JP2017207286A - Charging rate estimation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の充電率を推定する充電率推定装置に関する。 The present invention relates to a charging rate estimation device that estimates a charging rate of a battery.
既存の充電率推定装置として、例えば、充電中の電池に流れる電流の積算値に基づいて、電池の充電率(電池の満充電容量に対する残容量の割合(百分率))を推定するものがある。 As an existing charging rate estimation device, for example, there is a device that estimates a charging rate of a battery (a ratio (percentage of remaining capacity to a full charging capacity) of a battery) based on an integrated value of a current flowing through a battery being charged.
また、既存の他の充電率推定装置として、例えば、充電中の電池の電圧が目標電圧に達した時点で、電池の充電率を100[%]に設定するものがある。
関連する技術として、例えば、特許文献1、2がある。
As another existing charging rate estimation device, for example, there is a device that sets the charging rate of a battery to 100 [%] when the voltage of the battery being charged reaches a target voltage.
As related techniques, for example, there are
しかしながら、上述のように、電流の積算値に基づいて、充電率を推定する充電率推定装置では、電流検出部が故障するなどして電池に流れる電流を精度よく検出することができない場合や充電率の推定時間が長くなり電流検出部の検出誤差が電流の積算値に多く含まれてしまう場合、推定される充電率と実際の充電率に乖離が生じるおそれがある。 However, as described above, the charging rate estimation device that estimates the charging rate based on the integrated value of the current cannot detect the current flowing through the battery with high accuracy due to failure of the current detection unit or the like. If the estimated time of the rate becomes long and many detection errors of the current detection unit are included in the integrated value of the current, there is a possibility that a difference occurs between the estimated charge rate and the actual charge rate.
また、上述のように、充電中の電池の電圧が目標電圧に達した時点で、電池の充電率を100[%]に設定する充電率推定装置では、電池の電圧が目標電圧に達した時点で、実際の充電率がまだ100[%]に達していないおそれがある。 In addition, as described above, when the voltage of the battery being charged reaches the target voltage, in the charging rate estimation device that sets the battery charging rate to 100 [%], the time when the voltage of the battery reaches the target voltage Therefore, there is a possibility that the actual charging rate has not yet reached 100 [%].
本発明の一側面に係る目的は、電池の充電率の推定精度を向上させることが可能な充電率推定装置を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is to provide a charging rate estimation device capable of improving the estimation accuracy of the charging rate of a battery.
本発明に係る一つの形態である充電率推定装置は、充電制御部と、推定部とを備える。
充電制御部は、電池の電圧が最初に目標電圧以上になった後、電池の電圧が目標電圧以上になる度に、充電器に送信する電流指令値を所定値減少させ、電池の電圧が最初に目標電圧以上になってから所定時間経過すると、または、電流指令値が所定の電流指令値以下になると、充電器に充電停止指示を送信し、電池の充電を停止させる。
A charging rate estimation device according to one aspect of the present invention includes a charge control unit and an estimation unit.
The charge control unit decreases the current command value to be transmitted to the charger by a predetermined value each time the battery voltage becomes equal to or higher than the target voltage after the battery voltage first becomes equal to or higher than the target voltage. When a predetermined time elapses after the voltage becomes equal to or higher than the target voltage, or when the current command value becomes equal to or less than the predetermined current command value, a charge stop instruction is transmitted to the charger to stop the charging of the battery.
推定部は、電池の電圧が最初に目標電圧以上になったときの電池の推定充電率を所定の充電率に設定し、電池の電圧が最初に目標電圧以上になった後、充電器に送信する電流指令値が減少する度に、または、電池に流れる電流が減少する度に、電池の推定充電率を所定量増加させる。 The estimation unit sets the estimated charging rate of the battery when the battery voltage first exceeds the target voltage to a predetermined charging rate, and transmits the battery voltage to the charger after the battery voltage first exceeds the target voltage. The estimated charge rate of the battery is increased by a predetermined amount each time the current command value to be reduced or the current flowing through the battery decreases.
