JP2018010722A - Battery system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately estimate an internal resistance value of a nickel-hydrogen battery by a battery system that estimates a time for which predetermined electric power can be continuously output until the voltage across the nickel-hydrogen battery reaches a lower-limit voltage.SOLUTION: A memory 310 stores a map (data) showing the relation between an output duration and a maximum t0-second output value for each of internal resistance values of nickel-hydrogen unit batteries included in a battery pack 100. An ECU 300 estimates an internal resistance value of a nickel-hydrogen unit battery. The ECU 300 corrects the internal resistance value using a result of comparison between a time that the voltage across the nickel-hydrogen unit battery requires to reach a lower-limit value when continuously outputting predetermined electric power, and an output duration found according to the estimated internal resistance value of the nickel-hydrogen unit battery, the predetermined electric power, and the map.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、電池システムに関し、特に、ニッケル水素電池を備える電池システムに関する。   The present invention relates to a battery system, and more particularly, to a battery system including a nickel metal hydride battery.

特開２００８−４２９６０号公報（特許文献１）は、リチウムイオン電池の充放電を制御する充放電制御装置を開示する。この充放電制御装置においては、過充電及び過放電を回避した状態で、リチウムイオン電池が所定電力を継続的に入出力可能な時間が予測される（特許文献１参照）。   Japanese Patent Laying-Open No. 2008-42960 (Patent Document 1) discloses a charge / discharge control device that controls charge / discharge of a lithium ion battery. In this charge / discharge control device, a time during which a lithium ion battery can continuously input and output predetermined power is predicted in a state where overcharge and overdischarge are avoided (see Patent Document 1).

特開２００８−４２９６０号公報JP 2008-42960 A

ニッケル水素電池を備える電池システムにおいても、上記特許文献１に開示される電池システムのように、ニッケル水素電池の電圧が下限電圧に達するまでに、継続して所定電力を出力可能な時間を推定することが考えられる。   Even in a battery system including a nickel metal hydride battery, as in the battery system disclosed in Patent Document 1, a time during which predetermined power can be continuously output until the voltage of the nickel metal hydride battery reaches a lower limit voltage is estimated. It is possible.

ところで、ニッケル水素電池においては、充放電を繰り返すことにより負極（水素吸蔵合金）が活性化し、負極抵抗が低下する。負極抵抗が低下することによって、ニッケル水素電池の内部抵抗も低下する。低下後の内部抵抗値を正確に推定することができれば、ニッケル水素電池の最大出力を拡大することができ、より効率的に電池エネルギーを活用することができる。   By the way, in a nickel metal hydride battery, the negative electrode (hydrogen storage alloy) is activated by repeating charge and discharge, and the negative electrode resistance decreases. As the negative electrode resistance decreases, the internal resistance of the nickel metal hydride battery also decreases. If the internal resistance value after the decrease can be accurately estimated, the maximum output of the nickel metal hydride battery can be expanded, and the battery energy can be utilized more efficiently.

しかしながら、低下後の内部抵抗値の推定を誤ると好ましくない事態が生じ得る。たとえば、内部抵抗値を過小に推定して最大出力を拡大すると、最大出力時に、ニッケル水素電池の電圧は、想定よりも早く下限電圧に到達する。ニッケル水素電池においては、電圧が下限電圧に到達すると、それ以上電圧が低下しないようにするために電力の出力制限がかかる場合がある。ニッケル水素電池の電圧が想定よりも早く下限電圧に到達することによってニッケル水素電池において出力制限がかかると、電池システムの応答性が想定外に悪化する可能性がある。   However, an unfavorable situation may occur if the internal resistance value after the fall is erroneously estimated. For example, if the internal resistance value is estimated to be too small and the maximum output is expanded, the voltage of the nickel metal hydride battery reaches the lower limit voltage earlier than expected at the time of maximum output. In the nickel-metal hydride battery, when the voltage reaches the lower limit voltage, there is a case where power output is limited in order to prevent the voltage from further decreasing. When the output of the nickel-metal hydride battery is limited because the voltage of the nickel-metal hydride battery reaches the lower limit voltage earlier than expected, the responsiveness of the battery system may deteriorate unexpectedly.

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ニッケル水素電池の電圧が下限電圧に達するまで継続して所定電力を出力可能な時間を推定する電池システムにおいて、ニッケル水素電池の内部抵抗値を高精度に推定することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to estimate a time during which a predetermined power can be output until the voltage of the nickel metal hydride battery reaches the lower limit voltage. Is to estimate the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery with high accuracy.

