JP2011122895A - Device for estimation of internal resistance - Google Patents
Device for estimation of internal resistance Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011122895A JP2011122895A JP2009279892A JP2009279892A JP2011122895A JP 2011122895 A JP2011122895 A JP 2011122895A JP 2009279892 A JP2009279892 A JP 2009279892A JP 2009279892 A JP2009279892 A JP 2009279892A JP 2011122895 A JP2011122895 A JP 2011122895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal resistance
- current
- impulse
- secondary battery
- unit
- 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
-
- 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
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は内部抵抗推定装置に関する。 The present invention relates to an internal resistance estimation device.
従来、電気自動車の駆動用電池としては、充電を行うことにより電気を蓄え繰り返し使用することが出来るリチウムイオンバッテリー等の二次電池を用いている。この二次電池は、経年変化により容量が低下してしまい、その電池特性が劣化してしまう。このような容量低下に応じて電池制御や劣化警告を行うべく、容量と密接な関係がある内部抵抗を算出し、これに基づいて容量低下の度合いを推定することが知られている(例えば、特許文献1参照)。この場合、内部抵抗を算出するためには、充電電流値を所定量だけ矩形パルス的に低減した場合の電流変化量と、充電電流値が所定量だけ低減したことによる電圧変化量とを求め、これらによりオームの法則から、内部抵抗値を算出している。 Conventionally, as a battery for driving an electric vehicle, a secondary battery such as a lithium ion battery that can store and repeatedly use electricity by charging is used. The capacity of the secondary battery decreases due to aging, and the battery characteristics deteriorate. In order to perform battery control and deterioration warning according to such a capacity decrease, it is known to calculate an internal resistance closely related to the capacity and estimate the degree of the capacity decrease based on this (for example, Patent Document 1). In this case, in order to calculate the internal resistance, the current change amount when the charging current value is reduced by a rectangular pulse by a predetermined amount and the voltage change amount due to the reduction of the charging current value by the predetermined amount are obtained, Thus, the internal resistance value is calculated from Ohm's law.
しかしながら、特許文献1に記載された発明では、電流変化量及び電圧変化量からオームの法則に基づいて内部抵抗を算出しているが、一般的に駆動用電池には電流変化と電圧変化との関係に時間的なずれを生じさせる要因(容量成分)が存在する。即ち、電流の時間に対する変化の割合に対して、電圧の時間に対する変化の割合は小さく、電流と電圧との関係にずれが生じる。このため、電圧が定常値になり安定してからでないとオームの法則を適用することができないので、安定化まで推定を行うことができず推定に時間がかかってしまう。従って、電流変化量及び電圧変化量からオームの法則に基づいて簡易に内部抵抗を推定することができないという問題がある。他方で、この電流変化時における電圧の安定化に要する時間を考慮してオームの法則に基づいて内部抵抗を推定することも考えられるが、このような安定化に要する時間は温度によって変化するので、考慮するのは難しく、正確に内部抵抗を推定することができないという問題がある。 However, in the invention described in Patent Document 1, the internal resistance is calculated based on Ohm's law from the current change amount and the voltage change amount. There is a factor (capacitance component) that causes a temporal shift in the relationship. That is, the rate of change of the voltage with respect to time is smaller than the rate of change of the current with respect to time, resulting in a deviation in the relationship between the current and voltage. For this reason, Ohm's law cannot be applied unless the voltage becomes a steady value and stabilizes, and estimation cannot be performed until stabilization, and estimation takes time. Therefore, there is a problem that the internal resistance cannot be easily estimated from the current change amount and the voltage change amount based on Ohm's law. On the other hand, it is possible to estimate the internal resistance based on Ohm's law in consideration of the time required for voltage stabilization at the time of this current change, but the time required for such stabilization varies with temperature. There is a problem that it is difficult to consider and the internal resistance cannot be estimated accurately.
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、簡易に、かつ正確に二次電池の内部抵抗を求めることができる内部抵抗推定装置を提供しようとするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide an internal resistance estimation device that can easily and accurately determine the internal resistance of a secondary battery. .