本発明によれば、電池の充電率の推定精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the estimation accuracy of the charging rate of the battery.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図1は、実施形態の充電率推定装置を含む電池パックの一例を示す図である。
図1に示す電池パック1は、例えば、電動フォークリフトなどの車両に搭載され、走行モータを駆動するインバータなどの負荷へ電力を供給する。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a battery pack including the charging rate estimation apparatus according to the embodiment.
The
また、電池パック1は、複数の電池モジュール2と、制御部3と、記憶部4とを備える。なお、記憶部4は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などにより構成される。
In addition, the
各電池モジュール2は、それぞれ、電池スタックSと、スイッチSWと、電流検出部21と、温度検出部22と、監視部23とを備える。なお、各電池モジュール2のそれぞれの電池スタックSは、互いに並列接続され、組電池を構成する。なお、並列接続される電池スタックSの並列数は、1でも2以上でもよい。
Each
電池スタックSは、直列接続される複数の電池B(例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または、電気二重層コンデンサ)により構成される。なお、各電池スタックSは、それぞれ、1つの電池Bで構成されてもよい。 The battery stack S is constituted by a plurality of batteries B (for example, lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, or electric double layer capacitors) connected in series. Each battery stack S may be composed of one battery B.
スイッチSWは、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体リレーや電磁式リレーにより構成される。充電器Chから電池パック1へ電力が供給されているとき、スイッチSWがオンしている電池モジュール2が有する電池Bが充電され、その電池Bの電圧が上昇する。
The switch SW is configured by, for example, a semiconductor relay such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or an electromagnetic relay. When electric power is supplied from the charger Ch to the
電流検出部21は、例えば、ホール素子やシャント抵抗により構成され、各電池Bに流れる電流Iを検出する。
温度検出部22は、例えば、サーミスタにより構成され、各電池Bの温度Tを検出する。
The
The
監視部23は、例えば、CPU(Central Processing Unit)またはプログラマブルディバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)により構成され、各電池Bの電圧Vを検出する。また、監視部23は、制御部3から送られてくる指示により、スイッチSWのオン、オフを制御する。また、監視部23は、各電池Bの電圧V、電流検出部21により検出される電流I、及び温度検出部22により検出される温度Tを示す電池状態情報を制御部3に送る。
The
制御部3は、定電流定電圧充電制御を行うことで各電池Bを充電させる充電制御部31と、各電池Bの充電率(SOC:State Of Charge)を推定する推定部32とを備える。また、制御部3は、充電停止後において、推定部32で推定した推定充電率を、車両側制御部5に送る。車両側制御部5は、制御部3から送られてくる充電率を、表示部6(例えば、ディスプレイ)に表示させる。なお、制御部3は、例えば、CPUまたはプログラマブルディバイスにより構成され、CPUまたはプログラマブルディバイスが所定のプログラムを実行することによって、充電制御部31及び推定部32が実現される。また、充電率推定装置は、例えば、少なくとも充電制御部31及び推定部32を備えて構成される。
The
図2は、制御部3の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、制御部3の充電制御部31は、定電流充電制御を開始する(S201)。
次に、充電制御部31は、電圧Vが目標電圧Vtよりも小さいとき(S202:No)、定電流充電制御を継続し、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になると(S202:Yes)、定電流充電制御を終了し、定電圧充電制御を開始する(S203)。目標電圧Vtは、例えば、満充電電圧であるが、満充電電圧に限らず任意の電圧でも良い。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the
First, the charging control unit 31 of the
Next, when the voltage V is smaller than the target voltage Vt (S202: No), the charging control unit 31 continues constant current charging control, and when the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt (S202: Yes), The constant current charge control is terminated and the constant voltage charge control is started (S203). The target voltage Vt is, for example, a full charge voltage, but is not limited to a full charge voltage and may be an arbitrary voltage.