この発明に従う電池システムは、ニッケル水素電池と、制御装置とを備える。制御装置は、メモリを含み、ニッケル水素電池の出力を制御する。メモリは、ニッケル水素電池の内部抵抗値毎における、ニッケル水素電池の電圧が下限電圧に達するまでの出力継続時間と出力電力との関係を示すデータを記憶する。制御装置は、ニッケル水素電池の内部抵抗値を推定する。制御装置は、ニッケル水素電池が所定電力を継続して出力した場合に電圧が下限電圧に達するのに要した時間と、推定された内部抵抗値、所定電力、及び上記データに従って求められた出力継続時間との比較結果を用いて内部抵抗値を補正する。   The battery system according to the present invention includes a nickel metal hydride battery and a control device. The control device includes a memory and controls the output of the nickel metal hydride battery. The memory stores data indicating the relationship between the output duration and the output power until the voltage of the nickel metal hydride battery reaches the lower limit voltage for each internal resistance value of the nickel metal hydride battery. The control device estimates the internal resistance value of the nickel metal hydride battery. When the nickel hydride battery continuously outputs the predetermined power, the control device determines the time required for the voltage to reach the lower limit voltage, the estimated internal resistance value, the predetermined power, and the output continuation obtained in accordance with the above data. The internal resistance value is corrected using the comparison result with time.

上記データにより示される、内部抵抗値毎における出力継続時間と出力電力との関係は、たとえば実験によって予め高精度に導出される。この電池システムにおいては、推定された内部抵抗値を補正するために、ニッケル水素電池が所定電力を継続して出力した場合にニッケル水素電池の電圧が下限電圧に達するのに要した時間と、推定されたニッケル水素電池の内部抵抗値、所定電力、及び上記データに従って求められた出力継続時間との比較結果が用いられる。この電池システムによれば、実際に下限電圧に達するのに要した時間と上記データに基づく出力継続時間との差に基づいて内部抵抗値が補正されるため、ニッケル水素電池の内部抵抗値の推定精度を向上することができる。   The relationship between the output continuation time and the output power for each internal resistance value indicated by the above data is derived with high accuracy in advance by experiments, for example. In this battery system, in order to correct the estimated internal resistance value, the time required for the voltage of the nickel metal hydride battery to reach the lower limit voltage when the nickel metal hydride battery continuously outputs a predetermined power is estimated. The comparison result of the internal resistance value of the nickel hydride battery, the predetermined power, and the output duration determined according to the above data is used. According to this battery system, since the internal resistance value is corrected based on the difference between the time required to actually reach the lower limit voltage and the output duration time based on the above data, the internal resistance value of the nickel metal hydride battery is estimated. Accuracy can be improved.

この発明によれば、ニッケル水素電池の電圧が下限電圧に達するまで継続して所定電力を出力可能な時間を推定する電池システムにおいて、ニッケル水素電池の内部抵抗値を高精度に推定することができる。その結果、この電池システムによれば、ニッケル水素電池の出力を適切に制御することができる。   According to this invention, in the battery system that estimates the time during which the predetermined power can be output continuously until the voltage of the nickel metal hydride battery reaches the lower limit voltage, the internal resistance value of the nickel metal hydride battery can be estimated with high accuracy. . As a result, according to this battery system, the output of the nickel metal hydride battery can be appropriately controlled.

電池システムが搭載される車両の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the vehicle by which a battery system is mounted. メモリに記憶されるマップの例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the map memorize | stored in memory. ニッケル水素単電池の内部抵抗値をマップを用いることによって補正する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of correct | amending the internal resistance value of a nickel metal hydride battery by using a map. ニッケル水素単電池の内部抵抗値を補正するための具体的処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific process sequence for correct | amending the internal resistance value of a nickel metal hydride battery. 変形例における、ニッケル水素単電池の内部抵抗値を補正するための具体的処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific process sequence for correct | amending the internal resistance value of a nickel hydride single cell in a modification.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

（電池システムの構成）
図１は、本実施の形態に従う電池システムが搭載される車両１の構成を概略的に示すブロック図である。なお、図１に示される車両１は電気自動車であるが、本発明を適用可能な車両は電気自動車に限られず、ハイブリッド車および燃料電池車など、ニッケル水素電池を搭載する任意の電動車両に適用可能である。 (Battery system configuration)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a vehicle 1 on which a battery system according to the present embodiment is mounted. Although the vehicle 1 shown in FIG. 1 is an electric vehicle, the vehicle to which the present invention can be applied is not limited to an electric vehicle, and is applicable to any electric vehicle equipped with a nickel metal hydride battery such as a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle. Is possible.

図１を参照して、車両１は、電池システム１０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２０と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）３０と、駆動輪４０とを備える。電池システム１０は、組電池１００と、監視ユニット２００と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。   Referring to FIG. 1, vehicle 1 includes a battery system 10, a power control unit (PCU) 20, a motor generator (MG) 30, and drive wheels 40. The battery system 10 includes an assembled battery 100, a monitoring unit 200, and an electronic control unit (ECU) 300.