本発明の内部抵抗推定装置は、入力信号に応じて二次電池の充電電流を形成する電流形成部と、前記二次電池の内部抵抗を推定する内部抵抗推定部とを備え、前記内部抵抗推定部は、所定のタイミングで前記充電電流にインパルス外乱を与えるためのインパルス形成信号を前記電流形成部に前記入力信号として入力するインパルス信号形成部と、前記二次電池を流れる応答電流を検出する検出手段と、前記インパルス外乱に対応する前記応答電流が変化する電流変化時間から、前記内部抵抗を算出する内部抵抗算出部とを備えたことを特徴とする。本発明では、オームの法則を用いることなく、インパルス外乱を付与した場合の応答電流の電流変化時間から内部抵抗を簡易に、かつ正確に推定することができる。 The internal resistance estimation device of the present invention includes a current forming unit that forms a charging current of a secondary battery according to an input signal, and an internal resistance estimation unit that estimates the internal resistance of the secondary battery, and the internal resistance estimation An impulse signal forming unit that inputs an impulse forming signal for applying an impulse disturbance to the charging current at a predetermined timing as the input signal to the current forming unit; and a detection that detects a response current flowing through the secondary battery. And an internal resistance calculation unit for calculating the internal resistance from a current change time during which the response current corresponding to the impulse disturbance changes. In the present invention, the internal resistance can be easily and accurately estimated from the current change time of the response current when an impulse disturbance is applied without using Ohm's law.
本発明の好ましい実施形態としては、前記電流変化時間は、前記応答電流が、前記インパルス外乱付与前の該応答電流の初期値から変化して初期値に戻るまでの時間であることが挙げられる。本発明において前記インパルス外乱付与前の応答電流の初期値とは、フィードバック制御により充電電流が目標電流に追従し安定した場合に、二次電池を流れる電流値をいう。 In a preferred embodiment of the present invention, the current change time is a time until the response current changes from the initial value of the response current before the impulse disturbance is applied and returns to the initial value. In the present invention, the initial value of the response current before applying the impulse disturbance refers to a current value flowing through the secondary battery when the charging current follows the target current and is stabilized by feedback control.
ここで、前記内部抵抗推定部は、充電開始してから前記充電電流が安定した後、直ちに前記内部抵抗を推定することが好ましい。充電電流が安定した後、すぐに内部抵抗を推定することができれば、例えば、充電開始後、すぐに電池状態に応じて二次電池への充電電流を変更することができ、すぐに電池状態を最も好ましい状態で充電を開始することができるからである。ここで、本発明において充電電流が安定したとは、充電電流が、所望の値となってから、同一の値を所定期間保った状態をいう。 Here, it is preferable that the internal resistance estimation unit estimates the internal resistance immediately after the charging current is stabilized after charging is started. If the internal resistance can be estimated immediately after the charging current stabilizes, for example, the charging current to the secondary battery can be changed immediately after the start of charging according to the battery state, This is because charging can be started in the most preferable state. Here, in the present invention, the charging current is stabilized means a state where the same value is maintained for a predetermined period after the charging current becomes a desired value.
また、充電中にも電池状態が変化することがあるので、これに対応して内部抵抗を推定すべく、前記内部抵抗推定部は、充電中、所定の期間毎に前記内部抵抗を推定することが好ましい。 In addition, since the battery state may change even during charging, the internal resistance estimating unit estimates the internal resistance for each predetermined period during charging in order to estimate the internal resistance accordingly. Is preferred.
前記インパルス信号形成部は、前記インパルス形成信号を、前記インパルス外乱を付与された前記充電電流の電流値が、前記インパルス外乱付与前の前記充電電流の値よりも小さくなるように設定することを示すものであることが好ましい。前記インパルス外乱付与前の充電電流の値よりも小さくなるようにインパルス外乱を与えることで、二次電池に負荷を与えることなく内部抵抗を測定できる。 The impulse signal forming unit indicates that the impulse forming signal is set so that a current value of the charging current to which the impulse disturbance is applied is smaller than a value of the charging current before the impulse disturbance is applied. It is preferable. By applying the impulse disturbance so as to be smaller than the value of the charging current before applying the impulse disturbance, the internal resistance can be measured without applying a load to the secondary battery.
本発明の内部抵抗推定装置によれば、簡易に、かつ正確に内部抵抗を推定できるという優れた効果を奏し得る。 According to the internal resistance estimation device of the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that the internal resistance can be estimated easily and accurately.