また、制御部3の推定部32は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になると(S202:Yes)、推定充電率を所定の充電率に設定する(S203)。すなわち、推定部32は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの推定充電率を所定の充電率に設定する。S203で設定される所定の充電率は100[%]より小さい値である。
In addition, when the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt (S202: Yes), the
次に、充電制御部31は、電圧Vが目標電圧Vtよりも小さいとき(S204:No)、定電圧充電制御を継続し、電圧Vが目標電圧Vt以上になると(S204:Yes)、充電器Chに送信する電流指令値を所定値減少させる(S205)。すなわち、充電制御部31は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になった後、電圧Vが目標電圧Vt以上になる度に、電流指令値を所定値減少させる。 Next, when the voltage V is smaller than the target voltage Vt (S204: No), the charging control unit 31 continues constant voltage charging control. When the voltage V becomes equal to or higher than the target voltage Vt (S204: Yes), the charger The current command value transmitted to Ch is decreased by a predetermined value (S205). That is, after the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt, the charge control unit 31 decreases the current command value by a predetermined value every time the voltage V becomes equal to or higher than the target voltage Vt.
また、推定部32は、電圧Vが目標電圧Vt以上になると(S204:Yes)、推定充電率を所定量増加させる(S205)。すなわち、推定部32は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になった後、電圧Vが目標電圧Vt以上になり電流指令値が減少する度に、推定充電率を所定量増加させる。このように、電流指令値の変化に応じて推定充電率を設定する場合では、電流検出部21が故障するなどして電流Iを検出できない状況であっても、推定充電率を継続して推定することができる。なお、推定部32は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になった後、電圧Vが目標電圧Vt以上になり電流指令値が減少して電流I(電流検出部21により検出される電流)が減少する度に、推定充電率を所定量増加させるように構成してもよい。この場合、電流検出部21が故障していないが、電流検出部21の検出誤差が電流の積算値に多く含まれてしまう状況であっても、推定充電率を精度よく推定することができる。
Further, when the voltage V becomes equal to or higher than the target voltage Vt (S204: Yes), the
次に、充電制御部31は、定電圧充電制御を開始した時刻から所定時間が経過していないとき(S206:No)、定電圧充電制御を継続し、定電圧充電制御を開始した時刻から所定時間が経過すると、すなわち、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になってから所定時間経過すると(S206:Yes)、定電圧充電制御を終了する(S207)。例えば、充電制御部31は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になってから所定時間経過すると、充電器Chに充電停止指示を送信するとともに、すべてのスイッチSWをオンからオフに切り替え、各電池Bの充電を停止させる。なお、充電制御部31は、電流指令値が所定の電流指令値以下になると、充電器Chに充電停止指示を送信するとともに、すべてのスイッチSWをオンからオフに切り替え、各電池Bの充電を停止させるように構成してもよい。なお、充電器Chは、充電停止指示を受け取ると、電池パック1への電力供給を停止する。
Next, the charging control unit 31 continues the constant voltage charging control when the predetermined time has not elapsed since the time when the constant voltage charging control was started (S206: No), and the predetermined time from the time when the constant voltage charging control was started. When time elapses, that is, when a predetermined time elapses after the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt (S206: Yes), the constant voltage charging control is terminated (S207). For example, the charging control unit 31 transmits a charging stop instruction to the charger Ch when a predetermined time elapses after the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt, and switches all the switches SW from on to off, The charging of the battery B is stopped. When the current command value becomes equal to or less than the predetermined current command value, the charge control unit 31 transmits a charge stop instruction to the charger Ch and switches all the switches SW from on to off to charge each battery B. You may comprise so that it may stop. The charger Ch stops the power supply to the
また、推定部32は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になってから所定時間経過すると(S206:Yes)、各電池Bのうち、最も電圧Vが高い満充電電池の推定充電率を100[%]に設定し、各電池Bのうち、満充電電池以外の未満充電電池の推定充電率を、充電が停止したときの未満充電電池の電圧Vにより推定する(S207)。
Further, when a predetermined time elapses after the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt (S206: Yes), the
このように、各電池Bの充電中において、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの推定充電率を所定の充電率に設定し、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になった後、充電器Chに送信する電流指令値が減少する度に、または、電流Iが減少する度に、推定充電率を所定量増加させているため、所定の充電率として、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になるときの電池Bの実際の充電率に近い値を設定することで、電流Iの積算値に基づいて推定充電率を求める場合や電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときに推定充電率を100[%]に設定する場合に比べて、充電中の各電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。 In this way, during charging of each battery B, the estimated charging rate when the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt is set to a predetermined charging rate, and the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt. Thereafter, every time the current command value transmitted to the charger Ch decreases or every time the current I decreases, the estimated charging rate is increased by a predetermined amount, so that the voltage V is initially set as the predetermined charging rate. By setting a value close to the actual charging rate of the battery B when the voltage becomes equal to or higher than the target voltage Vt, when the estimated charging rate is obtained based on the integrated value of the current I, the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt. As compared with the case where the estimated charging rate is set to 100 [%], the estimation accuracy of the charging rate of each battery B being charged can be improved.