組電池１００は、直列に接続された複数のニッケル水素単電池（単セル）を含む。監視ユニット２００は、電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、温度センサ２３０とを含む。電圧センサ２１０は、組電池１００内の各セルの電圧（以下「セル電圧」とも称する。）を検出する。電流センサ２２０は、組電池１００の充放電電流を検出する。温度センサ２３０は、組電池１００内の各セルの温度（以下「セル温度」とも称する。）を検出する。各センサは、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。なお、必ずしもセル単位で電圧や温度を監視する必要はなく、たとえば、複数のセルによって構成されるモジュール単位や組電池単位で電圧や温度を監視してもよい。   The assembled battery 100 includes a plurality of nickel metal hydride cells (single cells) connected in series. Monitoring unit 200 includes a voltage sensor 210, a current sensor 220, and a temperature sensor 230. Voltage sensor 210 detects the voltage of each cell in assembled battery 100 (hereinafter also referred to as “cell voltage”). The current sensor 220 detects the charge / discharge current of the assembled battery 100. The temperature sensor 230 detects the temperature of each cell in the assembled battery 100 (hereinafter also referred to as “cell temperature”). Each sensor outputs a signal indicating the detection result to ECU 300. Note that it is not always necessary to monitor the voltage and temperature in units of cells. For example, the voltage and temperature may be monitored in units of modules or assembled batteries that are composed of a plurality of cells.

組電池１００に含まれるニッケル水素単電池においては、電池の劣化防止の観点から出力の最大値が定められている。ニッケル水素単電池における出力の最大値は、たとえば、電力を継続して出力する時間（以下「出力継続時間」とも称する。）、セル電圧、セル温度、及び、セルの内部抵抗値に応じて定められる。ｔ０秒継続して出力できる電力の最大値を以下では「最大ｔ０秒出力値」とも称する。最大ｔ０秒出力値の電力をｔ０秒継続して出力すると、ニッケル水素単電池の電圧は下限電圧に達する。セル電圧が下限電圧に達すると、組電池１００の入出力を制限するなどして、ニッケル水素単電池の出力に制限がかかる。なお、たとえば、１秒継続して出力できる電力の最大値を「最大１秒出力値」と称し、１０秒継続して出力できる電力の最大値を「最大１０秒出力値」と称する。   In the nickel metal hydride cells included in the assembled battery 100, the maximum output value is determined from the viewpoint of preventing deterioration of the battery. The maximum output value of the nickel-metal hydride battery is determined according to, for example, the time during which power is continuously output (hereinafter also referred to as “output duration”), the cell voltage, the cell temperature, and the internal resistance value of the cell. It is done. Hereinafter, the maximum value of power that can be continuously output for t0 seconds is also referred to as “maximum t0 second output value”. When the electric power of the maximum t0 second output value is continuously output for t0 seconds, the voltage of the nickel-metal hydride battery reaches the lower limit voltage. When the cell voltage reaches the lower limit voltage, the input / output of the assembled battery 100 is restricted, and the output of the nickel metal hydride battery is restricted. For example, the maximum value of power that can be output continuously for 1 second is referred to as “maximum 1-second output value”, and the maximum value of power that can be output continuously for 10 seconds is referred to as “maximum 10-second output value”.

ＭＧ３０は、組電池１００から供給される電力によって駆動される。ＭＧ３０の駆動力は、駆動軸を通じて駆動輪４０に伝達される。また、車両１の制動時には、ＭＧ３０は、駆動輪４０の回転力により駆動されることによって発電機として動作する。ＭＧ３０の発電電力は、ＰＣＵ２０を通じて組電池１００に充電される。   The MG 30 is driven by electric power supplied from the assembled battery 100. The driving force of the MG 30 is transmitted to the driving wheel 40 through the driving shaft. Further, at the time of braking of the vehicle 1, the MG 30 operates as a generator by being driven by the rotational force of the drive wheels 40. The electric power generated by the MG 30 is charged into the assembled battery 100 through the PCU 20.

ＰＣＵ２０は、たとえばコンバータと、インバータ（いずれも図示せず）とを含む。ＰＣＵ２０は、ＥＣＵ３００からのスイッチング指令に従って、組電池１００とＭＧ３０との間で双方向に電力変換が可能に構成される。コンバータは、組電池１００とインバータとの間で双方向の直流電圧変換を実行するように構成される。インバータは、直流電力とＭＧ３０に入出力される交流電力との間の双方向の電力変換を実行するように構成される。   PCU 20 includes, for example, a converter and an inverter (both not shown). The PCU 20 is configured to be capable of bidirectional power conversion between the assembled battery 100 and the MG 30 in accordance with a switching command from the ECU 300. The converter is configured to perform bidirectional DC voltage conversion between the assembled battery 100 and the inverter. The inverter is configured to perform bidirectional power conversion between DC power and AC power input / output to / from MG 30.

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）と、メモリ３１０と、入出力インターフェイス（図示せず）とを含む。ＥＣＵ３００は、各センサからの信号およびメモリ３１０に記憶された情報に基づいてＰＣＵ２０を制御することによって、組電池１００の充放電を制御する。   ECU 300 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a memory 310, and an input / output interface (not shown). ECU 300 controls charging / discharging of assembled battery 100 by controlling PCU 20 based on signals from each sensor and information stored in memory 310.

