 일반적으로 오차가 포함되므로, SOC가 참값으로부터 벗어나게 된다.

비교예 2는 이 오차를, 등가 회로 모델에 의한 종래의 SOC 추정 처리로 보충한 것이고, 신선한 초기의 전지에 있어서는 양호한 SOC 추정값이 얻어진다. 그렇지만, 장기간 사용하여 열화가 진행한 리튬 이온 배터리의 SOC 추정에 있어서는 큰 오차가 발생한다.

실시예 1은 본 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치에 의해 추정된 SOC의 추이를 나타내는 것이다.

충방전 개시점 19와 충방전 종료점 20에 있어서는 개회로에서 3일 이상 방치해서 구한 올바른 SOC이다. 여기서, 비교예 1에 의한 SOC 추정 방법에서는 전류값이 실제보다 충전 시에 작게 검지 적산되고, 방전 시에 크게 검지 적산되어서, 충방전 전체에 걸쳐서 참값보다 작아지는 결과가 된다. 한편, 비교예 2에 의한 SOC 추정 방법에서는 열화에 의한 용량 저하를 고려하지 않는 채 SOC를 산출하기 때문에, 충전, 방전 모두 SOC의 참값보다 크게 산출되기 때문에, 과잉으로 변화하게 된다.

실시예 1에 의한 SOC 추정 방법에서는 열화량 산출부(35)에 의해, 전지 열화에 의한 용량 저하를 고려하고 있는 것에 더해서, 저항값 산출부(36)에 의해, 정전압 시의 저항 증가를 용량 열화 추정을 위한 계산으로부터 제외하도록 했으므로, SOC 연산 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 충전 상태 추정 장치는 전지 용량과 충전 상태 추정값의 전회값 SOC(N－1)과, 전력 저장 장치(1)의 충방전량을 제어하는 전류 제어 장치(3)와 전력 저장 장치(1)과의 사이에서 유출입하는 전류에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값의 금회값을 제1 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제1 연산부(30)와 정전류 제어 시에는 전지의 등가 회로 모델과 전지의 전압에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값의 금회값으로서 산출하는 한편, 정전압 제어 시에는 전지의 등가 회로 모델과 전지의 전압에 기초하여, 전지의 저항 변화를 고려해서 연산한 충전 상태 추정값의 금회값을 제2 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제2 연산부(31)과, 제1 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값으로 정기적으로 보정하는 보정 연산부(32)를 구비하도록 했으므로, 전지 용량과 전지 충방전 시의 통전 전기량의 적산값에 기초한 제1 SOC와, 전류 제로 상태에 있어서의 제2 SOC와, 정전류 제어 시에 있어서의 제3 SOC와, 정전압 제어 시에 있어서의 제4 SOC를 추정할 수 있고, 종래 기술에 비해서 전지의 충전 상태 및 열화 상태를 정밀도 좋게 추정하는 것이 가능하다.

또, 제2 연산부(31)에서 사용되는 전지의 등가 회로 모델은 컨덴서와 비선형 저항의 병렬 회로를 1개 가지고 이루어지는 집중 정수계 등가 회로 모델, 또는 컨덴서와 비선형 저항의 병렬 회로를 복수 가지고 이루어지는 분포 정수계 등가 회로 모델로 구성하도록 했으므로, 집중 정수계 등가 회로 모델을 사용하여 계산 리소스를 절약할 수도 있고, 분포 정수계 등가 회로 모델을 사용하여 엄밀한 계산을 행하는 것도 가능하다.

또, 본 실시 형태에 따른 제2 연산부(31)는 컨덴서에 축적된 전하 Q(N－1)과, 컨덴서의 정전 용량값 C(N－1)과, 전지의 저항값 R(N－1), R0(N－1)과, 전지의 전압(V)에 기초하여 제2 충전 상태 추정값을 산출하도록 했으므로, 간단한 구성으로 제2 충전 상태 추정값을 추정 가능하다.

또, 제2 연산부(31)는 전류가 변화한 후에 계측된 연속하는 복수의 전압 계측값 Vp과, 전하 Q(N－1)과 정전 용량값 C(N－1)과 저항값 R(N－1), R0(N－1)에 기초하여 산출된 전압 계산값 Vk과의 차의 총합 ΣΔV가 소정의 값(판정값 ε과 데이터 수 p와의 곱)으로 될 때까지 정전 용량값 C(N) 및 저항값 R(N), R0(N)을 계산하고, 전압 계측값 Vp와 전압 계산값 Vk와 차의 총합 ΣΔV가 소정의 값과 일치했을 때의 정전 용량 C(N)과 저항값 R(N), R0(N)을, 전지의 열화 상태를 추정하는 지표로서 출력하는 열화량 산출부(35)를 가지도록 했으므로, 종래 기술에 비해서, 등가 회로 모델에 의한 충전 상태값을 정밀도 좋게 추정하는 것이 가능하다.

또, 정전 용량 C(N)과 저항값 R(N), R0(N)과의 곱에 기초하여 전지 용량을 산출하도록 했으므로, 제1 연산부(30)는 열화량 산출부(35)에서 산출된 전지 용량을 사용하여 제1 충전 상태 추정값을 정밀도 좋게 산출하는 것이 가능하다.