本発明の内部抵抗推定装置について、図1〜4を用いて説明する。 The internal resistance estimation apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
電気自動車である車両10は、駆動用電池として二次電池1を備える。二次電池1は、リチウムイオンバッテリー(電池セル)であり、直列に複数接続される。なお、図中では例として1つのみ示してある。
A
また、車両10は、二次電池1の充電時に二次電池1に入力される充電電流Iを形成するための充電電流生成部2と、充電電流Iをフィードバック制御するための電流制御部3とが設けられている。これらの充電電流生成部2と電流制御部3とから電流形成部4は構成される。充電電流生成部2は、電源Vからの電流を交流から直流へ変換するための入力側整流器21と、整流された電流の力率を改善するためのPFC22と、直流を交流へ整流するためのインバータ23とがこの順で設けられている。なお、電源Vは車両10の外部に設けられた、例えば商用交流電源のコンセントであり、車両の図示しない充電プラグをこのコンセントに挿入することで、電源Vに接続する。
In addition, the
インバータ23は、4つのトランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4から構成され、Tr1とTr2とが直列に接続されて前段トランジスタ対となり、Tr3とTr4とが直列に接続されて後段トランジスタ対となっており、各トランジスタ対は並列に接続されている。トランジスタTr1とTr4の各ゲートに同一のPWM信号(詳しくは後述する)が、また、トランジスタTr2とTr3との各ゲートに同一のPWM信号が入力される。 The inverter 23 includes four transistors Tr1, Tr2, Tr3, and Tr4. Tr1 and Tr2 are connected in series to form a pre-stage transistor pair, and Tr3 and Tr4 are connected in series to form a post-stage transistor pair. Each transistor pair is connected in parallel. The same PWM signal (described later in detail) is input to the gates of the transistors Tr1 and Tr4, and the same PWM signal is input to the gates of the transistors Tr2 and Tr3.
インバータ23の出力は、即ち、各トランジスタ対からの出力は、絶縁トランス24に接続し、この絶縁トランス24を介して、出力側整流器25、フィルター26が設けられ、フィルター26は二次電池1に接続している。
The output of the inverter 23, that is, the output from each transistor pair is connected to an
電源Vから入力された交流電流は、入力側整流器21に入力されて直流となる。そして、直流となった電流は、PFC22で力率が改善される。PFC22で力率が改善された電流は、インバータ23に入力される。インバータ23は、上述のように対角に位置するトランジスタに同一のPWM信号が入力されるように構成されていることから、各トランジスタ対間から出力される電流は、PWM信号のデューティ比に基づいた交流に変換される。
The alternating current input from the power supply V is input to the
インバータ23により再度交流に変換された電流は、その後、感電を防止すべく設けられた絶縁トランス24に入力される。絶縁トランス24から出力された電流は、出力側整流器25により再度直流に変換された後、フィルター26により平滑化される。この時の平滑化された状態の電流である充電電流Iが二次電池1に入力され、二次電池1は蓄電を行う。このようにして、本実施形態では、充電電流生成部2は、二次電池1の充電時に二次電池1に入力される充電電流Iを形成する。
The current converted into alternating current again by the inverter 23 is then input to an
電流制御部3は、この充電電流Iが目標電流に追従するようにフィードバック制御を行うものである。電流制御部3は、二次電池1の入力側に設けられたセンサー31と、ECUに設けられた例えばPID制御部32、デューティ比設定部33、及びPWM形成部34とを備える。
The
センサー31は検出した充電電流Iの電流値をPID制御部32に送出する。PID制御部32では、入力された充電電流Iの値と、目標電流値とから、PID制御を行い、目標電流値に充電電流値が追従するように、制御結果を示す信号をデューティ比設定部33へ送出する。なお、目標電流値は、ECUに設けられた図示しない目標電流演算部が二次電池1の電池状態に応じて設定し、PID制御部に入力する。デューティ比設定部33は、入力された制御結果に応じて、所望のPWM信号を形成するためのPWM信号のデューティ比を設定する。そして、デューティ比設定部33は、PWM形成部34へデューティ比を送出する。PWM形成部34は、入力されたデューティ比に応じて所望のPWM信号を形成し、インバータ23へ送出する。形成されたPWM信号は、上述したようにインバータ23を構成する各トランジスタTr1〜Tr4に入力される。そして、このPWM信号に応じて、充電電流生成部2は、目標電流に追従した充電電流Iを形成する。このように、本実施形態では、電流制御部3は、充電電流Iが目標電流に追従するようにフィードバック制御を行っている。
The