メモリ３１０は、ニッケル水素単電池の内部抵抗値毎における、出力継続時間と最大ｔ０秒出力値（単電池毎の出力値）との関係を示すマップ（データ）を記憶する。なお、マップについては後程詳細に説明する。ＥＣＵ３００は、マップを参照しつつ監視ユニット２００の各種検出結果を用いることによって、ニッケル水素単電池における最大ｔ０秒出力値を推定する。また、ＥＣＵ３００は、ニッケル水素単電池の出力開始後、セル電圧が下限電圧に到達するまでの時間を計測することができる。   The memory 310 stores a map (data) indicating the relationship between the output duration and the maximum t0 second output value (output value for each cell) for each internal resistance value of the nickel metal hydride battery. The map will be described in detail later. ECU 300 estimates the maximum t0 second output value of the nickel-metal hydride battery by using various detection results of monitoring unit 200 while referring to the map. Further, ECU 300 can measure the time until the cell voltage reaches the lower limit voltage after the output of the nickel metal hydride battery is started.

（ニッケル水素電池の内部抵抗値の推定精度向上）
上述のように、組電池１００は複数のニッケル水素単電池を含む。ニッケル水素単電池においては、充放電を繰り返すことにより負極（水素吸蔵合金）が活性化し、負極抵抗が低下する。負極抵抗が低下することによって、ニッケル水素単電池の内部抵抗も低下する。低下後の内部抵抗値を正確に推定することができれば、ニッケル水素単電池の最大出力を拡大することができ、より効率的に電池エネルギーを活用することができる。 (Improved estimation accuracy of internal resistance of nickel metal hydride battery)
As described above, the battery pack 100 includes a plurality of nickel metal hydride cells. In a nickel metal hydride battery, the negative electrode (hydrogen storage alloy) is activated by repeating charge and discharge, and the negative electrode resistance decreases. As the negative electrode resistance decreases, the internal resistance of the nickel metal hydride battery also decreases. If the internal resistance value after the decrease can be accurately estimated, the maximum output of the nickel-metal hydride battery can be expanded, and the battery energy can be utilized more efficiently.

しかしながら、低下後の内部抵抗値の推定を誤ると好ましくない事態が生じ得る。たとえば、内部抵抗値を過少に推定して最大出力を拡大すると、最大出力時に、セル電圧は、想定よりも早く下限電圧に到達する。上述のように、ニッケル水素単電池においては、セル電圧が下限電圧に到達すると、それ以上セル電圧が低下しないようにするために電力の出力制限がかかる。セル電圧が想定よりも早く下限電圧に到達することによってニッケル水素単電池において出力制限がかかると、電池システムの応答性が想定外に悪化する可能性がある。   However, an unfavorable situation may occur if the internal resistance value after the fall is erroneously estimated. For example, if the internal resistance value is estimated too low and the maximum output is expanded, the cell voltage reaches the lower limit voltage earlier than expected at the maximum output. As described above, in the nickel-metal hydride battery, when the cell voltage reaches the lower limit voltage, power output is limited in order to prevent the cell voltage from further decreasing. When the cell voltage reaches the lower limit voltage earlier than expected and the output is limited in the nickel-metal hydride battery, the responsiveness of the battery system may deteriorate unexpectedly.

この実施の形態に従う電池システム１０においては、組電池１００に含まれるニッケル水素単電池の内部抵抗値をなるべく正確に推定するために、以下のような構成が採用される。すなわち、メモリ３１０は、組電池１００に含まれるニッケル水素単電池の内部抵抗値毎における、出力継続時間と最大ｔ０秒出力値との関係を示すマップ（データ）を記憶する。このマップは、たとえば実験によって予め高精度に作成される。   In battery system 10 according to the present embodiment, the following configuration is employed in order to estimate the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery included in assembled battery 100 as accurately as possible. That is, the memory 310 stores a map (data) indicating the relationship between the output duration and the maximum t0 second output value for each internal resistance value of the nickel metal hydride battery included in the assembled battery 100. This map is created with high accuracy in advance by experiments, for example.

そして、ＥＣＵ３００は、監視ユニット２００の各種検出結果を用いることによってニッケル水素単電池の内部抵抗値を一旦推定する。ＥＣＵ３００は、ニッケル水素単電池が所定電力を継続して出力した場合にニッケル水素単電池の電圧が下限電圧に達するのに要した時間と、上記推定されたニッケル水素単電池の内部抵抗値、所定電力、及びマップに従って求められた出力継続時間との比較結果を用いて、内部抵抗値を補正する。より具体的には、ＥＣＵ３００は、両時間を比較した結果それらが異なる場合には、マップを参照しつつ、実際にニッケル水素単電池の電圧が下限電圧に達するのに要した時間と所定電力とを用いることによって導出される値（内部抵抗値）に基づいて内部抵抗値を補正する。   Then, ECU 300 temporarily estimates the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery by using various detection results of monitoring unit 200. The ECU 300 determines the time required for the voltage of the nickel metal hydride battery to reach the lower limit voltage when the nickel metal hydride battery continuously outputs the predetermined power, the estimated internal resistance value of the nickel metal hydride battery, the predetermined value. The internal resistance value is corrected using the comparison result with the electric power and the output duration determined according to the map. More specifically, when the two times are different as a result of comparing the two times, the ECU 300 refers to the map, and the time required for the voltage of the nickel-metal hydride battery to actually reach the lower limit voltage and the predetermined power The internal resistance value is corrected based on a value (internal resistance value) derived by using.

ＥＣＵ３００は、組電池１００に含まれる各ニッケル水素単電池について上記処理を行なう。なお、本実施の形態に従う電池システム１０とは異なり、複数のニッケル水素単電池によって構成されるモジュール単位や組電池単位で電圧や温度が監視される場合には、内部抵抗値の補正が監視単位で行なわれることとしてもよい。   ECU 300 performs the above-described processing for each nickel-metal hydride battery included in battery pack 100. Unlike the battery system 10 according to the present embodiment, when the voltage or temperature is monitored in units of modules or assembled batteries composed of a plurality of nickel metal hydride cells, the correction of the internal resistance value is a unit of monitoring. It may be performed at.

本実施の形態に従う電池システム１０によれば、推定された内部抵抗値の補正のために、高精度に作成されたマップが用いられるため、ニッケル水素単電池の内部抵抗値の推定精度を向上することができる。   According to battery system 10 according to the present embodiment, a map created with high accuracy is used to correct the estimated internal resistance value, so that the estimation accuracy of the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery is improved. be able to.

図２は、メモリ３１０に記憶されるマップ群の例を説明するための図である。図２を参照して、マップ群４００は複数のマップを含む。各々のマップは、上述のように、ニッケル水素単電池の内部抵抗値毎における、出力継続時間と最大ｔ０秒出力値との関係を示す。各マップは、セル電圧及びセル温度毎に設けられる。   FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a map group stored in the memory 310. Referring to FIG. 2, map group 400 includes a plurality of maps. Each map shows the relationship between the output duration and the maximum t0 second output value for each internal resistance value of the nickel metal hydride battery, as described above. Each map is provided for each cell voltage and cell temperature.

各マップの横軸はニッケル水素単電池の内部抵抗値を示し、縦軸は出力継続時間を示す。内部抵抗値と出力継続時間とが交差するマスには、その内部抵抗値及び出力継続時間における最大ｔ０秒出力値が対応付けられる。   The horizontal axis of each map indicates the internal resistance value of the nickel metal hydride battery, and the vertical axis indicates the output duration. A square where the internal resistance value and the output duration time intersect is associated with the internal resistance value and the maximum output value of t0 seconds in the output duration time.

図３は、ニッケル水素単電池の内部抵抗値の推定値をマップを用いることによって補正する方法を説明するための図である。図３を参照して、マップ４０１は、マップ群４００に含まれる複数のマップのうち、セル電圧Ｖ１及びセル温度Ｔ１に対応するマップである。たとえば、この例では、電圧センサ２１０の出力値がＶ１であり、温度センサ２３０の出力値がＴ１である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of correcting the estimated value of the internal resistance value of the nickel metal hydride battery by using a map. Referring to FIG. 3, map 401 is a map corresponding to cell voltage V1 and cell temperature T1 among a plurality of maps included in map group 400. For example, in this example, the output value of the voltage sensor 210 is V1, and the output value of the temperature sensor 230 is T1.

ＥＣＵ３００は、監視ユニット２００の各種検出結果を用いることによってニッケル水素単電池の内部抵抗値を推定する（ＳＴＥＰ１）。この例では、内部抵抗値はＲ３と推定される。ＥＣＵ３００は、内部抵抗値Ｒ３に対応する複数の最大ｔ０秒出力値を取得する（ＳＴＥＰ２）。   The ECU 300 estimates the internal resistance value of the nickel metal hydride battery by using various detection results of the monitoring unit 200 (STEP 1). In this example, the internal resistance value is estimated as R3. ECU 300 acquires a plurality of maximum t0 second output values corresponding to internal resistance value R3 (STEP 2).