また、各電池Bの充電停止後において、各電池Bのうち、最も電圧が高い満充電電池の推定充電率を100[%]に設定し、各電池Bのうち、満充電電池以外の未満充電電池の推定充電率を、充電を停止したときの未満充電電池の電圧Vにより推定するため、充電停止後の各電池Bの充電率の推定精度を向上させることができる。例えば、少なくとも1つの電池Bの推定充電率が100[%]になると、組電池の充電率として100[%]がユーザに対して表示され、少なくとも1つの電池Bの推定充電率が0[%]になると、組電池の充電率として0[%]がユーザに対して表示される場合、各電池Bの実際の充電率と、ユーザに対して表示される組電池の充電率との乖離を抑えることができるため、ユーザに違和感を覚えさせないようにすることができる。 In addition, after the charging of each battery B is stopped, the estimated charging rate of the fully charged battery having the highest voltage among the batteries B is set to 100 [%], and less charging of each battery B other than the fully charged battery is performed. Since the estimated charging rate of the battery is estimated based on the voltage V of the less charged battery when charging is stopped, the estimation accuracy of the charging rate of each battery B after stopping charging can be improved. For example, when the estimated charging rate of at least one battery B reaches 100 [%], 100 [%] is displayed to the user as the charging rate of the assembled battery, and the estimated charging rate of at least one battery B is 0 [%]. ], When 0 [%] is displayed to the user as the charging rate of the assembled battery, the difference between the actual charging rate of each battery B and the charging rate of the assembled battery displayed to the user is Since it can suppress, it can prevent a user from feeling uncomfortable.
次に、充電制御部31及び推定部32の具体的な動作について説明する。
図3(a)は電池Bの電圧Vの変動例を示す図であり、図3(b)は電池Bに流れる電流Iの変動例を示す図であり、図3(c)は電池Bの実際の充電率(一点鎖線)及び推定充電率(実線)の変動例を示す図である。なお、図3(a)に示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸は電池Bの電圧Vを示している。また、図3(b)に示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸は電池Bに流れる電流Iを示している。また、図3(c)に示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸は電池Bの充電率を示している。また、図3(a)〜図3(c)の各グラフの横軸は互いに同じ時間を示している。
Next, specific operations of the charge control unit 31 and the
3A is a diagram illustrating a variation example of the voltage V of the battery B, FIG. 3B is a diagram illustrating a variation example of the current I flowing through the battery B, and FIG. It is a figure which shows the example of a fluctuation | variation of an actual charging rate (one-dot chain line) and an estimated charging rate (solid line). In the graph shown in FIG. 3A, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the voltage V of the battery B. In addition, the horizontal axis of the graph shown in FIG. 3B indicates time, and the vertical axis indicates the current I flowing through the battery B. In addition, the horizontal axis of the graph shown in FIG. 3C indicates time, and the vertical axis indicates the charging rate of the battery B. In addition, the horizontal axes of the graphs in FIGS. 3A to 3C indicate the same time.
まず、充電制御部31は、定電流充電制御を開始すると、時間t0〜t1において、電流Iを一定電流Icに保ちつつ、電圧Vが目標電圧Vtまで徐々に上昇するように、電流指令値を充電器Chに送信することで各電池Bを充電させる。 First, when the constant current charging control is started, the charging control unit 31 sets the current command value so that the voltage V gradually increases to the target voltage Vt while maintaining the current I at the constant current Ic at time t0 to t1. Each battery B is charged by transmitting to the charger Ch.