ここで、車両10は、二次電池1の内部抵抗を推定する内部抵抗推定部5を備える。内部抵抗推定部5は、充電電流Iにインパルス外乱を付与すべく、電流制御部3にインパルス形成信号を送出する。充電電流生成部2は、これに基づいてインパルス外乱が付与された充電電流Iを形成し、二次電池1に入力する。この時の二次電池1に流れる応答電流の変化する電流変化時間から、内部抵抗推定部5は、各二次電池1の内部抵抗を推定するものである。本実施形態では、このように二次電池1の内部抵抗を推定するに当たり、内部抵抗に応じて変化する応答電流の変化時間に基づいて内部抵抗を推定することで、内部抵抗を正確に推定することができるものである。即ち、オームの法則を用いて内部抵抗を推定する場合には電流変化時における電圧の安定化に要する時間を考慮しないと正確に内部抵抗を推定することができないが、本実施形態では、電圧を考慮せず、変化に追従しやすい応答電流の変化時間に基づいて内部抵抗を推定することで、正確に内部抵抗を推定できるのである。以下、詳細に説明する。
Here, the
内部抵抗推定部5は、内部抵抗の推定を実行するかどうかを判断する判断部51と、インパルス信号を電流制御部3に送出するインパルス信号形成部52と、応答電流を検出する応答電流センサー53と、マップを記録する記録部54と、二次電池1の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部55とを備える。
The internal
判断部51は、二次電池1の内部抵抗の推定を行うかどうかを判断する。具体的には、充電電流が所定の時間安定して入力されているかどうかを判断する。即ち、判断部51は、充電開始後に所定の時間が経過した場合と充電中所定の時間が経過した場合とに、内部抵抗の推定を行うことを判断する。判断部51が内部抵抗の推定を行うと判断した場合、判断部51は、インパルス信号形成部52に推定実行信号を送出する。
The
インパルス信号形成部52は、判断部51から内部抵抗推定を行うことを示す推定実行信号が入力されると、二次電池1に印加する充電電流Iにインパルス外乱を与えるためのインパルス形成信号を電流制御部3のデューティ比設定部33に入力する。インパルス外乱としては、充電中の充電電流Iの初期値とは異なる電流値となるように充電電流Iを変動させることが挙げられる。好ましくは、インパルス外乱を付与された充電電流Iの電流値が、充電中の充電電流Iの初期値よりも小さな電流値となるように、充電電流Iを変動させることである。
When an estimation execution signal indicating that the internal resistance estimation is performed is input from the
即ち、インパルス信号形成部52は、充電電流Iに対し、通常の電流値と異なる電流値となるように外乱を与えればよいのであるが、通常の電流値よりも大きな電流値を与えると、二次電池1に対して負荷となってしまう場合も考えられる。そこで、インパルス信号形成部52は、上述のように充電中の充電電流Iの初期値よりも小さな電流値となるように充電電流Iを低下させることが好ましい。本実施形態では、インパルス信号形成部52は、極めて短時間充電中の充電電流Iの初期値よりも小さな電流値となるように、即ち瞬間的な矩形状のパルス波を形成するようにインパルス形成信号をデューティ比設定部33にしている。このように瞬間的なパルス波を二次電池1に入力することで、二次電池1の内部抵抗の推定に伴い充電時間が長くなることがない。なお、このような矩形状のパルス波を送出するインパルス形成信号は、インパルス信号形成部52において予め設定されている。即ち、パルス波の形成時間と充電電流値からどの程度低下させるのかは、固有値としてインパルス信号形成部52に予め設定されており、充電電流がフィードバック制御により変動していたとしても、常に同一の形状のパルスがインパルス外乱として付与される。インパルス信号形成部52は、所定時間充電電流値よりも低い電流値となるようにインパルス外乱を付与すると、インパルス外乱の付与が完了したとして、内部抵抗算出部55にインパルス外乱の付与の完了を示す完了信号を入力する。
That is, the impulse
デューティ比設定部33は、このインパルス形成信号に応じてデューティ比を設定し、設定されたデューティ比をPWM形成部34に送出する。PWM形成部34は、この入力されたデューティ比に基づいてPWM信号を形成し、インバータ23に入力する。これにより、電流形成部4により所望のインパルス外乱が付与された充電電流Iが形成され、二次電池1に入力される。
The duty
応答電流センサー53は、インパルス外乱が付与された場合の二次電池1の応答電流の検出結果を内部抵抗算出部55に送出する。内部抵抗算出部55は、応答電流センサー53からの検出結果に基づいて応答電流の電流が変化した変化時間である通過時間を算出し、算出された通過時間と記録部54に記録されたマップの値とから、内部抵抗を推定する。
The response current sensor 53 sends the detection result of the response current of the secondary battery 1 when the impulse disturbance is applied to the internal
以下、内部抵抗の推定について詳細に説明する。図2に示すように、フィードバック制御により充電電流Iが安定した後に、所望のインパルス外乱が付与された充電電流Iを二次電池1に入力した場合の応答電流は、一度減少し、最小値を記録した後に増加に転じ、初期値を通過してさらに増加し、最大値を記録した後に再度減少に転じ、その後初期値と同一となる。なお、このインパルス外乱が付与された場合であっても、フィードバック制御(PID制御)は動作中である。この場合に、内部抵抗が最も低い場合に応答電流の最小値が最も低く、内部抵抗が高くなるにつれて応答電流の最小値は上がる。また、応答電流の電流変化時間、例えば、インパルス外乱付与前の電流の初期値から変化して初期値を通過するまでの通過時間も、内部抵抗が最も低い場合に通過時間が最も短く、内部抵抗が高くなるにつれて通過時間は最も長くなる。 