또, 제2 연산부(31)는 가동 리튬 이온 농도 C_Li(N－1)과 리튬 이온의 활물질 내의 확산 정수(D_Li)에 기초하여, 정전압 제어 시에 있어서 전지의 저항값 R(N)을 산출하는 저항값 산출부(36)를 가지도록 했으므로, 정전압 시의 저항 증가를 용량 열화 추정을 위한 계산으로부터 제외할 수 있고, SOC 연산 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

[산업상의 사용 가능성]

이상과 같이, 본 발명은 2차 전지 등의 축전지에 있어서의 SOC를 추정하는 충전 상태 추정 장치에 적용 가능하고, 특히 SOC의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있는 발명으로서 유용하다.

1 전력 저장 장치
1－1, 1－2, 1－k 단전지
2 컨트롤러
3 전류 제어 장치
4a 총전압 센서
4b 총전류 검출 센서
4c 온도 센서
4d 전압 센서로부터 보내지는 아날로그 신호
5 모터／발전기
6 전력 변환 장치
7 교류 그리드
8a 부극 단자의 저항
8b 정극 단자의 저항
9a 부극 전극층의 전자 저항
9b 정극 전극층의 전자 저항
10a 부극 계면의 컨덴서의 정전 용량
10b 정극 계면의 컨덴서의 정전 용량
11－1, 12－1, 1n－1, 11－2, 12－2, 1n－2, 11?m, 12?m, 1n?m 전지 모듈
11a 부극 계면의 저항 성분
11b 정극 계면의 저항 성분
12a 부극 계면에 발생하는 전위차
12b 정극 계면에 발생하는 전위차
13a 부극내 전해질의 저항
13b 정극내 전해질의 저항
14 세퍼레이터내 전해액의 저항
15 전극 반응에 관한 저항
16 전자ㆍ이온에 관한 저항
17 개회로 전압에 상당하는 기전력부
18 전극 계면에 발생하는 컨덴서의 정전 용량
19 충방전 개시점
20 충방전 종료점
30 제1 연산부
31 제2 연산부
32 보정 연산부
35 열화량 산출부
36 저항값 산출부
201 파라미터 연산부
202 데이터 뱅크부
203 A／D 컨버터
211 평균 전류 산출부
212 통전 전기량 산출부
213 SOC 변화량 산출부
214 SOC 산출부
221 전압 변화 판정부
222 통전 판정부
223 전하／전류값 산출부
224 개회로 전압 산출부
225 확산종 농도 산출부
226 전류값 산출부
227 확산 저항 산출부
231 전압 시뮬레이션부
232 저항／용량 산출부
Iall 총전류
T 모듈 온도
Vall 총전압
Voc 개회로 전압

Claims

전지를 복수 접속한 전력 저장 장치에 접속되고, 상기 전력 저장 장치의 잔존 용량을 나타내는 충전 상태값을 추정하는 충전 상태 추정 장치로서,
전지 용량과, 상기 충전 상태 추정값의 전회값(前回値)과, 상기 전력 저장 장치의 충방전량을 제어하는 전류 제어 장치와 상기 전력 저장 장치와의 사이에서 유출입(流出入)하는 전류에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값의 금회값(今回値)을 제1 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제1 연산부와,
상기 전력 저장 장치를 일정한 전류로 충전하는 정전류 제어 시에는 상기 전지의 등가 회로 모델과 상기 전지의 전압에 기초하여 연산한 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값의 금회값으로서 산출하는 한편, 상기 전력 저장 장치를 일정한 전압으로 충전하는 정전압 제어 시에는 상기 전지의 등가 회로 모델과 상기 전지의 전압에 기초하여, 전지의 저항 변화를 고려해서 연산한 충전 상태 추정값의 금회값을 제2 충전 상태 추정값으로서 산출하는 제2 연산부와,
상기 제1 충전 상태 추정값을 제2 충전 상태 추정값으로 정기적으로 보정하는 보정 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전지의 등가 회로 모델은 컨덴서와 비선형 저항의 병렬 회로를 1개 가지고 이루어지는 등가 회로 모델, 또는 컨덴서와 비선형 저항의 병렬 회로를 복수 가지고 이루어지는 등가 회로 모델로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 연산부는 상기 컨덴서에 축적된 전하와, 상기 컨덴서의 정전 용량값과, 상기 전지의 저항값과, 상기 전지의 전압에 기초하여 상기 제2 충전 상태 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 연산부는 전류가 변화한 후에 계측된 연속하는 복수의 전압 계측값과, 상기 전하와 상기 정전 용량값과 상기 저항값에 기초하여 산출된 전압 계산값과의 차의 총합이 소정의 값으로 될 때까지 상기 정전 용량값 및 상기 저항값을 계산하고, 상기 전압 계측값과 상기 전압 계산값과 차의 총합이 상기 소정의 값과 일치했을 때의 상기 컨덴서의 정전 용량과 상기 전지의 저항값을, 전지의 열화(劣化) 상태를 추정하는 지표로서 출력하는 열화량 산출부를 가지는 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 열화량 산출부는 상기 컨덴서의 정전 용량과 상기 전지의 저항값과의 곱에 기초하여 전지 용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 연산부는 가동 리튬 이온 농도와 리튬 이온의 활물질 내의 확산 정수(定數)에 기초하여, 상기 정전압 제어 시에 있어서 전지의 저항값을 산출하는 저항 산출부를 가지는 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 연산부는 상기 열화량 산출부에서 산출된 정전 용량 및 저항값을 사용하여 제2 충전 상태 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 연산부는 상기 확산 저항 산출부에서 산출된 전지의 저항값을 사용하여 상기 제2 충전 상태 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 충전 상태 추정 장치.