また、推定部32は、時間t0〜t1において、電流Iの積算値に基づいて、推定充電率を求める。例えば、推定部32は、時間t0〜t1において、推定充電率=電流Iの積算値/満充電容量×100を計算することにより、推定充電率を求める。なお、推定部32は、充電開始前に推定した電池Bの充電率を記憶部4に記憶しておき、その記憶した充電率を、時間t0〜t1における推定充電率とするように構成してもよい。
Moreover, the
次に、充電制御部31は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になると、定電流充電制御を終了して、定電圧充電制御を開始する。
また、推定部32は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になると、推定充電率を所定の充電率(例えば、80[%])に設定する。なお、ここで設定される所定の充電率は、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの電流指令値と電池Bの内部抵抗をもとに算出することができる。電圧Vが最初に目標電圧Vtになったときの実際の電池Bの開回路電圧は、電圧Vが最初に目標電圧Vtから、(電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの電流指令値)×(電池Bの内部抵抗)により決まる電圧を減算して求めた電圧に近いため、その求めた開回路電圧を用いて、開回路電圧−充電率特性曲線により算出した充電率を所定の充電率とすることができる。なお、電池Bの内部抵抗は温度や劣化度によって変化するため、温度や劣化度を考慮して所定の充電率を求めてもよい。
Next, when the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt, the charging control unit 31 ends the constant current charging control and starts constant voltage charging control.
Further, when the voltage V first becomes equal to or higher than the target voltage Vt, the
なお、推定部32は、例えば、図4(a)に示す情報を記憶部4から取り出し、電池Bの温度Tが低い程、所定の充電率を低く設定し、温度Tが高い程、所定の充電率を高く設定してもよい。通常、温度Tが低い程、電池Bの内部抵抗が大きいために電池Bの閉回路電圧と実際の開回路電圧との差が大きくなることから、電池Bの実際の充電率が低くなり、温度Tが高い程、電池Bの実際の充電率が高くなるため、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの推定充電率の推定精度を向上させることができる。
For example, the
また、推定部32は、例えば、図4(b)に示す情報を記憶部4から取り出し、電池Bに流れる電流Iが大きい程、所定の充電率を低く設定し、電流Iが小さい程、所定の充電率を高く設定してもよい。通常、電流Iが大きい程、電池Bの閉回路電圧と実際の開回路電圧との差が大きくなることから、電池Bの実際の充電率が低くなり、電流Iが小さい程、電池Bの実際の充電率が高くなるため、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの推定充電率の推定精度を向上させることができる。
Further, for example, the
また、推定部32は、例えば、図4(c)に示す情報を記憶部4から取り出し、電池Bの劣化度Dが大きい程、所定の充電率を低く設定し、電池Bの劣化度Dが小さい程、所定の充電率を高く設定してもよい。通常、電池Bの劣化度Dが大きい程、電池Bの内部抵抗が大きいために電池Bの閉回路電圧と実際の開回路電圧との差が大きくなることから、電池Bの実際の充電率が小さくなり、電池Bの劣化度Dが小さい程、電池Bの実際の充電率が大きくなるため、電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの推定充電率の推定精度を向上させることができる。
Further, for example, the
また、推定部32は、電池Bの温度T、電池Bに流れる電流I、及び、電池Bの劣化度Dの少なくとも2つの変化に応じて、所定の充電率を変化させるように構成してもよい。例えば、推定部32は、図4(a)及び図4(b)に示す各情報を記憶部4から取り出し、電池Bの温度Tが低い程、電池Bに流れる電流Iが大きい程、所定の充電率を低く設定し、電池Bの温度Tが高い程、電池Bに流れる電流Iが小さい程、所定の充電率を高く設定する。例えば、推定部32は、図4(a)〜図4(c)に示す各情報を記憶部4から取り出し、電池Bの温度Tが低い程、電池Bに流れる電流Iが大きい程、電池Bの劣化度Dが大きい程、所定の充電率を低く設定し、電池Bの温度Tが高い程、電池Bに流れる電流Iが小さい程、電池Bの劣化度が小さい程、所定の充電率を高く設定する。
The
次に、充電制御部31は、定電圧充電制御を開始すると、時間t1〜t2において、電圧Vが目標電圧Vt以上になる度に、電流指令値を所定値(例えば、1[A])減少させる。 Next, when starting the constant voltage charging control, the charging control unit 31 decreases the current command value by a predetermined value (for example, 1 [A]) every time the voltage V becomes equal to or higher than the target voltage Vt during the time t1 to t2. Let
また、推定部32は、時間t1〜t2において、電圧Vが目標電圧Vt以上になる度に、推定充電率を所定量(例えば、0.2[%])増加させる。なお、推定部32は、所定量=(100[%]−所定の充電率)/(電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの電流指令値)を計算することにより所定量を求めるように構成してもよい。また、推定部32は、所定量=(100[%]−所定の充電率)×(電圧Vが目標電圧Vt以上になる度に、減少させる電流指令値の減少量)/(電圧Vが最初に目標電圧Vt以上になったときの電流指令値)を計算することにより所定量を求めるように構成してもよい。また、推定部32は、電池Bに流れる電流Iの変化に応じて、所定量を変化させるように構成してもよい。