Hereinafter, estimation of the internal resistance will be described in detail. As shown in FIG. 2, after the charging current I is stabilized by feedback control, the response current when the charging current I to which a desired impulse disturbance is applied is input to the secondary battery 1 decreases once and reaches the minimum value. After recording, it starts increasing, passes through the initial value, increases further, records the maximum value, then starts decreasing again, and then becomes the same as the initial value. Even when this impulse disturbance is applied, feedback control (PID control) is in operation. In this case, the minimum value of the response current is the lowest when the internal resistance is the lowest, and the minimum value of the response current increases as the internal resistance increases. In addition, the current change time of the response current, for example, the transit time from the initial value of the current before applying the impulse disturbance to the passage through the initial value is also the shortest when the internal resistance is the lowest. As the value increases, the transit time is the longest.
このように、応答電流の電流変化時間は、内部抵抗値に応じて変化するものであるので、応答電流の電流変化時間と内部抵抗との関係を予めマップとして記録部54に記録しておき、内部抵抗算出部55が、応答電流センサー53からの検出結果から、このマップを基に内部抵抗を推定する。オームの法則に基づいて内部抵抗を算出する場合には電流変化量と電圧変化量との関係において時間的なずれ、即ち電流変化時における電圧の安定化に要する時間を考慮しなければ正確に内部抵抗を求めることができないが、内部抵抗と関連のある応答電流の応答時間を予めマップにしておき、このマップに基づいて内部抵抗を推定することで、正確に内部抵抗を求めることができるというメリットがある。
Thus, since the current change time of the response current changes according to the internal resistance value, the relationship between the current change time of the response current and the internal resistance is recorded in the
本実施形態では、内部抵抗算出部55が、インパルス外乱付与前の応答電流の初期値から減少して、初めて初期値を通過するまでの通過時間を算出する。具体的には、インパルス外乱の付与が完了したことを示す完了信号がインパルス信号形成部52から内部抵抗算出部55に入力されると、内部抵抗算出部55が、内部抵抗の算出を開始する。即ち、内部抵抗算出部55は、時間のカウントを開始すると共に、応答電流の測定を開始する。そして、測定された応答電流値が初期値を通過すると、通過時間が確定される。図2を参照すれば、時間t=t1でインパルス外乱付与前の電流の初期値から減少し、その後、時間t=t2で初めて初期値を通過したので、これらの差である通過時間(t2−t1)を求める。この通過時間を基に、通過時間と内部抵抗との関係を示すマップから、二次電池1の内部抵抗を推定する。
In the present embodiment, the internal
マップの一例を図3に示す。図3は、通過時間に対する内部抵抗値を示すマップである。内部抵抗値は、通過時間に対して徐々に大きくなっている。内部抵抗算出部55は、通過時間を算出し、この通過時間に基づいてマップから内部抵抗値を推定する。このように、本実施形態では、マップを用いて推定することから、簡易に時間を基準として内部抵抗を推定することができる。
An example of the map is shown in FIG. FIG. 3 is a map showing the internal resistance value with respect to the passage time. The internal resistance value gradually increases with respect to the passage time. The
内部抵抗算出部55は、推定した内部抵抗値を、例えば図示しない劣化警告手段に出力する。そして、劣化警告手段は、内部抵抗を基に二次電池の劣化状態を算出し、運転手に二次電池1の劣化状態を報知する。
The internal
以下、本実施形態の内部抵抗推定部5による内部抵抗の推定について図4に示すフローチャートを用いて説明する。
Hereinafter, estimation of internal resistance by the internal