ニッケル水素単電池の現在の出力値が、たとえばＰ３４（最大Ｓ４秒出力値）であるとする（ＳＴＥＰ３）。Ｐ３４に対応する出力継続時間はＳ４である（ＳＴＥＰ４）。しかしながら、実際にはＰ３４の出力をＳ２（＜Ｓ４）秒出力した時点でセル電圧が下限電圧に到達したとする（ＳＴＥＰ５）。この場合には、ＳＴＥＰ１における内部抵抗値の推定が誤っている可能性が高い。出力継続時間Ｓ２に対応する最大ｔ０秒出力値のうち、Ｐ５２がＰ３４に最も近い値であるとする（ＳＴＥＰ６）。ＥＣＵ３００は、最大ｔ０秒出力値Ｐ５２に対応する内部抵抗値Ｒ５を正しい内部抵抗値とする（ＳＴＥＰ７）。このように、電池システム１０によれば、高精度に作成されたマップを用いることによって、ニッケル水素単電池の内部抵抗値を補正することができる。   It is assumed that the current output value of the nickel metal hydride battery is, for example, P34 (maximum S4 second output value) (STEP 3). The output duration corresponding to P34 is S4 (STEP 4). However, it is assumed that the cell voltage reaches the lower limit voltage when the output of P34 is actually output for S2 (<S4) seconds (STEP 5). In this case, there is a high possibility that the estimation of the internal resistance value in STEP 1 is incorrect. Of the maximum t0 second output values corresponding to the output duration S2, P52 is assumed to be the closest value to P34 (STEP 6). The ECU 300 sets the internal resistance value R5 corresponding to the maximum t0 second output value P52 as a correct internal resistance value (STEP 7). Thus, according to the battery system 10, the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery can be corrected by using a map created with high accuracy.

（内部抵抗値推定の処理手順）
図４は、ニッケル水素単電池の内部抵抗値を補正するための具体的処理手順を示すフローチャートである。図４を参照して、このフローチャートに示される処理は、車両１の走行中にＥＣＵ３００により繰り返し実行される。 (Internal resistance value estimation procedure)
FIG. 4 is a flowchart showing a specific processing procedure for correcting the internal resistance value of the nickel metal hydride battery. Referring to FIG. 4, the process shown in this flowchart is repeatedly executed by ECU 300 while vehicle 1 is traveling.

ＥＣＵ３００は、電圧センサ２１０、電流センサ２２０、及び温度センサ２３０からセル電圧を示す信号、電流を示す信号、及びセル温度を示す信号をそれぞれ取得する（ステップＳ１００）。   ECU 300 obtains a signal indicating the cell voltage, a signal indicating the current, and a signal indicating the cell temperature from voltage sensor 210, current sensor 220, and temperature sensor 230, respectively (step S100).

ＥＣＵ３００は、取得された各種信号を用いることによって組電池１００に含まれるニッケル水素単電池の内部抵抗値を推定する（ステップＳ１１０）。たとえば、ＥＣＵ３００は、各種信号を用いることによって推定された内部抵抗値と、過去に推定された内部抵抗値とに基づいた統計処理を行なうことにより、内部抵抗値の推定を行なうことができる。   ECU 300 estimates the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery included in assembled battery 100 by using the acquired various signals (step S110). For example, ECU 300 can estimate the internal resistance value by performing statistical processing based on the internal resistance value estimated by using various signals and the internal resistance value estimated in the past.

ＥＣＵ３００は、電圧センサ２１０及び温度センサ２３０の検出結果に対応するマップをマップ群４００（図２）から取得し、取得されたマップにおいて、推定された内部抵抗値に対応する複数の最大ｔ０秒出力値を取得する（ステップＳ１２０）。   ECU 300 acquires a map corresponding to the detection results of voltage sensor 210 and temperature sensor 230 from map group 400 (FIG. 2), and outputs a plurality of maximum t0 seconds corresponding to the estimated internal resistance value in the acquired map. A value is acquired (step S120).

その後、ＥＣＵ３００は、ニッケル水素単電池の現在の出力値（出力電力）がいずれかの最大ｔ０秒出力値か否かを判定する（ステップＳ１３０）。最大ｔ０秒出力値は、本発明における「所定電力」の一例である。ニッケル水素単電池の現在の出力値がいずれの最大ｔ０秒出力値でもないと判定されると（ステップＳ１３０においてＮＯ）、処理はリターンに移行する。   Thereafter, ECU 300 determines whether or not the current output value (output power) of the nickel metal hydride battery is any of the maximum t0 second output values (step S130). The maximum t0 second output value is an example of the “predetermined power” in the present invention. If it is determined that the current output value of the nickel metal hydride battery is not any of the maximum t0 second output values (NO in step S130), the process proceeds to return.

一方、ニッケル水素単電池の現在の出力値がいずれかの最大ｔ０秒出力値になったと判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、ニッケル水素単電池の電圧が下限電圧に到達するまでの時間の計測を開始するとともに、セル電圧が下限電圧に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ニッケル水素単電池の電圧が下限電圧に到達する前に出力値が変動したと判定されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、処理はリターンに移行する。   On the other hand, when it is determined that the current output value of the nickel-metal hydride battery has reached any one of the maximum t0-second output values (YES in step S130), ECU 300 until the voltage of the nickel-metal hydride battery reaches the lower limit voltage. Is started, and it is determined whether or not the cell voltage has reached the lower limit voltage (step S140). If it is determined that the output value has fluctuated before the voltage of the nickel metal hydride battery reaches the lower limit voltage (NO in step S140), the process proceeds to return.

一方、ニッケル水素単電池の電圧が下限電圧に到達したと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、マップにおいて、推定された内部抵抗値及びニッケル水素単電池の出力値に対応する出力継続時間（ｔ０）と、下限電圧に到達するまでに要した時間（ｔ１）とが異なるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。出力継続時間ｔ０と下限電圧に到達するまでに要した時間ｔ１とが等しいと判定されると（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ステップＳ１１０において推定された内部抵抗値は正しい可能性が高いため、内部抵抗値は補正されず、処理はリターンに移行する。   On the other hand, when it is determined that the voltage of the nickel-metal hydride battery has reached the lower limit voltage (YES in step S140), ECU 300 outputs on the map the output corresponding to the estimated internal resistance value and the output value of the nickel-metal hydride battery. It is determined whether the duration time (t0) is different from the time (t1) required to reach the lower limit voltage (step S150). If it is determined that the output duration t0 and the time t1 required to reach the lower limit voltage are equal (NO in step S150), the internal resistance value estimated in step S110 is likely to be correct. The value is not corrected, and the process proceeds to return.

一方、出力継続時間ｔ０と下限電圧に到達するまでに要した時間ｔ１とが異なると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、ニッケル水素単電池の出力値と下限電圧に到達するまでに要した時間ｔ１との整合がとれる値に内部抵抗値を補正する（ステップＳ１６０）。具体的には、ＥＣＵ３００は、マップにおいて、ニッケル水素単電池の出力値（マップにおける最大ｔ０秒出力値に相当）と下限電圧に到達するまでに要した時間ｔ１（マップにおける出力継続時間に相当）とに対応付けられている値（内部抵抗値）を正しい内部抵抗値とすることによって、内部抵抗値を補正する。   On the other hand, if it is determined that output continuation time t0 and time t1 required to reach the lower limit voltage are different (YES in step S150), ECU 300 reaches the output value and the lower limit voltage of the nickel-metal hydride battery. The internal resistance value is corrected to a value that can be matched with the time t1 required for the operation (step S160). Specifically, ECU 300 shows the output value (corresponding to the maximum t0 second output value in the map) and the time t1 required to reach the lower limit voltage in the map (corresponding to the output duration in the map). The internal resistance value is corrected by setting the value (internal resistance value) associated with 1 to the correct internal resistance value.

このように、本実施の形態に従う電池システム１０において、ＥＣＵ３００は、監視ユニット２００の各種検出結果を用いることによってニッケル水素単電池の内部抵抗値を一旦推定する。ＥＣＵ３００は、所定電力をニッケル水素単電池が継続して出力した場合にニッケル水素単電池の電圧が下限電圧に達するのに要した時間と、上記推定されたニッケル水素単電池の内部抵抗値、所定電力、及びマップに従って求められた出力継続時間との比較結果を用いて内部抵抗値を補正する。この電池システム１０によれば、推定された内部抵抗値の補正のために、高精度に作成されたマップが用いられるため、ニッケル水素単電池の内部抵抗値の推定精度を向上することができる。その結果、電池システム１０によれば、ニッケル水素単電池を適切に制御することができる。   Thus, in battery system 10 according to the present embodiment, ECU 300 temporarily estimates the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery by using various detection results of monitoring unit 200. The ECU 300 determines the time required for the voltage of the nickel-metal hydride battery to reach the lower limit voltage when the nickel-metal hydride battery continuously outputs predetermined power, the estimated internal resistance value of the nickel-metal hydride battery, The internal resistance value is corrected using the comparison result with the power and the output duration determined according to the map. According to this battery system 10, since the map created with high accuracy is used for correcting the estimated internal resistance value, the estimation accuracy of the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery can be improved. As a result, according to the battery system 10, the nickel metal hydride cell can be appropriately controlled.

［変形例］
以下に説明する変形例においては、ニッケル水素単電池の内部抵抗値は負極の活性化により徐々に低下する点に着目している。ニッケル水素単電池の内部抵抗値に関して妥当な推定が行なわれる限り、推定されるニッケル水素単電池の内部抵抗値は徐々に低下するはずである。そこで、この変形例に従う電池システム１０においては、ニッケル水素単電池の電圧が想定よりも早く下限電圧に到達した場合に（内部抵抗値を過小に推定した場合に）、内部抵抗値が前回（１サイクル前）の推定値（＞今回の推定値）に戻される。これにより、内部抵抗値が過小に推定された状態を解消することができる。その結果、セル電圧が想定よりも早く下限電圧に到達することを回避でき、電池システム１０の応答性が想定外に悪化する事態を回避することができる。 [Modification]
In the modification described below, attention is paid to the point that the internal resistance value of the nickel metal hydride battery gradually decreases due to the activation of the negative electrode. As long as a reasonable estimate can be made regarding the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery, the estimated internal resistance value of the nickel-metal hydride battery should gradually decrease. Therefore, in the battery system 10 according to this modification, when the voltage of the nickel metal hydride battery reaches the lower limit voltage earlier than expected (when the internal resistance value is estimated to be too low), the internal resistance value is the previous (1 It is returned to the estimated value (> the current estimated value) before the cycle. Thereby, the state in which the internal resistance value is estimated to be too small can be solved. As a result, the cell voltage can be prevented from reaching the lower limit voltage earlier than expected, and the situation where the responsiveness of the battery system 10 deteriorates unexpectedly can be avoided.

図５は、上記実施の形態の変形例における、ニッケル水素単電池の内部抵抗値を補正するための具体的処理手順を示すフローチャートである。図５を参照して、このフローチャートに示される処理は、車両１の走行中にＥＣＵ３００により繰り返し実行される。なお、ステップＳ２００〜Ｓ２４０は、図４におけるステップＳ１００〜Ｓ１４０と同様であるので特に説明しない。   FIG. 5 is a flowchart showing a specific processing procedure for correcting the internal resistance value of the nickel-metal hydride battery in the modification of the above embodiment. Referring to FIG. 5, the process shown in this flowchart is repeatedly executed by ECU 300 while vehicle 1 is traveling. Steps S200 to S240 are the same as steps S100 to S140 in FIG.

ステップＳ２４０において、ニッケル水素単電池の電圧が下限電圧に到達したと判定されると（ステップＳ２４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、下限電圧に到達するまでに要した時間（ｔ１）が、マップにおいて、推定された内部抵抗値及びニッケル水素単電池の出力値に対応する出力継続時間（ｔ０）よりも短いか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ステップＳ２５０においては、内部抵抗値が過小に推定されているか否かが判定されている。   If it is determined in step S240 that the voltage of the nickel metal hydride battery has reached the lower limit voltage (YES in step S240), ECU 300 estimates the time (t1) required to reach the lower limit voltage on the map. It is determined whether or not it is shorter than the output duration (t0) corresponding to the internal resistance value and the output value of the nickel metal hydride battery (step S250). In step S250, it is determined whether or not the internal resistance value is estimated to be too small.

下限電圧に到達するまでに要した時間ｔ１が出力継続時間ｔ０以上であると判定されると（ステップＳ２５０においてＮＯ）、処理はステップＳ２００に移行する。一方、下限電圧に到達するまでに要した時間ｔ１が出力継続時間ｔ０よりも短いと判定されると（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、内部抵抗値を前回の推定値（＞今回の推定値）に戻す。これにより、内部抵抗値が過小に推定された状態を解消することができる。   If it is determined that time t1 required to reach the lower limit voltage is equal to or longer than output continuation time t0 (NO in step S250), the process proceeds to step S200. On the other hand, when it is determined that time t1 required to reach the lower limit voltage is shorter than output continuation time t0 (YES in step S250), ECU 300 determines the internal resistance value as the previous estimated value (> current estimated value). Return to). Thereby, the state in which the internal resistance value is estimated to be too small can be solved.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 車両、１０ 電池システム、２０ ＰＣＵ、３０ ＭＧ、４０ 駆動輪、１００ 組電池、２００ 監視ユニット、２１０ 電圧センサ、２２０ 電流センサ、２３０ 温度センサ、３００ ＥＣＵ、３１０ メモリ、４００ マップ群、４０１ マップ。   1 vehicle, 10 battery system, 20 PCU, 30 MG, 40 driving wheel, 100 assembled battery, 200 monitoring unit, 210 voltage sensor, 220 current sensor, 230 temperature sensor, 300 ECU, 310 memory, 400 map group, 401 map.

Claims (1)

ニッケル水素電池と、
メモリを含み、前記ニッケル水素電池の出力を制御する制御装置とを備え、
前記メモリは、前記ニッケル水素電池の内部抵抗値毎における、前記ニッケル水素電池の電圧が下限電圧に達するまでの出力継続時間と出力電力との関係を示すデータを記憶し、
前記制御装置は、
前記ニッケル水素電池の内部抵抗値を推定し、
前記ニッケル水素電池が所定電力を継続して出力した場合に前記電圧が前記下限電圧に達するのに要した時間と、推定された前記内部抵抗値、前記所定電力、及び前記データに従って求められた前記出力継続時間との比較結果を用いて、前記内部抵抗値を補正する、電池システム。 A nickel metal hydride battery,
Including a memory, and a controller for controlling the output of the nickel metal hydride battery,
The memory stores data indicating a relationship between output duration and output power until the voltage of the nickel metal hydride battery reaches a lower limit voltage for each internal resistance value of the nickel metal hydride battery,
The controller is
Estimating the internal resistance value of the nickel metal hydride battery,
The time required for the voltage to reach the lower limit voltage when the nickel metal hydride battery continuously outputs predetermined power, the estimated internal resistance value, the predetermined power, and the data determined according to the data The battery system which correct | amends the said internal resistance value using the comparison result with output continuation time.
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