Further, the
そして、充電制御部31は、定電圧充電制御を開始してから所定時間t(時間t1〜t2)経過すると、定電圧充電制御を終了する。
また、推定部32は、定電圧充電制御を開始してから所定時間t(時間t1〜t2)経過すると、各電池Bのうち、最も電圧が高い満充電電池の推定充電率を100[%]に設定し、各電池Bのうち、満充電電池以外の未満充電電池の推定充電率を、充電を停止したときの未満充電電池の電圧Vにより推定する。
And charge control part 31 will end constant voltage charge control, if predetermined time t (time t1-t2) passes after starting constant voltage charge control.
Further, when a predetermined time t (time t1 to t2) has elapsed since the start of the constant voltage charging control, the estimating
次に、充電停止後の推定部32の具体的な動作を説明する。
まず、推定部32は、図5(a)に示すように、電池Bに流れる電流I(I1、I2、I3、・・・)毎に、電池Bの温度T(T1、T2、T3、・・・)と電池Bの劣化度D(D1、D2、D3、・・・)と補正値Vc(充電停止から分極が解消するまでの間に変動する電池Bの電圧幅)(Vc11、Vc12、Vc13、・・・)とが対応付けられた情報を記憶部4から取り出し、その取り出した情報を参照して、充電停止時に未満充電電池に流れていた電流Iと、充電停止時の未満充電電池の温度T及び劣化度Dとに対応する補正値Vcを求める。なお、電池Bに流れる電流が大きくなる程、電池Bの分極が大きくなるため、電流Iが大きくなる程、補正値Vcが大きな値になるように設定する。また、電池Bの温度が高くなる程、電池Bの分極が大きくなるため、温度Tが大きくなる程、補正値Vcが大きな値になるように設定する。また、電池Bの劣化度が大きくなる程、電池Bの分極が大きくなるため、劣化度Dが大きくなる程、補正値Vcが大きな値になるように設定する。このように補正値Vcを設定することにより、補正値Vcを最適値に近づけることができる。
Next, a specific operation of the
First, as shown in FIG. 5A, the
次に、推定部32は、充電停止時(各スイッチSWがオンからオフに切り替わった後)に監視部23により検出された未満充電電池の開回路電圧から、上記求めた補正値Vcを減算することにより、分極解消時の未満充電電池の開回路電圧を推定する。
Next, the
そして、推定部32は、図5(b)に示すように、電池Bの開回路電圧(OCV1、OCV2、OCV3、・・・)と、電池Bの充電率(SOC1、SOC2、SOC3、・・・)とが対応付けられた情報を参照して、上記推定した分極解消時の未満充電電池の開回路電圧に対応する充電率を求め、その求めた充電率を未満充電電池の推定充電率とする。
Then, as shown in FIG. 5 (b), the
このように、充電停止時の未満充電電池の開回路電圧により未満充電電池の充電率を推定する構成であるため、充電停止までに未満充電電池に流れる電流の積算値により未満充電電池の充電率を推定する場合に比べて、電流検出部21で生じる検出誤差に相当する充電率を未満充電電池の充電率に含ませないようにすることができ、未満充電電池の充電率の推定精度をさらに向上させることができる。また、監視部23により検出された未満充電電池の開回路電圧から分極を考慮した補正値Vcを減算することで分極解消時の未満充電電池の開回路電圧を推定する構成であるため、分極解消時の未満充電電池の開回路電圧の推定精度を上げることができ、未満充電電池の充電率の推定精度をさらに向上させることができる。また、未満充電電池に流れる電流I、未満充電電池の温度T及び劣化度Dを考慮して補正値Vcを求める構成であり、補正値Vcを最適値に近づけることができるため、分極解消時の未満充電電池の開回路電圧の推定精度をさらに上げることができ、未満充電電池の充電率の推定精度をさらに向上させることができる。
Thus, since it is the structure which estimates the charge rate of a less charge battery by the open circuit voltage of the less charge battery at the time of a charge stop, the charge rate of a less charge battery by the integrated value of the electric current which flows into a less charge battery by the charge stop Compared to the case of estimating the charging rate of the less charged battery, the charging rate corresponding to the detection error generated in the
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
1 電池パック
2 電池モジュール
3 制御部
4 記憶部
5 車両側制御部
6 表示部
21 電流検出部
22 温度検出部
23 監視部
31 充電制御部
32 推定部
Ch 充電器
S 電池スタック
B 電池
SW スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電池の電圧が最初に前記目標電圧以上になったときの前記電池の推定充電率を所定の充電率に設定し、前記電池の電圧が最初に前記目標電圧以上になった後、前記充電器に送信する電流指令値が減少する度に、または、前記電池に流れる電流が減少する度に、前記電池の推定充電率を所定量増加させる推定部と、
を備える充電率推定装置。 After the battery voltage first becomes equal to or higher than the target voltage, each time the battery voltage becomes equal to or higher than the target voltage, the current command value transmitted to the charger is decreased by a predetermined value, and the battery voltage is A charge control unit for transmitting a charge stop instruction to the charger and stopping charging of the battery when a predetermined time elapses after the voltage becomes equal to or higher than a target voltage, or when the current command value falls below a predetermined current command value; ,
An estimated charging rate of the battery when the voltage of the battery first becomes equal to or higher than the target voltage is set to a predetermined charging rate, and after the voltage of the battery first becomes equal to or higher than the target voltage, the charger An estimation unit that increases the estimated charging rate of the battery by a predetermined amount each time the current command value transmitted to the battery decreases or whenever the current flowing through the battery decreases;
A charging rate estimation device comprising:
前記推定部は、複数の前記電池を有する組電池の充電が停止したとき、前記複数の電池のうち、最も電圧が高い満充電電池の充電率を100[%]に設定するとともに、前記満充電電池以外の未満充電電池の充電率を、充電が停止したときの前記未満充電電池の電圧から推定する
ことを特徴とする充電率推定装置。 The charging rate estimation device according to claim 1,
The estimation unit sets a charging rate of a fully charged battery having the highest voltage among the plurality of batteries to 100 [%] when charging of the assembled battery having the plurality of batteries is stopped, and the full charge The charge rate estimation apparatus characterized by estimating the charge rate of less than charge batteries other than a battery from the voltage of the less charge battery when charge stops.
前記推定部は、前記電池の温度が低い程、前記所定の充電率を低く設定し、前記電池の温度が高い程、前記所定の充電率を高く設定する
ことを特徴とする充電率推定装置。 The charge rate estimation apparatus according to claim 1 or 2,
The said estimation part sets the said predetermined charging rate low, so that the temperature of the said battery is low, and sets the said predetermined charging rate high, so that the temperature of the said battery is high. The charging rate estimation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記推定部は、前記電池に流れる電流が大きい程、前記所定の充電率を低く設定し、前記電池に流れる電流が小さい程、前記所定の充電率を高く設定する
ことを特徴とする充電率推定装置。 The charge rate estimation apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The estimation unit sets the predetermined charging rate lower as the current flowing through the battery increases, and sets the predetermined charging rate higher as the current flowing through the battery decreases. apparatus.
前記推定部は、前記電池の劣化度が大きい程、前記所定の充電率を低く設定し、前記電池の劣化度が小さい程、前記所定の充電率を高く設定する
ことを特徴とする充電率推定装置。
The charging rate estimation device according to any one of claims 1 to 4,
The estimation unit sets the predetermined charging rate to be lower as the degree of deterioration of the battery is larger, and sets the predetermined charging rate to be higher as the degree of deterioration of the battery is smaller. apparatus.
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