初めにステップS1では、ECUが、二次電池1が充電中であるかどうかを判断する。充電中の場合(YES)、ステップS2へ進む。充電中でない場合(NO)、処理は終了する。ステップS2では、図示しない目標電流演算部が二次電池1の電池状態に応じて目標電流値を演算し、目標電流値をPID制御部32に入力する。ステップS3へ進む。ステップS3では、入力された目標電流値とセンサー31から入力された充電電流Iの値とからフィードバック制御(PID制御)を行い、目標電流値に充電電流値が追従するように、制御結果を示す信号をデューティ比設定部33へ送出する。ステップS4へ進む。
First, in step S1, the ECU determines whether the secondary battery 1 is being charged. When charging (YES), the process proceeds to step S2. If charging is not in progress (NO), the process ends. In step S <b> 2, a target current calculation unit (not shown) calculates a target current value according to the battery state of the secondary battery 1, and inputs the target current value to the
次いで、ステップS4では、二次電池1の内部抵抗の推定を実行するかどうかを判断する。即ち、判断部51が、内部抵抗の推定を開始する条件が満たされているかどうかを判断する。所定の条件が満たされず、内部抵抗の推定を実行しない場合(NO)、内部抵抗の推定の処理が終了する。所定の条件が満たされ、内部抵抗の推定を実行する場合(YES)、判断部51は、インパルス信号形成部52に推定実行信号を送出する。ステップS5へ進む。
Next, in step S4, it is determined whether or not to estimate the internal resistance of the secondary battery 1. That is, the
ステップS5では、推定実行信号が入力されたインパルス信号形成部52が、インパルス外乱の付与が完了したかどうかを判断する。即ち、電流値を安定後の充電電流Iよりも小さい値とする極めて短い所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過していない場合、即ちインパルス外乱の付与が完了していない場合(NO)には、ステップS6へ進む。所定時間が経過した場合、即ちインパルス外乱の付与が完了した場合(YES)には、インパルス信号形成部52から、完了信号が内部抵抗算出部55に入力される。ステップS7へ進む。
In step S5, the impulse
ステップS6では、インパルス外乱を付与した充電電流Iが二次電池1に入力される。具体的には、インパルス外乱を付与した充電電流Iが二次電池1に入力されるように、インパルス信号形成部52がデューティ比設定部33にインパルス形成信号を入力し、次いで、デューティ比設定部33はデューティ比を設定し、PWM形成部34に入力する。設定されたデューティ比でPWM信号が生成され、インバータ23に入力される。これにより、インパルス外乱を付与した充電電流Iが充電電流生成部2により形成され、二次電池1に入力される。その後、処理は終了する。
In step S <b> 6, the charging current I to which the impulse disturbance is applied is input to the secondary battery 1. Specifically, the impulse
ステップS7では、インパルス外乱の付与が完了したので、応答電流の変化時間の測定を行う。具体的には、完了信号が入力された内部抵抗算出部55が時間のカウントを行う。ステップS8へ進む。ステップS8では、内部抵抗算出部55が応答電流センサー53により応答電流の測定を行う。ステップS9へ進む。
In step S7, since the application of the impulse disturbance is completed, the response current change time is measured. Specifically, the internal
ステップS9では、内部抵抗算出部55が、測定された応答電流が初期値を通過したかどうかを判断する。初期値を通過していない場合(NO)は、処理は終了する。初期値を通過した場合(YES)には、ステップS10へ進む。
In step S9, the internal
ステップS10では、初期値を通過した場合の時間のカウント結果から、通過時間を確定する。ステップS11へ進む。 In step S10, the passage time is determined from the result of counting the time when the initial value is passed. Proceed to step S11.
ステップS11では、内部抵抗算出部55は、記録部54に記録した図3に示すマップから、通過時間に対応した内部抵抗を算出する。このようにして、本実施形態では、簡易に、かつ、短時間で二次電池1の内部抵抗を推定することができる。また、オームの法則を用いることなく二次電池1の内部抵抗を算出できるので、正確に推定することができる。
In step S11, the internal
なお、内部抵抗の推定処理は、充電電流Iが安定した後であれば、充電中も所定の期間毎に内部抵抗を推定することが好ましい。充電時間の経過に伴い、電池状態が変化する可能性があるためである。 In addition, as for the estimation process of internal resistance, if charge current I is stabilized, it is preferable to estimate internal resistance for every predetermined period even during charging. This is because the battery state may change as the charging time elapses.
以下、他の実施形態について説明する。 Hereinafter, other embodiments will be described.
充電電流生成部2は、本実施形態の回路構成に限定されない。二次電池1に、所望の充電電流I及びインパルス外乱を形成できるものであればよい。また、インパルス外乱を付与するために、本実施形態では、インパルス信号形成部52がインパルス形成信号をデューティ比設定部33に入力し、デューティ比設定部33が充電電流生成部2に所望のデューティ比を有するPWM信号を送出したが、これに限定されず、所望のインパルス外乱を付与することができれば、どのようなものであってもよい。例えば、充電電流生成部2から二次電池1に充電電流を入力するのではなく、二次電池1にインパルス外乱付与を行うための電流を入力できるように構成してもよい。
The charging current generator 2 is not limited to the circuit configuration of the present embodiment. What is necessary is just to be able to form the desired charging current I and impulse disturbance in the secondary battery 1. In this embodiment, in order to apply the impulse disturbance, the impulse
また、本実施形態では、インパルス外乱を充電電流Iに付与するためには、インパルス信号形成部52からデューティ比設定部33にインパルス形成信号を送出するように構成したが、これに限定されない。例えば、予めインパルス信号形成部52に所定のデューティ比を設定しておき、判断部51から推定実行信号が入力された場合には、該所定のデューティ比を直接PWM形成部に入力するように構成してもよい。
In the present embodiment, in order to apply the impulse disturbance to the charging current I, the impulse
本実施形態では、充電電流に対するインパルス外乱の付与は充電電流の初期値よりも小さい電流値となるように矩形状のパルスを入力するものであったが、これに限定されない。例えば、充電電流値自体を予め下げておいて、入力した電流値よりも高い電流値をもつインパルス外乱を付与しても良い。 In this embodiment, the impulse disturbance is applied to the charging current by inputting a rectangular pulse so that the current value is smaller than the initial value of the charging current. However, the present invention is not limited to this. For example, the charging current value itself may be lowered in advance, and an impulse disturbance having a current value higher than the input current value may be applied.
本実施形態では、通過時間により二次電池1の内部抵抗を推定したが、これに限定されない。応答電流がインパルス外乱が充電電流に付与されたことにより変化している電流変化時間を用いて二次電池1の内部抵抗を推定すればよく、例えば、応答電流が最大になるまでの時間を基準として内部抵抗を推定してもよい。 In the present embodiment, the internal resistance of the secondary battery 1 is estimated based on the passage time, but the present invention is not limited to this. What is necessary is just to estimate the internal resistance of the secondary battery 1 using the current change time when the response current is changed by applying the impulse disturbance to the charging current. For example, the time until the response current becomes maximum is used as a reference The internal resistance may be estimated as
1 二次電池
2 充電電流生成部
3 電流制御部
4 電流形成部
5 内部抵抗推定部
10 車両
21 入力側整流器
23 インバータ
24 絶縁トランス
25 出力側整流器
26 フィルター
31 センサー
32 PID制御部
33 デューティ比設定部
34 PWM形成部
51 判断部
52 インパルス信号形成部
53 応答電流センサー
54 記録部
55 内部抵抗算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Secondary battery 2 Charging
Claims (5)
前記内部抵抗推定部は、
所定のタイミングで前記充電電流にインパルス外乱を与えるためのインパルス形成信号を前記電流形成部に前記入力信号として入力するインパルス信号形成部と、
前記二次電池を流れる応答電流を検出する検出手段と、
前記インパルス外乱に対応する前記応答電流が変化する電流変化時間から、前記内部抵抗を算出する内部抵抗算出部とを備えたことを特徴とする内部抵抗推定装置。 A current forming unit for forming a charging current of the secondary battery according to an input signal, and an internal resistance estimating unit for estimating the internal resistance of the secondary battery,
The internal resistance estimator is
An impulse signal forming unit that inputs an impulse forming signal for giving an impulse disturbance to the charging current at a predetermined timing as the input signal to the current forming unit;
Detecting means for detecting a response current flowing through the secondary battery;
An internal resistance estimation device comprising: an internal resistance calculation unit that calculates the internal resistance from a current change time in which the response current corresponding to the impulse disturbance changes.
The impulse signal forming unit indicates that the impulse forming signal is set so that a current value of the charging current to which the impulse disturbance is applied is smaller than a value of the charging current before the impulse disturbance is applied. The internal resistance estimation device according to claim 1, wherein the internal resistance estimation device is a device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009279892A JP5152529B2 (en) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | Internal resistance estimation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009279892A JP5152529B2 (en) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | Internal resistance estimation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011122895A true JP2011122895A (en) | 2011-06-23 |
JP5152529B2 JP5152529B2 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=44286930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009279892A Expired - Fee Related JP5152529B2 (en) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | Internal resistance estimation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5152529B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102200553A (en) * | 2009-12-08 | 2011-09-28 | 丰田自动车株式会社 | Internal resistance estimation apparatus for power storage device, degradation determination apparatus for power storage device, power supply system, and internal resistance estimation method for power storage device |
CN102967831A (en) * | 2012-09-17 | 2013-03-13 | 常州大学 | On-line detection system and detection method of lead-acid storage battery performance |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1020002A (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-23 | Japan Storage Battery Co Ltd | Method for judging deterioration of storage battery of power source device |
JP2003264000A (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Shinko Electric Co Ltd | Loading system for cell load test |
JP2005180927A (en) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Horiba Ltd | Impedance-measuring instrument |
-
2009
- 2009-12-09 JP JP2009279892A patent/JP5152529B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1020002A (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-23 | Japan Storage Battery Co Ltd | Method for judging deterioration of storage battery of power source device |
JP2003264000A (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Shinko Electric Co Ltd | Loading system for cell load test |
JP2005180927A (en) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Horiba Ltd | Impedance-measuring instrument |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102200553A (en) * | 2009-12-08 | 2011-09-28 | 丰田自动车株式会社 | Internal resistance estimation apparatus for power storage device, degradation determination apparatus for power storage device, power supply system, and internal resistance estimation method for power storage device |
CN102967831A (en) * | 2012-09-17 | 2013-03-13 | 常州大学 | On-line detection system and detection method of lead-acid storage battery performance |
CN102967831B (en) * | 2012-09-17 | 2015-04-22 | 常州大学 | On-line detection system and detection method of lead-acid storage battery performance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5152529B2 (en) | 2013-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3771022B1 (en) | Heating method for rechargeable battery, control unit and heating circuit | |
JP6479650B2 (en) | Secondary battery state detection device and secondary battery state detection method | |
TWI523298B (en) | Method to estimate the charging time of lithium-ion batteries and charging monitor | |
US9130377B2 (en) | System and method for battery pack management using predictive balancing | |
JP5477212B2 (en) | Electric vehicle system | |
JP6187692B2 (en) | Charge control device and charge control method | |
US11022653B2 (en) | Deterioration degree estimation device and deterioration degree estimation method | |
TWI515525B (en) | Circuit and method for temperature control and charging system | |
JP6520124B2 (en) | Deterioration state estimation device for secondary battery | |
JP6575308B2 (en) | Internal resistance calculation device, computer program, and internal resistance calculation method | |
JP5822304B2 (en) | Charger | |
WO2019131740A1 (en) | Rechargeable battery temperature estimation device and rechargeable battery temperature estimation method | |
JP6696311B2 (en) | Charging rate estimation device | |
JP2016070682A (en) | Secondary battery degradation state estimation device | |
JP5379820B2 (en) | Secondary battery temperature estimation device and secondary battery temperature estimation method | |
JP5152529B2 (en) | Internal resistance estimation device | |
JP5554310B2 (en) | Internal resistance measuring device and internal resistance measuring method | |
JP2015169450A (en) | Secondary battery state detector and secondary battery state detection method | |
JP2014109535A (en) | Internal resistance estimation device, charging apparatus, discharging apparatus, and internal resistance estimation method | |
JP4564999B2 (en) | In-vehicle secondary battery internal state detection device | |
JP2013143308A (en) | Battery temperature estimation device | |
JP6631172B2 (en) | Internal resistance calculation device, computer program, and internal resistance calculation method | |
JP2009284685A (en) | Charging device | |
JP5732846B2 (en) | Secondary battery control device | |
TWI600253B (en) | Power output managing apparatus for battery and managing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121019 |
|
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: 20121107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121120 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5152529 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |