JP2021009103A - Battery control system - Google Patents

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Abstract

To provide a battery control system that can reduce a calculation load compared to before, while reducing the error between the real inner temperature of a battery and a calculated value thereof.SOLUTION: A battery control system 100 comprises a central processing unit 190. The central processing unit 190 calculates the surface temperature and inner temperature of a single cell 1, calculates the surface temperature error between a calculated value and a measured value of the surface temperature of the single cell 1, calculates a correction coefficient based on the magnitude and duration of a current flowing in the single cell 1, calculates an inner temperature correction value by using the correction coefficient, surface temperature error, and calculated value of the inner temperature, and controls the single cell 1 based on the inner temperature correction value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、電池制御システムに関する。 The present disclosure relates to a battery control system.

従来から複数の単位電池を組み合わせて構成される電池パックの表面温度に基づいて入出力制限を行う電池パック入出力制御装置に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。この従来の制御装置は、電池パックの内部の最大温度を推定する最大温度推定部として、電池パックの表面温度と内部温度との温度差を推定する内外温度差推定モジュールと、各単位電池の内部抵抗の相違に起因する温度差を推定するＲ起因温度差推定モジュールとを含む。ここで、内外温度差とＲ起因温度差の推定には、吸気温度、電流負荷、冷却風量が考慮される。また、制御装置、推定された最大温度に基づいて電池パックの入出力電力の制限を行う入出力制限部を含む（同文献、要約等を参照）。 Conventionally, an invention relating to a battery pack input / output control device that limits input / output based on the surface temperature of a battery pack composed of a combination of a plurality of unit batteries has been known (see Patent Document 1 below). This conventional control device has an internal / external temperature difference estimation module that estimates the temperature difference between the surface temperature of the battery pack and the internal temperature as a maximum temperature estimation unit that estimates the maximum temperature inside the battery pack, and the inside of each unit battery. It includes an R-induced temperature difference estimation module that estimates the temperature difference due to the difference in resistance. Here, the intake air temperature, the current load, and the cooling air volume are taken into consideration in estimating the temperature difference between the inside and outside and the temperature difference caused by R. It also includes a control device and an input / output limiting unit that limits the input / output power of the battery pack based on the estimated maximum temperature (see the same document, summary, etc.).

上記従来の制御装置は、電池パックの内部における最大温度を推定し、推定された最大温度に基づいて電池パックの入出力制限を行う。ここで、電池パックの最大温度の推定は、電池内部温度と電池表面温度との間の差である電池内外温度差を、吸気温度と電流負荷と冷却風量の中の少なくとも１つに応じて推定し、複数の配置位置における各電池電圧と電流値とから各単位電池の内部抵抗を推定し、各単位電池の内部抵抗の相違に起因する電池パック内の温度差を推定する。そして、これらによって推定される温度差の合計値を電池表面温度の最大値に加算して電池パックの最大温度を推定する。このように、吸気温度や電流負荷や冷却風量の影響、単位電池の内部抵抗のばらつきの影響を反映して電池パックの最大温度を推定するので、電池パックの入出力制限を、より十分に行うことができる（同文献、第００１８段落等を参照）。 The conventional control device estimates the maximum temperature inside the battery pack, and limits the input / output of the battery pack based on the estimated maximum temperature. Here, the maximum temperature of the battery pack is estimated by estimating the temperature difference between the inside and outside of the battery, which is the difference between the internal temperature of the battery and the surface temperature of the battery, according to at least one of the intake temperature, the current load, and the cooling air volume. Then, the internal resistance of each unit battery is estimated from each battery voltage and current value at a plurality of arrangement positions, and the temperature difference in the battery pack due to the difference in the internal resistance of each unit battery is estimated. Then, the total value of the temperature differences estimated by these is added to the maximum value of the battery surface temperature to estimate the maximum temperature of the battery pack. In this way, the maximum temperature of the battery pack is estimated by reflecting the effects of the intake air temperature, current load, cooling air volume, and variation in the internal resistance of the unit battery, so the input / output restrictions of the battery pack are more sufficiently limited. (See the same document, paragraph 0018, etc.).

また、複数の電荷蓄積素子が中にパッケージングされた、電気車両またはハイブリッド車両のトラクション電池のモジュールのコア温度を推定する方法が知られている（下記特許文献２を参照）。この従来の方法は、電池モジュールの外壁で温度を測定すること、および前記電池モジュールの前記電荷蓄積素子内で生じた熱の拡散モデルを確立することを特徴とする（同文献、請求項１等を参照）。 Further, there is known a method of estimating the core temperature of a module of a traction battery of an electric vehicle or a hybrid vehicle in which a plurality of charge storage elements are packaged (see Patent Document 2 below). This conventional method is characterized by measuring the temperature on the outer wall of the battery module and establishing a diffusion model of heat generated in the charge storage element of the battery module (the same document, claim 1, etc.). See).

この従来の方法は、前記モデルが入力として受け取った前記モジュールの前記コア温度の関数として、前記電池モジュールの前記外壁の温度の推定値を出力として供給する。また、前記電池モジュールの前記コア温度の推定値を、前記測定温度に実質的に等しい温度値が前記モデルからの出力として得られるように、前記モデルの入力として供給される温度値を求めることによって計算する。 This conventional method supplies an estimate of the temperature of the outer wall of the battery module as an output as a function of the core temperature of the module received by the model as an input. Further, the estimated value of the core temperature of the battery module is obtained by obtaining the temperature value supplied as the input of the model so that the temperature value substantially equal to the measured temperature is obtained as the output from the model. calculate.

この従来の方法は、前記モデルの入力として供給される温度値が、前記外壁で測定された前記温度と、前記モデルの前記出力温度との差が、実質的にゼロとなるように求められる。また、周囲空気の温度、および前記電池モジュールの端子における電流もやはり測定され、前記拡散モデルが、これらの測定値を入力として取り込む。また、電池モジュールの前記電荷蓄積素子内で生じた熱の前記拡散モデルが、前記電池モジュールの１次元空間メッシュの各ノードで熱方程式を適用することによって確立される（同文献、請求項２−４等を参照）。 In this conventional method, the temperature value supplied as the input of the model is required so that the difference between the temperature measured on the outer wall and the output temperature of the model is substantially zero. The temperature of the ambient air and the current at the terminals of the battery module are also measured, and the diffusion model takes these measurements as inputs. Further, the diffusion model of heat generated in the charge storage element of the battery module is established by applying a heat equation at each node of the one-dimensional space mesh of the battery module (the same document, claim 2-). See 4 mag).

特開２０１１−２２２１３３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-222133 特表２０１４−５３１７１１号公報Special Table 2014-5317111

前記特許文献１に記載された従来の制御装置において、最大温度推定部が推定する電池パックの内部の最大温度は、電池パックの温度モデルの精度の限界から、電池パックの真の内部温度との間に誤差が生じる。 In the conventional control device described in Patent Document 1, the maximum temperature inside the battery pack estimated by the maximum temperature estimation unit is the true internal temperature of the battery pack due to the limit of accuracy of the temperature model of the battery pack. There will be an error between them.

前記特許文献２に記載された従来の方法では、電池モジュールの外壁で測定された温度と、電池モジュールの電荷蓄積素子内で生じた熱の拡散モデルの出力温度との差が、実質的にゼロとなるように、前記モデルの入力として供給される温度値が求められる。これを実現するには、たとえば、次のような二つの手法が考えられる。 In the conventional method described in Patent Document 2, the difference between the temperature measured on the outer wall of the battery module and the output temperature of the heat diffusion model generated in the charge storage element of the battery module is substantially zero. The temperature value supplied as the input of the model is obtained so as to be. To achieve this, for example, the following two methods can be considered.

一つは、前記モデルを表す数式に測定された温度を代入して連立方程式を解く手法である。もう一つは、電池モジュールのコア温度を少しずつ調整して、このコア温度から電池モジュールの外壁での温度を導く関数を用い、外壁で測定された温度と算出された温度との誤差が実質的にゼロになるまで計算を行う手法である。しかし、これらの手法は、いずれも計算負荷が高いという課題がある。 One is a method of solving simultaneous equations by substituting the measured temperature into the mathematical formula representing the model. The other is to adjust the core temperature of the battery module little by little and use a function to derive the temperature on the outer wall of the battery module from this core temperature, and the error between the temperature measured on the outer wall and the calculated temperature is real. It is a method of calculating until the temperature becomes zero. However, all of these methods have a problem that the calculation load is high.

本開示は、電池の真の内部温度とその演算値との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減可能な電池制御システムを提供する。 The present disclosure provides a battery control system capable of reducing the calculation load as compared with the conventional case while suppressing an error between the true internal temperature of the battery and its calculated value.

本開示の一態様は、電池に流れる電流の大きさを測定する電流センサ、前記電池の表面温度を測定する温度センサ、記憶装置および中央処理装置を備えた電池制御システムであって、前記記憶装置は、前記電池の表面温度および内部温度と前記電流の大きさとの関係を規定した電池温度推定式と、前記表面温度の測定値と前記表面温度の演算値との差分を表面温度誤差とする誤差演算式と、前記電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係を規定した補正係数マップと、前記補正係数を乗じた前記表面温度誤差と前記内部温度の演算値との和を内部温度補正値とする内部温度補正式と、が記憶され、前記中央処理装置は、前記電流センサによって測定された前記電流の大きさを用い、前記電池温度推定式に基づいて前記表面温度および前記内部温度を演算し、前記表面温度の演算値と、前記温度センサによって測定された前記表面温度の測定値とを用い、前記誤差演算式に基づいて前記表面温度誤差を演算し、前記電流センサによる前記電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、前記補正係数マップに基づいて前記補正係数を演算し、前記補正係数、前記表面温度誤差および前記内部温度の演算値を用い、前記内部温度補正式に基づいて前記内部温度補正値を演算し、前記内部温度補正値に基づいて前記電池を制御することを特徴とする電池制御システムである。 One aspect of the present disclosure is a battery control system including a current sensor for measuring the magnitude of current flowing through a battery, a temperature sensor for measuring the surface temperature of the battery, a storage device, and a central processing device. Is an error in which the difference between the battery temperature estimation formula that defines the relationship between the surface temperature and internal temperature of the battery and the magnitude of the current and the measured value of the surface temperature and the calculated value of the surface temperature is used as the surface temperature error. Internal temperature correction is the sum of the calculation formula, the correction coefficient map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient, the surface temperature error multiplied by the correction coefficient, and the calculated value of the internal temperature. An internal temperature correction formula and a value are stored, and the central processing apparatus uses the magnitude of the current measured by the current sensor to obtain the surface temperature and the internal temperature based on the battery temperature estimation formula. The surface temperature error is calculated based on the error calculation formula using the calculated value of the surface temperature and the measured value of the surface temperature measured by the temperature sensor, and the calculated value of the current by the current sensor is calculated. The correction coefficient is calculated based on the correction coefficient map using the measured values of the magnitude and the duration, and the calculated values of the correction coefficient, the surface temperature error, and the internal temperature are used based on the internal temperature correction formula. The battery control system is characterized in that the internal temperature correction value is calculated and the battery is controlled based on the internal temperature correction value.

本開示の上記一態様によれば、電池の真の内部温度とその演算値との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減可能な電池制御システムを提供することができる。 According to the above aspect of the present disclosure, it is possible to provide a battery control system capable of reducing the calculation load as compared with the conventional case while suppressing an error between the true internal temperature of the battery and its calculated value.

本開示に係る電池制御システムの実施形態１を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows Embodiment 1 of the battery control system which concerns on this disclosure. 図１に示す電池制御システムを構成する電池パックの模式的な斜視図。FIG. 6 is a schematic perspective view of a battery pack constituting the battery control system shown in FIG. 図２Ａに示す電池パックの単電池の位置と内部温度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the position of the cell of the battery pack shown in FIG. 2A, and the internal temperature. 図２Ａに示す電池パックの模式的な断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 2A. 図２Ａに示す電池パックの単電池の許容電力と温度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the allowable power and the temperature of the cell of the battery pack shown in FIG. 2A. 図１に示す電池制御システムを構成する単電池制御部の回路構成の一例。An example of the circuit configuration of the cell control unit constituting the battery control system shown in FIG. 図１に示す電池制御システムの動作の一例を示すフロー図。The flow chart which shows an example of the operation of the battery control system shown in FIG. 図１に示す電池制御システムの機能ブロック図。The functional block diagram of the battery control system shown in FIG. 図７に示す誤差補正機能の出力である内部温度補正値のグラフ。The graph of the internal temperature correction value which is the output of the error correction function shown in FIG. 図１に示す電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフ。The graph explaining the effect of the internal temperature correction value of the battery control system shown in FIG. 図１に示す電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフ。The graph explaining the effect of the internal temperature correction value of the battery control system shown in FIG. 図１に示す電池制御システムの許容電力に対する効果を説明するグラフ。The graph explaining the effect on the permissible power of the battery control system shown in FIG. 図１に示す電池制御システムの許容電力に対する効果を説明するグラフ。The graph explaining the effect on the permissible power of the battery control system shown in FIG. 本開示に係る電池制御システムの実施形態２の機能ブロック図。The functional block diagram of Embodiment 2 of the battery control system which concerns on this disclosure. 実施形態２の電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフ。The graph explaining the effect of the internal temperature correction value of the battery control system of Embodiment 2. 本開示に係る電池制御システムの実施形態３の機能ブロック図。The functional block diagram of Embodiment 3 of the battery control system which concerns on this disclosure. 本開示に係る電池制御システムの実施形態４の機能ブロック図。The functional block diagram of Embodiment 4 of the battery control system which concerns on this disclosure. 本開示に係る電池制御システムの実施形態５の機能ブロック図。The functional block diagram of Embodiment 5 of the battery control system which concerns on this disclosure.

以下、図面を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.

電池は、モバイル端末から電力系統連携の安定化などの広い分野で利用されている。近年はＣＯ２問題や排ガス対策、化石燃料の枯渇対策として、電気自動車やハイブリッド車など電池を動力源とした自動車が注目されている。これらの自動車に搭載される電池システムは、電池の電圧、温度、電流を検出し、これらに基づいて電池の充電率などの状態量を計算し、電池の電流、電圧の制御値を決定する電池制御装置を備えている。 Batteries are used in a wide range of fields, from mobile terminals to stabilizing power system linkage. In recent years, battery-powered automobiles such as electric vehicles and hybrid vehicles have been attracting attention as measures against CO 2 problems, exhaust gas emissions, and fossil fuel depletion. The battery system installed in these automobiles detects the voltage, temperature, and current of the battery, calculates the state amount such as the charge rate of the battery based on these, and determines the control value of the current and voltage of the battery. It is equipped with a control device.

以下の実施形態では、本開示に係る電池制御システムを、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）の電源を構成する電池システムに適用した例を説明する。なお、本開示に係る電池制御システムは、ＰＨＥＶの電池システムだけでなく、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）などの乗用車やハイブリッド鉄道車両を含む産業用車両の電源を構成する蓄電装置の蓄電器制御回路に適用可能である。 In the following embodiment, an example in which the battery control system according to the present disclosure is applied to a battery system constituting a power source of a plug-in hybrid vehicle (PHEV) will be described. The battery control system according to the present disclosure is not only a PHEV battery system, but also a power storage device that constitutes a power source for passenger vehicles such as hybrid electric vehicles (HEVs) and electric vehicles (EVs) and industrial vehicles including hybrid railroad vehicles. It can be applied to a power storage device control circuit.

また、以下の実施形態では、本開示に係る電池制御システムの制御対象である電池として、リチウムイオン二次電池を採用した例を説明する。なお、電池としては、リチウムイオン二次電池に限定されず、ニッケル水素電池、鉛電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどを採用することが可能である。また、複数の単電池を直列に接続して組電池を構成してもよく、複数の単電池を並列に接続して組電池を構成してもよく、複数の単電池を直列に接続して電池群を構成し、さらに複数の電池群を並列に接続して組電池を構成してもよい。 Further, in the following embodiment, an example in which a lithium ion secondary battery is adopted as the battery to be controlled by the battery control system according to the present disclosure will be described. The battery is not limited to the lithium ion secondary battery, and a nickel hydrogen battery, a lead battery, an electric double layer capacitor, a hybrid capacitor, or the like can be adopted. Further, a plurality of cells may be connected in series to form an assembled battery, a plurality of cells may be connected in parallel to form an assembled battery, or a plurality of cells may be connected in series. A battery group may be formed, and a plurality of battery groups may be connected in parallel to form an assembled battery.

［実施形態１］
図１は、本開示に係る電池制御システムの実施形態１を示す概略構成図である。図１に示す例において、電池制御システム１００は、リレー２００を介して充電器３００およびインバータ４００に接続されている。また、電池制御システム１００の組電池制御部１５０ならびに充電器３００およびインバータ４００は、信号線を介して車両制御部５００に接続されている。さらにインバータ４００は、モータジェネレータ６００に接続されている。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the first embodiment of the battery control system according to the present disclosure. In the example shown in FIG. 1, the battery control system 100 is connected to the charger 300 and the inverter 400 via a relay 200. Further, the assembled battery control unit 150 of the battery control system 100, the charger 300, and the inverter 400 are connected to the vehicle control unit 500 via a signal line. Further, the inverter 400 is connected to the motor generator 600.

本実施形態に係る電池制御システム１００は、たとえば、組電池１１０と、単電池管理部１２０と、電流検知部１３０と、電圧検知部１４０と、組電池制御部１５０と、通信経路１６０と、絶縁素子１７０と、記憶装置１８０と、中央処理装置１９０とを備えている。組電池１１０は、たとえば、直流電流の充放電によって電気エネルギーの蓄積および放出が可能な複数の単電池１を直列に接続した構成を有している。また、図示を省略するが、組電池１１０は、たとえば、単電池１の周囲の環境温度を取得する環境温度センサを備えている。 The battery control system 100 according to the present embodiment is, for example, insulated from the assembled battery 110, the cell management unit 120, the current detection unit 130, the voltage detection unit 140, the assembled battery control unit 150, and the communication path 160. It includes an element 170, a storage device 180, and a central processing unit 190. The assembled battery 110 has, for example, a configuration in which a plurality of single batteries 1 capable of storing and discharging electric energy by charging and discharging a direct current are connected in series. Further, although not shown, the assembled battery 110 includes, for example, an environmental temperature sensor that acquires the ambient temperature of the cell 1.

図１に示す例において、組電池１１０は、複数の単電池１が直列に接続されて電池群１１１が構成され、複数の電池群１１１が直列に接続された構成を有している。図１では、図示の都合上、組電池１１０が、直列に接続された二つの電池群１１１を備え、各々の電池群１１１が、直列に接続された四つの単電池１を備える例を示している。しかし、組電池１１０が備える電池群１１１の数、直列または並列などの電池群１１１の接続方法、および、各々の電池群１１１が備える単電池１の数などは、特に限定されない。 In the example shown in FIG. 1, the assembled battery 110 has a configuration in which a plurality of cell cells 1 are connected in series to form a battery group 111, and a plurality of battery groups 111 are connected in series. In FIG. 1, for convenience of illustration, an example is shown in which the assembled battery 110 includes two battery groups 111 connected in series, and each battery group 111 includes four cell cells 1 connected in series. There is. However, the number of battery groups 111 included in the assembled battery 110, the connection method of the battery groups 111 such as in series or parallel, and the number of single batteries 1 included in each battery group 111 are not particularly limited.

個々の電池群１１１は、たとえば単電池１の状態管理および制御の単位となる。なお、複数の電池群１１１は、並列に接続されていてもよい。また、電池群１１１を構成する単電池１の数は、すべての電池群１１１で同数であってもよく、各々の電池群１１１で異なっていてもよい。 The individual battery group 111 is, for example, a unit for state management and control of the cell 1. The plurality of battery groups 111 may be connected in parallel. Further, the number of cell 1s constituting the battery group 111 may be the same in all the battery groups 111, or may be different in each battery group 111.

図２Ａは、図１に示す電池制御システム１００を構成する電池パック１００Ｐの一例を示す模式的な斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示す電池パック１００Ｐを構成する単電池１の位置と内部温度との関係を示すグラフである。図３は、図２Ａに示す電池パック１００Ｐの模式的な断面図である。なお、図２Ａでは、組電池１１０の主要な構成を説明するために、電池パック１００Ｐの筐体１０１およびジャンクションボックス１０２を仮想線（二点鎖線）で示し、筐体１０１の内部の一部の構成の図示を省略している。また、図２Ｂにおいて、横軸は電池パック１００Ｐの高さ方向Ｚにおける単電池１の位置であり、縦軸は単電池１の内部温度である。 FIG. 2A is a schematic perspective view showing an example of a battery pack 100P constituting the battery control system 100 shown in FIG. FIG. 2B is a graph showing the relationship between the position of the cell 1 constituting the battery pack 100P shown in FIG. 2A and the internal temperature. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the battery pack 100P shown in FIG. 2A. In FIG. 2A, in order to explain the main configuration of the assembled battery 110, the housing 101 and the junction box 102 of the battery pack 100P are shown by virtual lines (dashed-dotted lines), and a part of the inside of the housing 101 is shown. The illustration of the configuration is omitted. Further, in FIG. 2B, the horizontal axis is the position of the cell 1 in the height direction Z of the battery pack 100P, and the vertical axis is the internal temperature of the cell 1.

電池パック１００Ｐは、たとえば、筐体１０１と、その筐体１０１の内部に収容される組電池１１０と、その組電池１１０とともに筐体１０１に収容されるジャンクションボックス１０２と、を備えている。筐体１０１は、たとえば、金属や樹脂を素材する矩形の箱形の容器である。組電池１１０は、たとえば、筐体１０１の底壁および側壁にボルトなどの締結部材を介して固定される。 The battery pack 100P includes, for example, a housing 101, an assembled battery 110 housed inside the housing 101, and a junction box 102 housed in the housing 101 together with the assembled battery 110. The housing 101 is, for example, a rectangular box-shaped container made of metal or resin. The assembled battery 110 is fixed to, for example, the bottom wall and side walls of the housing 101 via fastening members such as bolts.

筐体１０１の内部で組電池１１０の前方に配置されたジャンクションボックス１０２は、たとえば、組電池１１０を構成する金属板や金属ブロックなどの構造体１１２または筐体１０１に、ボルトなどの締結部材を介して直接または間接的に固定される。構造体１１２は、たとえば、複数の単電池１を集積させた電池群１１１の両側に配置され、外力が作用したときに組電池１１０を保護するとともに、組電池１１０の放熱を促進させる放熱部材としても機能する。なお、構造体１１２は、組電池１１０の用途によっては、省略することも可能である。 The junction box 102 arranged in front of the assembled battery 110 inside the housing 101 has, for example, a fastening member such as a bolt attached to a structure 112 such as a metal plate or a metal block constituting the assembled battery 110 or the housing 101. It is fixed directly or indirectly through. The structure 112 is arranged on both sides of the battery group 111 in which a plurality of cell cells 1 are integrated, and serves as a heat radiating member that protects the assembled battery 110 when an external force is applied and promotes heat dissipation of the assembled battery 110. Also works. The structure 112 may be omitted depending on the application of the assembled battery 110.

組電池１１０は、複数の電池、すなわち、複数の単電池１を集積させ、たとえば直列に接続することによって構成されている。組電池１１０は、たとえば、複数の電池群１１１を含んでいる。一つの電池群１１１は、たとえば、共通の単電池管理部１２０によって管理される複数の単電池１を含んでいる。組電池１１０および電池群１１１を構成する複数の単電池１は、隣り合う二つの単電池１の外部端子を、たとえばバスバーなどの導電部材によって接続することで、直列または並列に接続される。 The assembled battery 110 is configured by accumulating a plurality of batteries, that is, a plurality of cell cells 1 and connecting them in series, for example. The assembled battery 110 includes, for example, a plurality of battery groups 111. One battery group 111 includes, for example, a plurality of cell cells 1 managed by a common cell cell management unit 120. The plurality of cell cells 1 constituting the assembled battery 110 and the battery group 111 are connected in series or in parallel by connecting the external terminals of the two adjacent cell cells 1 with a conductive member such as a bus bar.

単電池１は、たとえば、扁平な角形のリチウムイオン二次電池であり、巻回体１ａと、一対の集電板１ｂと、容器１ｃと、一対の外部端子１ｄとを備えている。巻回体１ａは、長尺帯状の正極と負極を、長尺帯状のセパレータを介在させて重ね合せ、これらを巻回した構成を有している。巻回体１ａは、巻回軸方向の一端で負極の集電体がセパレータから露出し、巻回軸方向の他端で正極の集電体がセパレータから露出している。 The cell 1 is, for example, a flat square lithium ion secondary battery, which includes a winding body 1a, a pair of current collector plates 1b, a container 1c, and a pair of external terminals 1d. The winding body 1a has a structure in which a long strip-shaped positive electrode and a negative electrode are superposed with a long strip-shaped separator interposed therebetween and these are wound. In the winding body 1a, the negative electrode current collector is exposed from the separator at one end in the winding axis direction, and the positive electrode current collector is exposed from the separator at the other end in the winding axis direction.

一対の集電板１ｂのうち、一方の集電板１ｂは、巻回体１ａの一端に露出した正極の集電体に接合された正極集電板であり、他方の集電板１ｂは巻回体１ａの他端に露出した負極の集電体に接合された負極集電板である。容器１ｃは、たとえば、アルミニウムやその合金によって製作され、巻回体１ａ、集電板１ｂおよび電解液を収容するとともに、巻回体１ａ、集電板１ｂ、および外部端子１ｄに対して電気的に絶縁されている。 Of the pair of current collector plates 1b, one current collector plate 1b is a positive electrode current collector plate joined to a positive electrode current collector exposed at one end of the winding body 1a, and the other current collector plate 1b is wound. It is a negative electrode current collector plate bonded to a negative electrode current collector exposed at the other end of the rotating body 1a. The container 1c is made of, for example, aluminum or an alloy thereof, and contains the winding body 1a, the current collector plate 1b, and the electrolytic solution, and is electrically connected to the winding body 1a, the current collector plate 1b, and the external terminal 1d. Insulated in.

一対の外部端子１ｄは、容器１ｃの端面に絶縁部材を介して配置されている。一対の外部端子１ｄのうち、一方の外部端子１ｄは、容器１ｃの内部で正極集電板である一方の集電板１ｂに接続された正極外部端子であり、他方の外部端子１ｄは、容器１ｃの内部で負極集電板である他方の外部端子１ｄに接続された負極外部端子である。単電池１は、たとえば、一対の外部端子１ｄが設けられた容器１ｃの端面に、温度センサ２が配置されている。 The pair of external terminals 1d are arranged on the end surface of the container 1c via an insulating member. Of the pair of external terminals 1d, one external terminal 1d is a positive electrode external terminal connected to one current collector plate 1b, which is a positive electrode current collector plate inside the container 1c, and the other external terminal 1d is a container. It is a negative electrode external terminal connected to the other external terminal 1d which is a negative electrode current collector plate inside 1c. In the cell 1, for example, the temperature sensor 2 is arranged on the end surface of the container 1c provided with the pair of external terminals 1d.

図２Ａに示す電池パック１００Ｐにおいて、単電池１は、たとえば扁平な角形の形状を有している。偏平角形の複数の単電池１は、各々の単電池１の幅方向が筐体１０１の底壁に平行になるように、各々の単電池１の厚さ方向に重ねられ、筐体１０１の底壁の上に配置されている。図２Ａに示す例では、筐体１０１の底壁に垂直な組電池１１０の高さ方向Ｚに六個の単電池１を集積させた電池群１１１が、単電池１の幅方向に二列、並んで配置されている。なお、電池群１１１を構成する単電池１の数や、電池群１１１の数は特に限定されない。 In the battery pack 100P shown in FIG. 2A, the cell 1 has, for example, a flat square shape. The plurality of flat square cells 1 are stacked in the thickness direction of each cell 1 so that the width direction of each cell 1 is parallel to the bottom wall of the housing 101, and the bottom of the housing 101. It is placed on the wall. In the example shown in FIG. 2A, the battery group 111 in which six cells 1 are integrated in the height direction Z of the assembled battery 110 perpendicular to the bottom wall of the housing 101 is arranged in two rows in the width direction of the cells 1. They are arranged side by side. The number of cell 1s constituting the battery group 111 and the number of battery groups 111 are not particularly limited.

このような単電池１の配置では、単電池１の温度分布に次のような傾向がある。たとえば、図２Ｂに示すように、複数の単電池１が集積された電池パック１００Ｐの高さ方向Ｚにおいて、両端の単電池１の内部温度が最も低く、中央部に配置された単電池１の内部温度が最も高くなる傾向がある。これは、複数の単電池１が集積された方向において、両端の単電池１の放熱が、中央部に配置された単電池１の放熱よりも容易であるためである。また、各々の単電池１においても、たとえば、冷媒、放熱部材、構造体１１２などと接触している部分は放熱が促進され、その他の部分よりも低温になる傾向がある。 In such an arrangement of the cell 1's, the temperature distribution of the cell 1 tends to be as follows. For example, as shown in FIG. 2B, in the height direction Z of the battery pack 100P in which a plurality of cells 1 are integrated, the internal temperature of the cells 1 at both ends is the lowest, and the cell 1 arranged in the center thereof. The internal temperature tends to be the highest. This is because the heat dissipation of the single batteries 1 at both ends is easier than the heat dissipation of the single batteries 1 arranged in the central portion in the direction in which the plurality of single batteries 1 are integrated. Further, in each cell 1, for example, the portion in contact with the refrigerant, the heat radiating member, the structure 112, etc. promotes heat dissipation and tends to have a lower temperature than the other portions.

図４は、単電池１の許容電力と、単電池１の温度との関係を示すグラフである。単電池１の制御パラメータの多くは、単電池１の温度に依存する。そのような制御パラメータの一つとして、直流抵抗（Direct Current Resistance：DCR)がある。DCRは、単電池１の温度が低下するほど上昇する。そのため、図４に示すように、単電池１の温度が低下するほど、単電池１の許容電力が低下する。ここで、許容電力とは、単電池１の保護をするために設定された単電池１が出力可能な最大電力値である。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the allowable power of the cell 1 and the temperature of the cell 1. Many of the control parameters of the cell 1 depend on the temperature of the cell 1. One such control parameter is direct current resistance (DCR). The DCR rises as the temperature of the cell 1 decreases. Therefore, as shown in FIG. 4, as the temperature of the cell 1 decreases, the allowable power of the cell 1 decreases. Here, the permissible power is the maximum power value that can be output by the cell 1 set to protect the cell 1.

図１に示す各々の電池群１１１を構成する複数の単電池１のうち、少なくとも一つの単電池１の外表面には、その単電池１の表面温度を測定する温度センサ２が設けられている。組電池１１０の許容電力は、単電池１の充電時や放電時に、単電池１の上限電圧や下限電圧に達する電力である。単電池１の内部抵抗は、単電池１の内部温度が低いほど高くなる傾向がある。そのため、直列に接続されて同じ大きさの電流が流れる複数の単電池１のうち、最低温度の単電池１が最短時間で上限電圧や下限電圧に達する。 A temperature sensor 2 for measuring the surface temperature of at least one cell 1 among the plurality of cell 1s constituting each battery group 111 shown in FIG. 1 is provided on the outer surface of the cell 1. .. The permissible power of the assembled battery 110 is the power that reaches the upper limit voltage and the lower limit voltage of the cell 1 when the cell 1 is charged or discharged. The internal resistance of the cell 1 tends to increase as the internal temperature of the cell 1 decreases. Therefore, among the plurality of cell cells 1 connected in series and flowing a current of the same magnitude, the cell 1 having the lowest temperature reaches the upper limit voltage and the lower limit voltage in the shortest time.

すなわち、組電池１１０の許容電力は、組電池１１０に最大電流が流れているときの出力であり、組電池１１０に流すことができる最大電流は、直列に接続された複数の単電池１のうち、最低温度の単電池１の下限電流および上限電流によって制限される。したがって、組電池１１０の許容電力を算出するには、電池群１１１を構成する複数の単電池１のうち、最低温度の単電池１の内部温度を用いる必要がある。 That is, the permissible power of the assembled battery 110 is the output when the maximum current is flowing through the assembled battery 110, and the maximum current that can be passed through the assembled battery 110 is among the plurality of single batteries 1 connected in series. , Limited by the lower and upper currents of the lowest temperature cell 1. Therefore, in order to calculate the allowable power of the assembled battery 110, it is necessary to use the internal temperature of the lowest temperature cell 1 among the plurality of cell 1s constituting the battery group 111.

そのため、温度センサ２は、たとえば、前述のような単電池１の温度分布の傾向を考慮して、各々の電池群１１１を構成する複数の単電池１のうち、最も低温になる単電池１の外表面に設けられる。また、温度センサ２は、各々の電池群１１１を構成する複数の単電池１のうち、最も低温になる単電池１と、最も高温になる単電池１の外表面に設置してもよい。また、温度センサ２は、各々の電池群１１１を構成するすべての単電池１の外表面に設置してもよい。 Therefore, the temperature sensor 2 is, for example, in consideration of the tendency of the temperature distribution of the cell 1 as described above, of the cell 1 having the lowest temperature among the plurality of cell 1 constituting each battery group 111. Provided on the outer surface. Further, the temperature sensor 2 may be installed on the outer surface of the cell 1 having the lowest temperature and the cell 1 having the highest temperature among the plurality of cell 1s constituting each battery group 111. Further, the temperature sensor 2 may be installed on the outer surface of all the cell cells 1 constituting each battery group 111.

ジャンクションボックス１０２は、たとえば、単電池管理部１２０や中央処理装置１９０を含む組電池制御部１５０などの制御部およびリレーなどの電子部品が収容され、組電池１１０に接続されている。また、ジャンクションボックス１０２は、たとえば、単電池１の電圧を測定する電圧センサとしての電圧検出回路１２１ａ（図５参照）、温度センサ２、電流検知部１３０および電圧検知部１４０などに接続されている。 The junction box 102 houses, for example, a control unit such as a battery management unit 120 and a battery control unit 150 including a central processing unit 190, and electronic components such as a relay, and is connected to the battery 110. Further, the junction box 102 is connected to, for example, a voltage detection circuit 121a (see FIG. 5) as a voltage sensor for measuring the voltage of the cell 1, a temperature sensor 2, a current detection unit 130, a voltage detection unit 140, and the like. ..

単電池管理部１２０は、たとえば図１に示すように、各々の電池群１１１に対して設けられた単電池制御部１２１を備えている。単電池制御部１２１は、電池群１１１を構成する各々の単電池１の状態を監視し、各々の単電池１を制御する。 As shown in FIG. 1, for example, the cell management unit 120 includes a cell control unit 121 provided for each battery group 111. The cell control unit 121 monitors the state of each cell 1 constituting the battery group 111, and controls each cell 1.

図５は、図１に示す電池制御システム１００の単電池管理部１２０を構成する単電池制御部１２１の回路構成の一例である。単電池制御部１２１は、たとえば、電圧検出回路１２１ａと、温度検知部１２１ｂと、制御回路１２１ｃと、信号入出力回路１２１ｄとを備えている。また、図示を省略するが、単電池制御部１２１は、たとえば、単電池１の自己放電や消費電流のばらつきなどにともなって発生する単電池１間の電圧やSOCのばらつきを均等化する回路を備えている。 FIG. 5 is an example of the circuit configuration of the cell control unit 121 constituting the cell management unit 120 of the battery control system 100 shown in FIG. The cell control unit 121 includes, for example, a voltage detection circuit 121a, a temperature detection unit 121b, a control circuit 121c, and a signal input / output circuit 121d. Further, although not shown, the cell control unit 121 includes, for example, a circuit that equalizes the variation in voltage and SOC between the cell 1 generated due to the self-discharge of the cell 1 and the variation in current consumption. I have.

電圧検出回路１２１ａは、単電池１の電圧を測定する電圧センサであり、電池群１１１を構成する各々の単電池１の正極と負極の外部端子１ｄの間の電圧を測定する。温度検知部１２１ｂは、たとえば単電池１の表面温度を測定する温度センサ２に接続された温度検出回路である。なお、温度センサ２によって測定した単電池１の表面温度の検出は、電圧検出回路１２１ａによって行うことも可能である。 The voltage detection circuit 121a is a voltage sensor that measures the voltage of the cell 1 and measures the voltage between the positive electrode and the negative electrode external terminals 1d of each cell 1 constituting the battery group 111. The temperature detection unit 121b is, for example, a temperature detection circuit connected to a temperature sensor 2 that measures the surface temperature of the cell 1. The surface temperature of the cell 1 measured by the temperature sensor 2 can also be detected by the voltage detection circuit 121a.

温度検知部１２１ｂは、たとえば、電池群１１１の全体として、少なくとも一つの温度を測定し、その温度をその電池群１１１を構成する単電池１の温度の代表値として出力する。そのため、図５に示す例において、単電池制御部１２１は、一つの温度検知部１２１ｂを備えている。なお、単電池制御部１２１は、各々の単電池１に対して一つの温度検知部１２１ｂを有してもよい。しかし、この場合は、単電池制御部１２１に一つの温度検知部１２１ｂを設ける場合よりも単電池制御部１２１の構成が複雑になる。 For example, the temperature detection unit 121b measures at least one temperature of the battery group 111 as a whole, and outputs the temperature as a representative value of the temperature of the cell 1 constituting the battery group 111. Therefore, in the example shown in FIG. 5, the cell control unit 121 includes one temperature detection unit 121b. The cell control unit 121 may have one temperature detection unit 121b for each cell 1. However, in this case, the configuration of the cell control unit 121 becomes more complicated than in the case where one temperature detection unit 121b is provided in the cell control unit 121.

温度検知部１２１ｂから出力される単電池１の表面温度は、たとえば、単電池制御部１２１および組電池制御部１５０において、単電池１、電池群１１１、または組電池１１０の状態を判定するための各種の演算に用いられる。また、温度検知部１２１ｂから出力される単電池１の表面温度は、たとえば、中央処理装置１９０による各種の演算に用いられる。 The surface temperature of the cell 1 output from the temperature detection unit 121b is, for example, for the cell control unit 121 and the assembled battery control unit 150 to determine the state of the cell 1, the battery group 111, or the assembled battery 110. Used for various calculations. Further, the surface temperature of the cell 1 output from the temperature detection unit 121b is used for various calculations by the central processing unit 190, for example.

制御回路１２１ｃは、電圧検出回路１２１ａから出力された単電池１の外部端子１ｄ間の電圧値と、温度検知部１２１ｂから出力された単電池１の表面温度の測定値とが入力される。制御回路１２１ｃは、入力された各々の単電池１の電圧値と、電池群１１１ごとの単電池１の表面温度の測定値とを、信号入出力回路１２１ｄへ出力する。信号入出力回路１２１ｄは、制御回路１２１ｃから出力された単電池１の電圧値と、電池群１１１ごとの単電池１の表面温度の測定値とを、通信経路１６０および絶縁素子１７０を介して組電池制御部１５０へ出力する。 In the control circuit 121c, the voltage value between the external terminals 1d of the cell 1 output from the voltage detection circuit 121a and the measured value of the surface temperature of the cell 1 output from the temperature detection unit 121b are input. The control circuit 121c outputs the input voltage value of each cell 1 and the measured value of the surface temperature of the cell 1 for each battery group 111 to the signal input / output circuit 121d. The signal input / output circuit 121d assembles the voltage value of the cell 1 output from the control circuit 121c and the measured value of the surface temperature of the cell 1 for each battery group 111 via the communication path 160 and the insulating element 170. Output to the battery control unit 150.

図１に示すように、電流検知部１３０は、たとえば組電池１１０に流れる電流を検知して電流値を測定する電流計または電流センサである。電圧検知部１４０は、たとえば組電池１１０の全体の電圧を検知して電圧値を測定する電圧計または電圧センサである。組電池制御部１５０は、たとえば、組電池１１０の状態を検知するとともに、組電池１１０の状態を管理する。より具体的には、組電池制御部１５０には、たとえば、単電池管理部１２０から出力された単電池１の電圧や温度、電流検知部１３０から出力された組電池１１０を流れる電流値、電圧検知部１４０から出力された電池群１１１の全体の電圧値などの情報が入力される。 As shown in FIG. 1, the current detection unit 130 is, for example, an ammeter or a current sensor that detects the current flowing through the assembled battery 110 and measures the current value. The voltage detection unit 140 is, for example, a voltmeter or a voltage sensor that detects the entire voltage of the assembled battery 110 and measures the voltage value. The assembled battery control unit 150 detects, for example, the state of the assembled battery 110 and manages the state of the assembled battery 110. More specifically, the assembled battery control unit 150 is, for example, the voltage and temperature of the single battery 1 output from the single battery management unit 120, the current value flowing through the assembled battery 110 output from the current detection unit 130, and the voltage. Information such as the overall voltage value of the battery group 111 output from the detection unit 140 is input.

組電池制御部１５０は、たとえば中央処理装置１９０を備え、入力された情報に基づいて組電池１１０の状態を判定および検知する。組電池制御部１５０は、組電池１１０の状態の判定結果または検知結果を、信号線を介して単電池管理部１２０や車両制御部５００へ出力する。また、組電池制御部１５０は、たとえば通信経路１６０およびフォトカプラなどの絶縁素子１７０を介して単電池管理部１２０に接続され、単電池管理部１２０との間で通信経路１６０および絶縁素子１７０を介して信号を送受信する。 The assembled battery control unit 150 includes, for example, a central processing unit 190, and determines and detects the state of the assembled battery 110 based on the input information. The assembled battery control unit 150 outputs the determination result or the detection result of the state of the assembled battery 110 to the unit battery management unit 120 and the vehicle control unit 500 via the signal line. Further, the assembled battery control unit 150 is connected to the cell management unit 120 via, for example, a communication path 160 and an insulating element 170 such as a photocoupler, and connects the communication path 160 and the insulating element 170 with the cell management unit 120. Send and receive signals via.

組電池制御部１５０と単電池管理部１２０とは、たとえば動作電源が異なっている。具体的には、組電池制御部１５０は、たとえば車載補機用の１４［Ｖ］系の電源を用い、単電池管理部１２０は、たとえば組電池１１０を電源として用いる。そのため、組電池制御部１５０と単電池管理部１２０とは、相互に絶縁素子１７０を介して信号を送受信する。なお、絶縁素子１７０は、単電池管理部１２０を構成する回路基板に実装してもよく、組電池制御部１５０を構成する回路基板に実装してもよい。また、電池制御システム１００の構成によっては、絶縁素子１７０を省略することも可能である。 For example, the operating power sources of the assembled battery control unit 150 and the unit battery management unit 120 are different. Specifically, the assembled battery control unit 150 uses, for example, a 14 [V] system power supply for an in-vehicle auxiliary machine, and the single battery management unit 120 uses, for example, the assembled battery 110 as a power source. Therefore, the assembled battery control unit 150 and the cell management unit 120 mutually transmit and receive signals via the insulating element 170. The insulating element 170 may be mounted on the circuit board that constitutes the cell management unit 120, or may be mounted on the circuit board that constitutes the assembled battery control unit 150. Further, depending on the configuration of the battery control system 100, the insulating element 170 may be omitted.

組電池制御部１５０と単電池管理部１２０を構成する複数の単電池制御部１２１との間の通信について、より詳細に説明する。複数の単電池制御部１２１は、たとえば各々の電池群１１１と同様に直列に接続されている。すなわち、複数の単電池制御部１２１は、監視対象の電池群１１１の電位が最も高い単電池制御部１２１から、監視対象の電池群１１１の電位が最も低い単電池制御部１２１まで、監視対象の電池群１１１の電位の降順に直列に接続されている。 The communication between the assembled battery control unit 150 and the plurality of cell cell control units 121 constituting the cell cell management unit 120 will be described in more detail. The plurality of cell control units 121 are connected in series like, for example, each battery group 111. That is, the plurality of cell control units 121 are monitored from the cell control unit 121 having the highest potential of the battery group 111 to be monitored to the cell control unit 121 having the lowest potential of the battery group 111 to be monitored. The batteries are connected in series in descending order of potential of the battery group 111.

組電池制御部１５０から出力された情報は、通信経路１６０および絶縁素子１７０を介して、監視対象の電池群１１１の電位が最も高い単電池制御部１２１に入力される。さらに、組電池制御部１５０から出力されて監視対象の電池群１１１の電位が最も高い単電池制御部１２１に入力された情報およびその単電池制御部１２１の出力は、その次に監視対象の電池群１１１の電位が高い単電池制御部１２１へ入力される。 The information output from the assembled battery control unit 150 is input to the single battery control unit 121 having the highest potential of the battery group 111 to be monitored via the communication path 160 and the insulating element 170. Further, the information output from the assembled battery control unit 150 and input to the cell control unit 121 having the highest potential of the battery group 111 to be monitored and the output of the cell control unit 121 are the batteries to be monitored next. It is input to the cell control unit 121 having a high potential of the group 111.

これが順次繰り返されることで、最終的にすべての電池群１１１の情報を含む情報が監視対象の電池群１１１の電位が最も低い単電池制御部１２１から出力され、通信経路１６０および絶縁素子１７０を介して組電池制御部１５０に入力される。なお、隣り合う単電池制御部１２１間の通信は、たとえば、これらの間に配置した絶縁素子１７０を介して行うことも可能である。 By repeating this sequentially, information including information of all the battery groups 111 is finally output from the cell control unit 121 having the lowest potential of the battery group 111 to be monitored, via the communication path 160 and the insulating element 170. Is input to the assembled battery control unit 150. Communication between adjacent cell control units 121 can also be performed, for example, via an insulating element 170 arranged between them.

記憶装置１８０は、たとえば、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリやハードディスクなどによって構成され、図１に示す例において、組電池制御部１５０の外部に設けられている。なお、記憶装置１８０は、組電池制御部１５０を構成する回路基板に実装されていてもよい。また、記憶装置１８０は、たとえば、組電池制御部１５０や単電池制御部１２１を構成する回路基板のそれぞれに実装されていてもよい。 The storage device 180 is composed of, for example, a memory such as a RAM or a ROM, a hard disk, or the like, and is provided outside the assembled battery control unit 150 in the example shown in FIG. The storage device 180 may be mounted on the circuit board constituting the assembled battery control unit 150. Further, the storage device 180 may be mounted on each of the circuit boards constituting the assembled battery control unit 150 and the cell cell control unit 121, for example.

記憶装置１８０は、たとえば、組電池１１０、それぞれの電池群１１１、およびそれぞれの単電池１の情報が記憶される。具体的には、たとえば、前記した各構成についての内部抵抗特性、満充電時の容量、分極特性、劣化特性、個体差情報、充電率（State of charge: SOC）、開放電圧（Open circuit voltage: OCV）などの情報が、記憶装置１８０に記憶される。また、記憶装置１８０は、たとえば、電池温度推定式と、誤差演算式と、補正係数マップと、内部温度補正式と、が記憶されている。以下、記憶装置１８０に記憶される演算式をより詳細に説明する。 The storage device 180 stores, for example, information on the assembled battery 110, each battery group 111, and each cell unit 1. Specifically, for example, the internal resistance characteristics, the capacitance at full charge, the polarization characteristics, the deterioration characteristics, the individual difference information, the charge rate (State of charge: SOC), and the open circuit voltage (Open circuit voltage) for each of the above-mentioned configurations. Information such as OCV) is stored in the storage device 180. Further, the storage device 180 stores, for example, a battery temperature estimation formula, an error calculation formula, a correction coefficient map, and an internal temperature correction formula. Hereinafter, the arithmetic expression stored in the storage device 180 will be described in more detail.

電池温度推定式は、単電池１の表面温度および内部温度と、単電池１に流れる電流の大きさとの関係を規定した式である。電池温度推定式は、たとえば単電池１の温度モデルであり、以下の数式（１）および（２）によって表される。 The battery temperature estimation formula is a formula that defines the relationship between the surface temperature and internal temperature of the cell 1 and the magnitude of the current flowing through the cell 1. The battery temperature estimation formula is, for example, a temperature model of the cell 1 and is represented by the following formulas (1) and (2).

Figure 2021009103
Figure 2021009103

Figure 2021009103
Figure 2021009103

上記数式（１）において、T(t)seqは、単電池１の温度の演算値であり、ｆは、たとえば熱回路網法によって規定される関数である。熱回路網法は、モデル化対象の熱的な系を、簡単化した複数の質点間の熱量の移動で表現する手法である。熱移動量は、２点間の温度差と熱抵抗によって決まり、移動および発生した熱量は、系全体で質点の温度上昇に用いる熱量として保存される。 In the above mathematical formula (1), T (t) seq is a calculated value of the temperature of the cell 1 and f is a function defined by, for example, the thermal network method. The thermal network method is a method of expressing a thermal system to be modeled by a simplified transfer of heat between a plurality of mass points. The amount of heat transfer is determined by the temperature difference between the two points and the thermal resistance, and the amount of heat transferred and generated is stored as the amount of heat used to raise the temperature of the mass point in the entire system.

また、上記数式（１）において、tは今回の演算時の時刻、Δtは前回の演算時の時刻と今回の演算時の時刻との時間間隔、T(t-Δt)seqは、前回の演算時刻における単電池１の温度の演算値、Qgen(t)は、単電池１の発熱量、Tamb(t)は、単電池１の周囲の環境温度である。なお、T(t)seqおよびT(t-Δt)seqは、単電池１の内部温度Tin(t)、表面温度Tsur(t)、およびその他の部分の温度Toth(t)を含む単電池１の複数の部分の温度の数列である。 Further, in the above formula (1), t is the time at the time of the current calculation, Δt is the time interval between the time at the time of the previous calculation and the time at the time of the current calculation, and T (t-Δt) seq is the time of the previous calculation. The calculated value of the temperature of the cell 1 at the time, Q gen (t) is the calorific value of the cell 1, and Tamb (t) is the ambient temperature of the cell 1. Note that T (t) seq and T (t-Δt) seq include the internal temperature T in (t) of the cell 1 and the surface temperature T sur (t), and the temperature Toth (t) of other parts. It is a sequence of temperatures of a plurality of parts of the cell 1.

なお、関数ｆは、上記数式（１）に限定されない。具体的には、たとえば、前回の単電池１の温度の演算値T(t-Δt)seqと発熱量Qgen(t)、および環境温度Tambを用い、単電池１の温度T(t)seqは、前回の単電池１の温度の演算値T(t-Δt)seqを開始温度とし、電池設計によって定まる時定数τで環境温度Tambに近づく式でもよい。 The function f is not limited to the above mathematical formula (1). Specifically, for example, the temperature T (t) of the cell 1 is used by using the calculated value T (t-Δt) seq of the temperature of the cell 1 last time, the calorific value Q gen (t), and the environmental temperature Tamb. The seq may be an equation that approaches the ambient temperature Tamb with the time constant τ determined by the battery design, with the calculated value T (t-Δt) seq of the temperature of the cell 1 last time as the starting temperature.

また、前回の単電池１の温度の演算値T(t-Δt)seqと発熱量Qgen(t)、および環境温度Tambと、今回の単電池１の内部温度Tinとの関係を規定したマップが記憶装置１８０に記憶されていてもよい。この場合、前回の単電池１の温度の演算値T(t-Δt)seqと発熱量Qgen(t)と環境温度Tambとを入力とし、今回の単電池１の内部温度Tinをマップから探索するようにしてもよい。 In addition, the relationship between the calculated value T (t-Δt) seq of the temperature of the cell 1 last time, the calorific value Q gen (t), the environmental temperature Tamb, and the internal temperature T in of the cell 1 this time is specified. The created map may be stored in the storage device 180. In this case, the calculated value T (t-Δt) seq of the temperature of the cell 1 last time, the calorific value Q gen (t), and the environmental temperature Tamb are input, and the internal temperature T in of the cell 1 this time is mapped. You may search from.

上記数式（２）において、Ｒは、単電池１の抵抗の演算値、SOC(t)は、演算時の時刻tにおける単電池１のSOCの演算値、T’in(t-Δt)は、前回の単電池１の内部温度補正値、I(t)は、単電池１を流れる電流の測定値である。単電池１の抵抗値は、たとえば、単電池１の抵抗値とSOCと温度との関係から求めることが可能である。すなわち、記憶装置１８０は、単電池１に流れる電流の大きさとの関係を規定した電池温度推定式として、たとえば上記の数式（１）および（２）が記憶されている。 In the above equation (2), R is the calculated value of the resistance of the single cell 1, SOC (t) the calculated value of the SOC of the single cell 1 at time t during operation, T 'in (t-Δt ) is The previous internal temperature correction value of the cell 1 and I (t) are measured values of the current flowing through the cell 1. The resistance value of the cell 1 can be obtained, for example, from the relationship between the resistance value of the cell 1 and the SOC and the temperature. That is, the storage device 180 stores, for example, the above mathematical formulas (1) and (2) as battery temperature estimation formulas that define the relationship with the magnitude of the current flowing through the cell 1.

なお、単電池１の発熱量Qgen(t)は、前回の単電池１の内部温度補正値T’in(t-Δt)を用いることなく演算することも可能である。すなわち、記憶装置１８０は、上記の数式（２）に代えて、単電池１の電流値、SOCおよび環境温度と、単電池１の内部温度および表面温度との関係を実験的に取得することで作成された実験結果のマップが記憶されていてもよい。また、単電池１のSOCは、たとえば、記憶装置１８０に記憶された単電池１を流れる電流値と電圧値との関係に基づいて、中央処理装置１９０によって算出することができる。 Incidentally, the unit cell 1 of the calorific value Q gen (t) can also be computed without using the internal temperature correction value T 'in the last of the single cell 1 (t-Δt). That is, the storage device 180 experimentally acquires the relationship between the current value, SOC, and environmental temperature of the cell 1 and the internal temperature and surface temperature of the cell 1 instead of the above mathematical formula (2). The created map of the experimental results may be stored. Further, the SOC of the cell 1 can be calculated by the central processing unit 190, for example, based on the relationship between the current value and the voltage value stored in the cell 1 stored in the storage device 180.

また、単電池１の発熱量Qgen(t)は、以下の数式（３）によって演算することも可能である。すなわち、記憶装置１８０は、以下の数式（３）が記憶されていてもよい。 Further, the calorific value Q gen (t) of the cell 1 can be calculated by the following mathematical formula (3). That is, the storage device 180 may store the following mathematical formula (3).

Figure 2021009103
Figure 2021009103

上記数式（３）において、Qgen(t)は、単電池１の発熱量、CCV(t)は、単電池１の電圧の測定値、OCV(t)は、単電池１の開放電圧の演算値、Iは、単電池１を流れる電流の測定値である。なお、あらかじめ単電池１の充電率SOCと測定電圧CCVとの関係を実験的に取得し、充電率SOCと測定電圧CCVとの対応関係を表すマップやグラフを記憶装置１８０に保存しておくことができる。これにより、中央処理装置１９０により、充電率SOC（t）の演算値と、充電率SOCと測定電圧CCVとの対応関係を表すマップやグラフに基づいて、単電池１の開放電圧OCV(t)を演算することができる 。 In the above formula (3), Q gen (t) is the calorific value of the cell 1, CCV (t) is the measured value of the voltage of the cell 1, and OCV (t) is the open circuit voltage of the cell 1. The value, I, is a measured value of the current flowing through the cell 1. It should be noted that the relationship between the charge rate SOC of the cell 1 and the measured voltage CCV is experimentally acquired in advance, and a map or graph showing the correspondence relationship between the charge rate SOC and the measured voltage CCV is stored in the storage device 180. Can be done. As a result, the central processing unit 190 determines the open circuit voltage OCV (t) of the cell 1 based on the map or graph showing the correspondence between the calculated value of the charge rate SOC (t) and the charge rate SOC and the measured voltage CCV. Can be calculated.

また、記憶装置１８０には、前述のように、誤差演算式が記憶される。誤差演算式は、単電池１の表面温度の測定値と単電池１の表面温度の演算値との差分を表面温度誤差とする式であり、たとえば、以下の数式（４）によって表すことができる。 Further, as described above, the storage device 180 stores the error calculation formula. The error calculation formula is a formula in which the difference between the measured value of the surface temperature of the cell 1 and the calculated value of the surface temperature of the cell 1 is used as the surface temperature error, and can be expressed by, for example, the following formula (4). ..

Figure 2021009103
Figure 2021009103

上記数式（４）において、Tsur,mes(t)は、単電池１の表面温度の測定値、Tsur,cal(t)は、単電池１の表面温度の演算値である。また、上記数式（４）において、ΔTsur(t)は、演算と演算との間の時間間隔Δtの間での単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)と演算値Tsur,cal(t)との差分、すなわち単電池１の表面温度誤差の時間変化率である。簡単のため、表面温度誤差の時間変化率を単に「表面温度誤差」という。 In the above mathematical formula (4), T sur, mes (t) is a measured value of the surface temperature of the cell 1 and T sur, cal (t) is a calculated value of the surface temperature of the cell 1. Further, in the above mathematical formula (4), ΔT sur (t) is the measured value T sur, mes (t) and the calculated value T of the surface temperature of the cell 1 during the time interval Δt between the operations. It is the difference from sur and cal (t), that is, the time change rate of the surface temperature error of the cell 1. For simplicity, the rate of change of surface temperature error over time is simply referred to as "surface temperature error".

また、記憶装置１８０には、前述のように、補正係数マップが記憶される。補正係数マップは、単電池１を流れる電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係を規定したマップである。より具体的には、記憶装置１８０には、たとえば、以下の数式（５ａ）、（５ｂ）または（５ｃ）で表される電流時間指標演算式が記憶されている。 Further, as described above, the correction coefficient map is stored in the storage device 180. The correction coefficient map is a map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current flowing through the cell 1 and the correction coefficient. More specifically, the storage device 180 stores, for example, a current-time index calculation formula represented by the following mathematical formulas (5a), (5b) or (5c).

Figure 2021009103
Figure 2021009103

上記数式（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）において、CTa，CTb，CTcは、それぞれ、単電池１に流れる電流の大きさとその電流の継続時間とに基づいて決定され、補正係数を求めるために用いられる電流時間指標である。また、上記数式（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）において、Iは、単電池１を流れる電流の測定値、tは、単電池１を流れる電流の継続時間、Ｒは、単電池１の内部抵抗の演算値である。 In the above mathematical formulas (5a), (5b), and (5c), CTa, CTb, and CTc are each determined based on the magnitude of the current flowing through the cell 1 and the duration of the current, and the correction coefficient is obtained. It is a current time index used for. Further, in the above mathematical formulas (5a), (5b), and (5c), I is the measured value of the current flowing through the cell 1, t is the duration of the current flowing through the cell 1, and R is the measurement value of the current flowing through the cell 1. This is the calculated value of the internal resistance.

また、記憶装置１８０に記憶される補正係数マップは、たとえば、上記電流時間指標CTa，CTbまたはCTcと、補正係数αとの関係を規定するマップである。より具体的には、補正係数マップは、たとえば、電流時間指標CTa，CTbまたはCTcと補正係数αとの関係を示すグラフやテーブルである。補正係数αは、単電池１の内部温度の演算値を補正して、より正確な単電池１の内部温度の補正値を演算するために用いられる。 Further, the correction coefficient map stored in the storage device 180 is, for example, a map that defines the relationship between the current time index CTa, CTb or CTc and the correction coefficient α. More specifically, the correction coefficient map is, for example, a graph or table showing the relationship between the current-time indicators CTa, CTb or CTc and the correction coefficient α. The correction coefficient α is used to correct the calculated value of the internal temperature of the cell 1 and calculate a more accurate correction value of the internal temperature of the cell 1.

補正係数マップにおいて、補正係数αは０以上の値であり、電流時間指標CTa，CTbまたはCTcと補正係数αとが一対一で対応している。補正係数マップにおいて、補正係数αは、たとえば、電流時間指標CTa，CTbまたはCTcの増加にともなって、増大するように決定される。すなわち、記憶装置１８０に記憶された補正係数マップにおいて、電流の大きさおよび継続時間と補正係数αとの関係は、電流の大きさの測定値をI、電池の内部抵抗をＲ、時間をtとして、上記数式（５ａ）、（５ｂ）または（５ｃ）で表される電流時間指標CTa，CTbまたはCTcの増加にともなって、補正係数αが増大する関係として記憶されている。 In the correction coefficient map, the correction coefficient α is a value of 0 or more, and the current time index CTa, CTb or CTc has a one-to-one correspondence with the correction coefficient α. In the correction coefficient map, the correction coefficient α is determined to increase as, for example, the current-time index CTa, CTb or CTc increases. That is, in the correction coefficient map stored in the storage device 180, the relationship between the current magnitude and duration and the correction coefficient α is such that the measured value of the current magnitude is I, the internal resistance of the battery is R, and the time is t. As a result, the correction coefficient α increases as the current-time index CTa, CTb or CTc represented by the above mathematical formulas (5a), (5b) or (5c) increases.

また、補正係数マップは、たとえば、実験的に作成して記憶装置１８０に記憶させることも可能である。具体的には、たとえば、単電池１と同等の実験用電池を用意し、その実験用電池に内部温度を測定可能な温度計と表面温度を測定可能な温度計を設置する。そして、実験用電池を繰り返し充放電させ、実験用電池の内部温度と表面温度を実測する。また、実験用電池を流れる電流と実験用電池の電圧を測定し、測定した電流値と電圧値に基づいて実験用電池の内部温度と表面温度の演算値を求める。そして、実験用電池の内部温度の測定値と演算値との間の内部温度誤差と、実験用電池の表面温度の測定値と演算値との間の表面温度誤差を求める。 Further, the correction coefficient map can be created experimentally and stored in the storage device 180, for example. Specifically, for example, an experimental battery equivalent to the cell 1 is prepared, and a thermometer capable of measuring the internal temperature and a thermometer capable of measuring the surface temperature are installed in the experimental battery. Then, the experimental battery is repeatedly charged and discharged, and the internal temperature and the surface temperature of the experimental battery are actually measured. Further, the current flowing through the experimental battery and the voltage of the experimental battery are measured, and the calculated values of the internal temperature and the surface temperature of the experimental battery are obtained based on the measured current value and the voltage value. Then, the internal temperature error between the measured value and the calculated value of the internal temperature of the experimental battery and the surface temperature error between the measured value and the calculated value of the surface temperature of the experimental battery are obtained.

そして、実験用電池の表面温度誤差に対して内部温度誤差が大きいほど補正係数αが大きくなり、実験用電池の表面温度誤差に対して内部温度誤差が小さいほど補正係数αが小さくなるように補正係数マップを作成する。換言すると、実験用電池の発熱量誤差が大きいほど補正係数αが大きくなり、実験用電池の発熱量誤差が小さいほど補正係数αが小さくなるように補正係数マップを作成する。このようにして、実験的に作成した補正係数マップを記憶装置１８０に記憶させることができる。 Then, the larger the internal temperature error with respect to the surface temperature error of the experimental battery, the larger the correction coefficient α, and the smaller the internal temperature error with respect to the surface temperature error of the experimental battery, the smaller the correction coefficient α. Create a coefficient map. In other words, the correction coefficient map is created so that the larger the calorific value error of the experimental battery, the larger the correction coefficient α, and the smaller the calorific value error of the experimental battery, the smaller the correction coefficient α. In this way, the experimentally created correction coefficient map can be stored in the storage device 180.

また、記憶装置１８０には、前述のように、内部温度補正式が記憶される。内部温度補正式は、以下の数式（６）で表されるように、補正係数αを乗じた単電池１の表面温度誤差ΔTsur(t)と単電池１の内部温度の演算値Tin(t)との和を内部温度補正値T’in(t)とする式である。 Further, as described above, the storage device 180 stores the internal temperature correction formula. The internal temperature correction formula is the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1 multiplied by the correction coefficient α and the calculated value T in (calculated value of the internal temperature of the cell 1) as expressed by the following formula (6). the sum of the t) is an expression for the internal temperature correction value T 'in (t).

Figure 2021009103
Figure 2021009103

また、記憶装置１８０は、以下の数式（７）で表されるように、単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を表面温度補正値T’sur,cal(t)とする表面温度補正式が記憶されていてもよい。 Further, the storage device 180 uses the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature of the cell 1 as the surface temperature correction value T'sur, cal (t) as represented by the following mathematical formula (7). The surface temperature correction formula to be used may be stored.

Figure 2021009103
Figure 2021009103

以上のように、本実施形態の記憶装置１８０は、たとえば、前記数式（１）および（２）で表される電池温度推定式と、前記数式（４）で表される誤差演算式と、数式（５ａ）、（５ｂ）または（５ｃ）で表される電流時間指標演算式と、電流時間指標CTa，CTbまたはCTcと補正係数αとの関係を示す補正係数マップと、前記数式（６）で表される内部温度補正式と、が記憶されている。 As described above, the storage device 180 of the present embodiment has, for example, the battery temperature estimation formula represented by the formulas (1) and (2), the error calculation formula represented by the formula (4), and the formula. The current time index calculation formula represented by (5a), (5b) or (5c), the correction coefficient map showing the relationship between the current time index CTa, CTb or CTc and the correction coefficient α, and the above formula (6). The represented internal temperature correction formula and is stored.

中央処理装置１９０は、図１に示すように、たとえば組電池制御部１５０を構成する回路基板に実装され、記憶装置１８０に対して情報通信可能に接続されている。なお、中央処理装置１９０は、たとえば、単電池管理部１２０を構成する回路基板に実装されてもよい。 As shown in FIG. 1, the central processing unit 190 is mounted on a circuit board constituting, for example, the assembled battery control unit 150, and is connected to the storage device 180 so as to be capable of information communication. The central processing unit 190 may be mounted on the circuit board constituting the cell management unit 120, for example.

また、中央処理装置１９０は、たとえば、単電池１に流れる電流を測定する電流センサである電流検知部１３０に信号線を介して接続され、電流検知部１３０による電流の測定値を取得する。また、中央処理装置１９０は、たとえば、組電池１１０の電圧を測定する電圧検知部１４０に信号線を介して接続され、電圧検知部１４０による電圧の測定値を取得する。また、中央処理装置１９０は、たとえば、図示を省略する環境温度センサに信号線を介して接続され、環境温度センサから単電池１の周囲の環境温度を取得する。 Further, the central processing device 190 is connected to, for example, a current detection unit 130, which is a current sensor for measuring the current flowing through the cell 1, via a signal line, and acquires a measured value of the current by the current detection unit 130. Further, the central processing unit 190 is connected to, for example, a voltage detection unit 140 that measures the voltage of the assembled battery 110 via a signal line, and acquires a voltage measurement value by the voltage detection unit 140. Further, the central processing unit 190 is connected to, for example, an environmental temperature sensor (not shown) via a signal line, and acquires the ambient temperature around the cell 1 from the environmental temperature sensor.

また、中央処理装置１９０は、たとえば、通信経路１６０および絶縁素子１７０を介して単電池制御部１２１に接続されている。これにより、中央処理装置１９０は、単電池制御部１２１が備える電圧センサによって測定された電池群１１１を構成する個々の単電池１の電圧を取得する。また、中央処理装置１９０は、たとえば、温度センサ２によって測定された各々の電池群１１１の少なくとも一つの単電池１の表面温度の測定値を取得する。中央処理装置１９０は、記憶装置１８０に記憶された情報や、上記センサ等から取得した情報に基づいて、各種の演算を実行する。 Further, the central processing unit 190 is connected to the cell control unit 121 via, for example, a communication path 160 and an insulating element 170. As a result, the central processing unit 190 acquires the voltage of each cell 1 constituting the battery group 111 measured by the voltage sensor included in the cell control unit 121. Further, the central processing unit 190 acquires, for example, the measured value of the surface temperature of at least one cell 1 of each battery group 111 measured by the temperature sensor 2. The central processing unit 190 executes various calculations based on the information stored in the storage device 180 and the information acquired from the sensor or the like.

充電器３００は、たとえばリレー２００を介して電池制御システム１００に接続されている。充電器３００は、たとえば電池制御システム１００の充電時に、家庭や充電スタンドに設置された電源に接続される。充電器３００は、たとえば信号線を介して車両制御部５００に接続され、車両制御部５００からの指令に基づいて、充電電圧や充電電流などを制御する。なお、充電器３００は、たとえば信号線を介して組電池制御部１５０に接続され、組電池制御部１５０からの指令に基づいて、充電電圧や充電電流などを制御してもよい。充電器３００は、たとえば、その性能、使用目的、外部の電源の設置条件、および車両の構成などに応じて、車両の内部または外部に設置される。 The charger 300 is connected to the battery control system 100 via, for example, a relay 200. The charger 300 is connected to a power source installed in a home or a charging stand, for example, when charging the battery control system 100. The charger 300 is connected to the vehicle control unit 500 via, for example, a signal line, and controls the charging voltage, charging current, and the like based on a command from the vehicle control unit 500. The charger 300 may be connected to the assembled battery control unit 150 via, for example, a signal line, and may control the charging voltage, charging current, or the like based on a command from the assembled battery control unit 150. The charger 300 is installed inside or outside the vehicle, for example, depending on its performance, purpose of use, installation conditions of an external power source, the configuration of the vehicle, and the like.

インバータ４００は、たとえばリレー２００を介して電池制御システム１００に接続されている。また、インバータ４００は、モータジェネレータ６００に接続されている。車両制御部５００は、組電池制御部１５０から出力された情報に基づいて、インバータ４００を制御する。また、車両制御部５００は、リレー２００を介して電池制御システム１００に接続された充電器３００を制御する。 The inverter 400 is connected to the battery control system 100 via, for example, a relay 200. Further, the inverter 400 is connected to the motor generator 600. The vehicle control unit 500 controls the inverter 400 based on the information output from the assembled battery control unit 150. Further, the vehicle control unit 500 controls the charger 300 connected to the battery control system 100 via the relay 200.

電池制御システム１００が搭載された車両は、たとえば車両制御部５００の制御の下、電池制御システム１００がリレー２００を介してインバータ４００に接続される。これにより、組電池１１０を構成する単電池１に蓄積された電気エネルギーによってモータジェネレータ６００が駆動され、車両が走行する。また、車両の制動時にモータジェネレータ６００で発電された回生電力が、インバータ４００およびリレー２００を介して電池制御システム１００に供給され、組電池１１０を構成する単電池１が充電される。 In a vehicle equipped with the battery control system 100, for example, under the control of the vehicle control unit 500, the battery control system 100 is connected to the inverter 400 via the relay 200. As a result, the motor generator 600 is driven by the electric energy stored in the cell 1 constituting the assembled battery 110, and the vehicle runs. Further, the regenerative power generated by the motor generator 600 when the vehicle is braked is supplied to the battery control system 100 via the inverter 400 and the relay 200, and the cell 1 constituting the assembled battery 110 is charged.

また、充電器３００が家庭や充電スタンドなどに設置された外部の電源に接続されると、車両制御部５００からの指令に基づいて、リレー２００を介して充電器３００と電池制御システム１００が接続される。これにより、外部の電源から充電器３００およびリレー２００を介して電池制御システム１００に電力が供給され、組電池１１０を構成する単電池１が所定の条件を満たすまで充電される。 Further, when the charger 300 is connected to an external power source installed in a home or a charging stand, the charger 300 and the battery control system 100 are connected via a relay 200 based on a command from the vehicle control unit 500. Will be done. As a result, electric power is supplied from the external power source to the battery control system 100 via the charger 300 and the relay 200, and the cell 1 constituting the assembled battery 110 is charged until a predetermined condition is satisfied.

電池制御システム１００の組電池１１０を構成する単電池１に蓄積された電気エネルギーは、車両の次の走行や車両の内外の電装品などを動作させるために使用される。また、電池制御システム１００の組電池１１０を構成する単電池１に蓄積された電気エネルギーは、必要に応じて、家庭用の電源など、車両の外部へ供給されることがある。 The electric energy stored in the cell 1 constituting the assembled battery 110 of the battery control system 100 is used for the next running of the vehicle and for operating the electrical components inside and outside the vehicle. Further, the electric energy stored in the cell 1 constituting the assembled battery 110 of the battery control system 100 may be supplied to the outside of the vehicle such as a household power source, if necessary.

次に、本実施形態の電池制御システム１００の動作を説明する。 Next, the operation of the battery control system 100 of this embodiment will be described.

図６は、電池制御システム１００の動作の一例を示すフロー図である。電池制御システム１００は、まず、システムをオンにするか否かの起動判定処理Ｐ１を実行する。より具体的には、電池制御システム１００は、たとえば中央処理装置１９０によって、車両の起動スイッチがオンかオフかを判定する。中央処理装置１９０は、車両の起動スイッチがオフである（ＮＯ）と判定すると、起動判定処理Ｐ１を繰り返し実行し、車両の起動スイッチがオンである（ＹＥＳ）と判定すると、システムをオンにして起動させ、履歴読み出し処理Ｐ２を実行する。 FIG. 6 is a flow chart showing an example of the operation of the battery control system 100. The battery control system 100 first executes the activation determination process P1 as to whether or not to turn on the system. More specifically, the battery control system 100 determines whether the vehicle start switch is on or off, for example by the central processing unit 190. When the central processing unit 190 determines that the vehicle start switch is off (NO), it repeatedly executes the start determination process P1, and when it determines that the vehicle start switch is on (YES), it turns on the system. It is started and the history reading process P2 is executed.

履歴読み出し処理Ｐ２において、電池制御システム１００は、たとえば中央処理装置１９０によって、前回、システムが停止する直前に記憶装置１８０に記憶させたシステムの停止時点、その停止時点における単電池１の温度、およびシステム停止時の単電池１のSOCなどを読み込む。次に、電池制御システム１００は、初期条件判定処理Ｐ３を実行する。 In the history reading process P2, the battery control system 100 uses, for example, the central processing unit 190 to store the system in the storage device 180 immediately before the system is stopped last time, the temperature of the cell 1 at the time of the stop, and the temperature of the cell 1. Reads the SOC of the cell 1 when the system is stopped. Next, the battery control system 100 executes the initial condition determination process P3.

初期条件判定処理Ｐ３において、電池制御システム１００は、たとえば中央処理装置１９０により、前回のシステムの停止時点から今回のシステムの起動時点までの経過時間を取得し、その経過時間を記憶装置１８０に記憶されたしきい値時間と比較する。その経過時間がしきい値時間よりも長ければ、中央処理装置１９０は、たとえば温度センサ２による単電池１の表面温度の測定値を、単電池１の内部温度の初期値として設定する。また、経過時間がしきい値時間以下であれば、中央処理装置１９０は、前記数式（１）において、単電池１の発熱量Qgen(t)をゼロとし、前回の演算時の時刻と今回の演算時の時刻との時間間隔Δtを前記経過時間として、単電池１の温度の演算値T(t)seqを出力する。 In the initial condition determination process P3, the battery control system 100 acquires the elapsed time from the previous stop time of the system to the start time of the current system by, for example, the central processing unit 190, and stores the elapsed time in the storage device 180. Compare with the threshold time. If the elapsed time is longer than the threshold time, the central processing unit 190 sets, for example, the measured value of the surface temperature of the cell 1 by the temperature sensor 2 as the initial value of the internal temperature of the cell 1. If the elapsed time is equal to or less than the threshold time, the central processing apparatus 190 sets the calorific value Q gen (t) of the cell 1 to zero in the above formula (1), and sets the time at the time of the previous calculation and the current time. The calculated value T (t) seq of the temperature of the cell 1 is output, with the time interval Δt from the time at the time of calculation of the above as the elapsed time.

次に、電池制御システム１００は、温度計算処理Ｐ４、誤差補正処理Ｐ５、および停止判定処理Ｐ６を実行する。これらの処理は、中央処理装置１９０によって、演算の時間間隔Δtごとに実行される。 Next, the battery control system 100 executes the temperature calculation process P4, the error correction process P5, and the stop determination process P6. These processes are executed by the central processing unit 190 every time interval Δt of the calculation.

図７は、本実施形態の電池制御システム１００の機能ブロック図である。電池制御システム１００は、たとえば、温度演算機能Ｆ１と、補正係数演算機能Ｆ２と、誤差補正機能Ｆ３とを備えている。これらの各機能は、たとえば、記憶装置１８０に記憶された各種の情報やプログラムと、それらを用いて演算を行う中央処理装置１９０によって実現される。 FIG. 7 is a functional block diagram of the battery control system 100 of the present embodiment. The battery control system 100 includes, for example, a temperature calculation function F1, a correction coefficient calculation function F2, and an error correction function F3. Each of these functions is realized, for example, by various information and programs stored in the storage device 180 and a central processing unit 190 that performs calculations using them.

中央処理装置１９０は、まず、温度演算機能Ｆ１、補正係数演算機能Ｆ２、および誤差補正機能Ｆ３の入力となる情報を取得し、または演算する。具体的には、中央処理装置１９０は、たとえば、環境温度センサから単電池１の周囲の環境温度Tamb(t)を取得し、電流検知部１３０から単電池１に流れる電流値I(t)を取得し、温度センサ２から単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を取得する。また、中央処理装置１９０は、たとえば、取得した単電池１を流れる電流値や単電池１の電圧、記憶装置１８０に記憶された情報などに基づいて、単電池１の劣化状態（State of Health: SOH）、SOC(t)、OCV(t)などを演算する。 First, the central processing unit 190 acquires or calculates information to be input to the temperature calculation function F1, the correction coefficient calculation function F2, and the error correction function F3. Specifically, the central processing apparatus 190 acquires, for example, the ambient temperature Tamb (t) around the cell 1 from the environmental temperature sensor, and the current value I (t) flowing from the current detection unit 130 to the cell 1. Is acquired , and the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature of the cell 1 is acquired from the temperature sensor 2. Further, the central processing unit 190 is in a state of health (State of Health) based on, for example, the acquired current value flowing through the cell 1 and the voltage of the cell 1, the information stored in the storage device 180, and the like. SOH), SOC (t), OCV (t), etc. are calculated.

電池制御システム１００は、たとえば、図７に示す温度演算機能Ｆ１によって、図６に示す温度計算処理Ｐ４を実行する。温度演算機能Ｆ１において、中央処理装置１９０は、たとえば、電流センサとしての電流検知部１３０によって測定された電流の大きさの測定値I(t)を入力として用いる。そして、中央処理装置１９０は、前記した数式（１）および（２）で表される電池温度推定式に基づいて、単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)を含む温度の演算値T(t)seqを演算する。 For example, the battery control system 100 executes the temperature calculation process P4 shown in FIG. 6 by the temperature calculation function F1 shown in FIG. 7. In the temperature calculation function F1, the central processing unit 190 uses, for example, a measured value I (t) of the magnitude of the current measured by the current detection unit 130 as a current sensor as an input. Then, the central processing apparatus 190 determines the calculated values T sur, cal (t) of the surface temperature of the cell 1 and the internal temperature based on the battery temperature estimation formulas represented by the above equations (1) and (2). calculating a calculated value T (t) seq of temperatures including calculated value T in a (t).

図７に示す例では、中央処理装置１９０は、温度演算機能Ｆ１の入力として、電流の測定値I(t)に加え、たとえば、単電池１の周囲の環境温度Tamb(t)と、単電池１のSOC(t)を入力とする。そして、中央処理装置１９０は、温度演算機能Ｆ１の出力として、演算の時間間隔Δtごとの単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)を含む演算値T(t)seqを出力する。 In the example shown in FIG. 7, the central processing unit 190 receives, for example, the ambient temperature Tamb (t) around the cell 1 in addition to the measured current value I (t) as the input of the temperature calculation function F1. The SOC (t) of the battery 1 is used as an input. Then, the central processing unit 190 outputs the calculated value T sur, cal (t) of the surface temperature of the cell 1 and the calculated value T in (t) of the internal temperature for each calculation time interval Δt as the output of the temperature calculation function F1. Outputs the calculated value T (t) seq including.

すなわち、温度演算機能Ｆ１において、中央処理装置１９０は、まず、前記の数式（２）に基づいて、単電池１のSOC(t)と、前回の単電池１の温度の演算値T(t-Δt)seqと電流の測定値I(t)とを入力として、時刻t-Δtから時刻tまでの単電池１の発熱量Qgen(t)を演算する。次に、中央処理装置１９０は、前記の数式（１）に基づいて、前回の単電池１の温度の演算値T(t-Δt)seqと、時刻t-Δtから時刻tまでの単電池１の発熱量Qgen(t)と、環境温度Tamb(t)とを入力とし、今回の単電池１の温度の演算値T(t)seqを演算して出力する。 That is, in the temperature calculation function F1, the central processing apparatus 190 first calculates the SOC (t) of the cell 1 and the temperature calculation value T (t-) of the cell 1 last time based on the above formula (2). Using Δt) seq and the measured current value I (t) as inputs, the calorific value Q gen (t) of the cell 1 from time t-Δt to time t is calculated. Next, the central processing apparatus 190 has the calculated value T (t-Δt) seq of the temperature of the previous cell 1 and the cell 1 from time t-Δt to time t based on the above formula (1). The calorific value Q gen (t) and the ambient temperature Tamb (t) are input, and the calculated value T (t) seq of the temperature of the cell 1 this time is calculated and output.

次に、電池制御システム１００は、図７に示す補正係数演算機能Ｆ２および誤差補正機能Ｆ３により、図６に示す誤差補正処理Ｐ５を実行する。補正係数演算機能Ｆ２において、中央処理装置１９０は、電流センサによる電流の大きさの測定値I(t)および電流の継続時間の測定値を用い、記憶装置１８０に記憶された補正係数マップに基づいて補正係数αを演算する。 Next, the battery control system 100 executes the error correction process P5 shown in FIG. 6 by the correction coefficient calculation function F2 and the error correction function F3 shown in FIG. 7. In the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 uses the measured value I (t) of the magnitude of the current by the current sensor and the measured value of the duration of the current, and is based on the correction coefficient map stored in the storage device 180. To calculate the correction coefficient α.

より具体的には、補正係数演算機能Ｆ２において、中央処理装置１９０は、たとえば、補正係数マップにおいて補正係数αと一対一で対応する電流の大きさおよび継続時間として、前記数式（５ａ）、（５ｂ）または（５ｃ）で表される電流時間指標CTa，CTbまたはCTcを演算する。そして、得られた電流時間指標CTa，CTbまたはCTcを用い、記憶装置１８０に記憶された補正係数マップに基づいて、補正係数αを演算して出力する。 More specifically, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 sets the magnitude and duration of the current corresponding to the correction coefficient α on a one-to-one basis in the correction coefficient map, for example, in the above equations (5a), (5a). Calculate the current-time index CTa, CTb or CTc represented by 5b) or (5c). Then, using the obtained current-time index CTa, CTb or CTc, the correction coefficient α is calculated and output based on the correction coefficient map stored in the storage device 180.

次に、誤差補正機能Ｆ３において、中央処理装置１９０は、たとえば、温度演算機能Ｆ１から出力された単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)、補正係数演算機能Ｆ２から出力された補正係数α、ならびに、温度センサ２による単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を入力とする。そして、中央処理装置１９０は、表面温度の演算値Tsur,mes(t)と、温度センサ２によって測定された表面温度の測定値Tsur,mes(t)とを用い、前記数式（４）で表される誤差演算式に基づいて表面温度誤差ΔTsur(t)を演算する。 Next, in the error correction function F3, the central processing apparatus 190 uses, for example, the calculated value T sur, cal (t) of the surface temperature of the cell 1 and the calculated value T in (calculated value T in ) of the internal temperature output from the temperature calculation function F1. t), the correction coefficient α output from the correction coefficient calculation function F2, and the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature of the cell 1 by the temperature sensor 2 are input. Then, the central processing apparatus 190 uses the calculated surface temperature value T sur, mes (t) and the measured surface temperature value T sur, mes (t) measured by the temperature sensor 2 in the above mathematical formula (4). Calculate the surface temperature error ΔT sur (t) based on the expressed error calculation formula.

さらに、誤差補正機能Ｆ３において、中央処理装置１９０は、補正係数演算機能Ｆ２で出力した補正係数αと、表面温度誤差ΔTsur(t)および内部温度の演算値Tin(t)を用い、前記数式（６）で表される内部温度補正式に基づいて、内部温度補正値T’in(t)を演算して出力する。また、誤差補正機能Ｆ３において、中央処理装置１９０は、たとえば、前記数式（７）で表される表面温度補正式に基づいて、単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を表面温度補正値T’sur,cal(t)として出力する。 Further, in the error correction function F3, the central processing apparatus 190 uses the correction coefficient α output by the correction coefficient calculation function F2, the surface temperature error ΔT sur (t), and the calculated value T in (t) of the internal temperature. based on the internal temperature correction formula represented by equation (6) calculates and outputs an internal temperature correction value T 'in (t). Further, in the error correction function F3, the central processing unit 190 sets the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature of the cell 1 based on the surface temperature correction formula represented by the formula (7), for example. Output as surface temperature correction value T'sur, cal (t).

以上のように、電池制御システム１００は、図６に示す起動判定処理Ｐ１から誤差補正処理Ｐ５を経て、図７に示す誤差補正機能Ｆ３から出力された内部温度補正値T’in(t)を用い、組電池制御部１５０および単電池管理部１２０によって組電池１１０、電池群１１１および単電池１を制御する。 As described above, the battery control system 100 through an error correction process P5 from the activation determining process P1 shown in FIG. 6, the internal temperature correction value T 'in output from the error correcting function F3 shown in FIG. 7 (t) The assembled battery 110, the battery group 111, and the cell 1 are controlled by the assembled battery control unit 150 and the cell management unit 120.

次に、電池制御システム１００は、図６に示す停止判定処理Ｐ６を実行する。より具体的には、電池制御システム１００は、たとえば中央処理装置１９０によって、車両の起動スイッチがオフか否かを判定する。中央処理装置１９０は、車両の起動スイッチがオフでない（ＮＯ）と判定すると、温度計算処理Ｐ４に戻り、車両の起動スイッチがオフである（ＹＥＳ）と判定すると、履歴書き出し処理Ｐ７を実行する。 Next, the battery control system 100 executes the stop determination process P6 shown in FIG. More specifically, the battery control system 100 determines whether or not the vehicle start switch is off by, for example, the central processing unit 190. When the central processing unit 190 determines that the vehicle start switch is not off (NO), it returns to the temperature calculation process P4, and when it determines that the vehicle start switch is off (YES), it executes the history writing process P7.

履歴書き出し処理Ｐ７において、電池制御システム１００は、たとえば中央処理装置１９０によって、車両の起動スイッチがオフになった停止時点、停止時点での単電池１の温度、停止時点での単電池１のSOCを、記憶装置１８０に上書きして記憶させる。以上により、電池制御システム１００の動作が終了し、再度、起動判定処理Ｐ１が開始される。 In the history writing process P7, the battery control system 100 uses, for example, the central processing unit 190 to turn off the start switch of the vehicle, the temperature of the cell 1 at the stop, the temperature of the cell 1 at the stop, and the SOC of the cell 1 at the stop. Is overwritten and stored in the storage device 180. As a result, the operation of the battery control system 100 ends, and the start determination process P1 is started again.

たとえば、本実施形態の電池制御システム１００において、組電池１１０を構成するすべての単電池１は、通常、ＳＯＣがほぼ等しくなるように制御され、開放電圧がほぼ等しい。単電池１の開放電圧とは、単電池１に電流が流れていないとき、すなわち、単電池１を流れる電流の大きさがゼロの場合の単電池１の電圧値である。 For example, in the battery control system 100 of the present embodiment, all the cell cells 1 constituting the assembled battery 110 are usually controlled so that the SOCs are substantially equal, and the open circuit voltages are substantially equal. The open circuit voltage of the cell 1 is a voltage value of the cell 1 when no current is flowing through the cell 1, that is, when the magnitude of the current flowing through the cell 1 is zero.

単電池１の電圧は、単電池１の内部温度に依存する内部抵抗によって決まる。単電池１の内部抵抗は、主に巻回体１ａの温度、すなわち単電池１の内部温度に依存し、単電池１の内部温度が低いほど、単電池１の内部抵抗が高くなる傾向がある。そのため、直列に接続されて同じ大きさの電流が流れる複数の単電池１のうち、最低温度の単電池１が最短時間で上限電圧や下限電圧に達する。 The voltage of the cell 1 is determined by the internal resistance that depends on the internal temperature of the cell 1. The internal resistance of the cell 1 mainly depends on the temperature of the winding body 1a, that is, the internal temperature of the cell 1, and the lower the internal temperature of the cell 1, the higher the internal resistance of the cell 1 tends to be. .. Therefore, among the plurality of cell cells 1 connected in series and flowing a current of the same magnitude, the cell 1 having the lowest temperature reaches the upper limit voltage and the lower limit voltage in the shortest time.

組電池１１０の許容電力は、組電池１１０を構成するいずれかの単電池１が、充電時や放電時に上限電圧や下限電圧に達する電力である。そのため、単電池１の内部温度が低下するほど、組電池１１０の許容電力が低下する。したがって、組電池１１０の許容電力を演算するためには、少なくとも最低温度の単電池１の内部温度を用いる必要がある。しかし、巻回体１ａは、容器１ｃの内部に収容される。そのため、巻回体１ａの温度、すなわち単電池１の内部温度は、通常は、温度センサなどによって直接的に計測することはできない。 The permissible power of the assembled battery 110 is the power that any single battery 1 constituting the assembled battery 110 reaches the upper limit voltage or the lower limit voltage at the time of charging or discharging. Therefore, as the internal temperature of the cell 1 decreases, the allowable power of the assembled battery 110 decreases. Therefore, in order to calculate the allowable power of the assembled battery 110, it is necessary to use at least the internal temperature of the cell 1 which is the lowest temperature. However, the wound body 1a is housed inside the container 1c. Therefore, the temperature of the wound body 1a, that is, the internal temperature of the cell 1 cannot usually be directly measured by a temperature sensor or the like.

温度センサ２によって直接的に測定した単電池１の表面温度は、単電池１の巻回体１ａの温度、すなわち単電池１の内部温度よりも低くなる。そのため、温度センサ２によって測定した単電池１の表面温度を、単電池１の内部温度として、そのまま単電池１の内部抵抗の演算に用いると、単電池１の内部抵抗の演算値は、実際の内部抵抗よりも高くなり、組電池１１０の許容電力を過剰に制限することになる。このことは、たとえば寒冷地などの低温環境において、組電池１１０のパフォーマンスを低下させる要因となる。 The surface temperature of the cell 1 directly measured by the temperature sensor 2 is lower than the temperature of the winding body 1a of the cell 1, that is, the internal temperature of the cell 1. Therefore, if the surface temperature of the cell 1 measured by the temperature sensor 2 is used as it is for the calculation of the internal resistance of the cell 1 as the internal temperature of the cell 1, the calculated value of the internal resistance of the cell 1 is the actual value. It becomes higher than the internal resistance and excessively limits the allowable power of the assembled battery 110. This causes a decrease in the performance of the assembled battery 110 in a low temperature environment such as a cold region.

前記特許文献１に記載された従来の制御装置は、電池群の内部における最大温度を推定し、推定された最大温度に基づいて電池群の入出力制限を行う。電池群の最大温度の推定は、電池内部温度と電池表面温度との間の差である電池内外温度差を、吸気温度と電流負荷と冷却風量の中の少なくとも１つに応じて推定し、複数の配置位置における各電池電圧と電流値とから各単位電池の内部抵抗を推定し、各単位電池の内部抵抗の相違に起因する電池群内の温度差を推定する。 The conventional control device described in Patent Document 1 estimates the maximum temperature inside the battery group, and limits the input / output of the battery group based on the estimated maximum temperature. The maximum temperature of the battery group is estimated by estimating the temperature difference between the inside and outside of the battery, which is the difference between the battery internal temperature and the battery surface temperature, according to at least one of the intake air temperature, the current load, and the cooling air volume. The internal resistance of each unit battery is estimated from each battery voltage and current value at the arrangement position of, and the temperature difference in the battery group due to the difference in the internal resistance of each unit battery is estimated.

そして、これらによって推定される温度差の合計値を電池表面温度の最大値に加算して電池群の最大温度を推定する。しかし、最大温度推定部が推定する電池群の内部の最大温度は、電池群の温度モデルの精度の限界から、電池群の真の内部温度との間に誤差が生じる。 Then, the total value of the temperature differences estimated by these is added to the maximum value of the battery surface temperature to estimate the maximum temperature of the battery group. However, the maximum temperature inside the battery group estimated by the maximum temperature estimation unit has an error from the true internal temperature of the battery group due to the limit of the accuracy of the temperature model of the battery group.

前記特許文献２に記載された従来の方法では、電池モジュールの外壁で測定された温度と、電池モジュールの電荷蓄積素子内で生じた熱の拡散モデルの出力温度との差が、実質的にゼロとなるように、前記モデルの入力として供給される温度値が求められる。しかし、これを実現するための手法は、いずれも計算負荷が高いという課題がある。 In the conventional method described in Patent Document 2, the difference between the temperature measured on the outer wall of the battery module and the output temperature of the heat diffusion model generated in the charge storage element of the battery module is substantially zero. The temperature value supplied as the input of the model is obtained so as to be. However, all the methods for realizing this have a problem that the calculation load is high.

これに対し、本実施形態の電池制御システム１００は、前述のように、以下の構成を特徴としている。電池制御システム１００は、単電池１に流れる電流の大きさを測定する電流センサとしての電流検知部１３０、単電池１の表面温度を測定する温度センサ２、記憶装置１８０および中央処理装置１９０を備える。記憶装置１８０は、前述の電池温度推定式と、誤差演算式と、補正係数マップと、前記数式（６）の内部温度補正式と、が記憶されている。電池温度推定式は、前記数式（１）および（２）のように、単電池１の表面温度Tsurおよび内部温度Tinと電流の大きさI(t)との関係を規定した数式である。誤差演算式は、前記数式（４）のように、表面温度の測定値Tsur,mes(t)と表面温度の演算値Tsur,cal(t)との差分を表面温度誤差ΔTsur(t)とする数式である。補正係数マップは、たとえば前記（５ａ）、（５ｂ）または（５ｃ）で表される電流の大きさおよび継続時間と、補正係数αとの関係を規定したテーブルまたはグラフである。内部温度補正式は、前記数式（６）のように、補正係数αを乗じた表面温度誤差ΔTsur(t)と内部温度の演算値Tin(t)との和を内部温度補正値T’in(t)とする数式である。また、中央処理装置１９０は、電流センサによって測定された電流の大きさを用い、電池温度推定式に基づいて単電池１の表面温度および内部温度を演算する。また、中央処理装置１９０は、表面温度の演算値Tsur,cal(t)と、温度センサ２によって測定された表面温度の測定値Tsur,mes(t)とを用い、誤差演算式に基づいて表面温度誤差ΔTsur(t)を演算する。また、中央処理装置１９０は、電流センサによる電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、補正係数マップに基づいて補正係数αを演算する。また、中央処理装置１９０は、補正係数α、表面温度誤差ΔTsur(t)および内部温度の演算値Tinを用い、内部温度補正式に基づいて内部温度補正値T’in(t)を演算する。そして、中央処理装置１９０は、内部温度補正値T’in(t)に基づいて単電池１、電池群１１１および組電池１１０を制御する。 On the other hand, the battery control system 100 of the present embodiment is characterized by the following configuration as described above. The battery control system 100 includes a current detection unit 130 as a current sensor for measuring the magnitude of the current flowing through the cell 1, a temperature sensor 2 for measuring the surface temperature of the cell 1, a storage device 180, and a central processing device 190. .. The storage device 180 stores the battery temperature estimation formula, the error calculation formula, the correction coefficient map, and the internal temperature correction formula of the formula (6). The battery temperature estimation formula is a formula that defines the relationship between the surface temperature T sur and the internal temperature T in of the cell 1 and the magnitude I (t) of the current, as in the above formulas (1) and (2). .. The error calculation formula is the difference between the measured surface temperature value T sur, mes (t) and the calculated surface temperature value T sur, cal (t), as in the above formula (4), and the surface temperature error ΔT sur (t). ). The correction coefficient map is, for example, a table or graph that defines the relationship between the magnitude and duration of the current represented by (5a), (5b) or (5c) above and the correction coefficient α. The internal temperature correction formula is the sum of the surface temperature error ΔT sur (t) multiplied by the correction coefficient α and the calculated value T in (t) of the internal temperature, as in the above formula (6), as the internal temperature correction value T'. It is a mathematical expression that is in (t). Further, the central processing unit 190 calculates the surface temperature and the internal temperature of the cell 1 based on the battery temperature estimation formula using the magnitude of the current measured by the current sensor. Further, the central processing apparatus 190 uses the calculated value T sur, cal (t) of the surface temperature and the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature measured by the temperature sensor 2 based on the error calculation formula. The surface temperature error ΔT sur (t) is calculated. Further, the central processing unit 190 calculates the correction coefficient α based on the correction coefficient map using the measured values of the magnitude and duration of the current by the current sensor. The central processing unit 190, the correction coefficient alpha, an operational value T in the surface temperature error ΔT sur (t) and the internal temperature, calculating the internal temperature correction value T 'in (t) based on the internal temperature correction formula To do. Then, the central processing unit 190 is a single battery 1 based on the internal temperature correction value T 'in (t), and controls the battery group 111 and the assembled battery 110.

このような構成により、本実施形態の電池制御システム１００は、単電池１の真の内部温度とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減することができる。たとえば、中央処理装置１９０によって算出された単電池１の発熱量Qgen(t)が、単電池１の真の発熱量を下回った場合を考える。この場合、単電池１の内部温度の演算値Tin(t)は、単電池１の真の内部温度よりも低くなる。単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)は、単電池１の内部からの伝熱量に依存するので、同様に、単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)も、真の表面温度よりも低くなる。ここで、単電池１の真の表面温度は、温度センサ２によって測定可能である。 With such a configuration, the battery control system 100 of the present embodiment reduces the calculation load as compared with the conventional case while suppressing an error between the true internal temperature of the cell 1 and its calculated value T in (t). can do. For example, consider the case where the calorific value Q gen (t) of the cell 1 calculated by the central processing unit 190 is less than the true calorific value of the cell 1. In this case, the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 is lower than the true internal temperature of the cell 1. Calculated value T sur the surface temperature of the single cell 1, cal (t) is dependent on the amount of heat transfer from the interior of the cell 1, likewise, calculation value T sur the surface temperature of the single cell 1, cal (t ) Is also lower than the true surface temperature. Here, the true surface temperature of the cell 1 can be measured by the temperature sensor 2.

図８は、図７に示す誤差補正機能Ｆ３の出力である内部温度補正値T’in(t)のグラフである。図８に示すように、本実施形態の電池制御システム１００によれば、温度センサ２で測定した単電池１の真の表面温度である測定値Tsur,mes(t)と、単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)との差分である表面温度誤差ΔTsur(t)を求めることができる。そして、求めた表面温度誤差ΔTsur(t)に補正係数αを乗じて単電池１の内部温度の演算値Tin(t)に加算することで、内部温度補正値T’in(t)を求めることができる。したがって、単電池１の真の内部温度とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減することができる。 Figure 8 is a graph of the internal temperature correction value T 'in an output of the error correcting function F3 shown in FIG. 7 (t). As shown in FIG. 8, according to the battery control system 100 of the present embodiment, the measured values T sur, mes (t) , which are the true surface temperatures of the cell 1 measured by the temperature sensor 2, and the cell 1 The surface temperature error ΔT sur (t), which is the difference from the calculated surface temperature value T sur, cal (t), can be obtained. Then, by adding the obtained surface temperature error ΔT sur (t) in the correction coefficient calculation value by multiplying the α internal temperature of the single cell 1 T in (t), the internal temperature correction value T 'in (t) Can be sought. Therefore, the calculation load can be reduced as compared with the conventional case while suppressing an error between the true internal temperature of the cell 1 and its calculated value T in (t).

図９および図１０は、本実施形態の電池制御システム１００において演算される内部温度補正値T’in(t)の効果を説明するグラフである。図９および図１０において、単電池１の真の内部温度Tin,real(t)が実線で表示され、本実施形態のように補正係数αを可変とした場合の内部温度補正値T’in,var(t)が点線で表示されている。また、図９および図１０において、単電池１の真の表面温度、すなわち単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)が二点鎖線で表示されている。 9 and FIG. 10 is a graph illustrating the effect of the internal temperature correction value T 'in which is calculated in the battery control system 100 of the present embodiment (t). 9 and 10, the true internal temperature T in of the single cell 1, real (t) is displayed by a solid line, the internal temperature correction value T 'in the case where the α correction factor as in the present embodiment is variable , var (t) is displayed as a dotted line. Further, in FIGS. 9 and 10, the true surface temperature of the cell 1 or the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature of the cell 1 is indicated by a chain double-dashed line.

さらに、本実施形態に対する比較例１，２として、補正係数αを固定した場合の単電池１の内部温度補正値T’in,fix,S(t)，T’in,fix,L(t)が、それぞれ、一点鎖線と破線で表示されている。なお、一点鎖線で表示される比較例１の内部温度補正値T’in,fix,L(t)は、補正係数αを比較例２よりも大きい値に固定した場合であり、破線で表示される比較例２の内部温度補正値T’in,fix,S(t)は、補正係数αを比較例１よりも小さい値に固定した場合である。図９および図１０に示す例において、すべての時間にわたって、単電池１の真の内部温度Tin,real(t)と、本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)が単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)よりも高い。 Further, as Comparative Examples 1 and 2 with respect to the present embodiment, the internal temperature correction values T'in, fix, S (t) , T'in, fix, L (t) of the cell 1 when the correction coefficient α is fixed. However, they are displayed as a single-dot chain line and a broken line, respectively. The internal temperature correction value T'in, fix, L (t) of Comparative Example 1 displayed by the alternate long and short dash line is the case where the correction coefficient α is fixed to a value larger than that of Comparative Example 2, and is displayed as a broken line. The internal temperature correction values T'in, fix, S (t) of Comparative Example 2 are the cases where the correction coefficient α is fixed to a value smaller than that of Comparative Example 1. In the examples shown in FIGS. 9 and 10, the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 and the internal temperature correction value T'in , var (t) of the present embodiment are simple over all the time. It is higher than the measured value of the surface temperature of the battery 1 T sur, mes (t).

図９および図１０において、時刻t1までの区間では、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)と、単電池１の発熱量の演算値Qgen,cal(t)がほぼ等しい場合を想定する。この場合、この時刻t1までの区間では、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)と、単電池１の発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が小さいため、補正前の内部温度の演算値Tin(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差も小さく、内部温度の演算値Tin(t)は大きな補正を必要としない。 In FIGS. 9 and 10, in the section up to time t1, the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 and the calculated value Q gen, cal (t) of the calorific value of the cell 1 are substantially equal. Imagine a case. In this case, in the section up to this time t1, the error between the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 and the calculated value Q gen, cal (t) of the calorific value of the cell 1 is small. The error between the calculated internal temperature T in (t) before correction and the true internal temperature T in, real (t) is also small, and the calculated internal temperature T in (t) does not require a large correction.

したがって、この時刻t1までの区間では、補正係数αが比較的に小さい値で固定された比較例２の内部温度補正値T’in,fix,S(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さくなる。一方、補正係数αが比較的に大きい値で固定された比較例１の内部温度補正値T’in,fix,L(t)は、内部温度の演算値Tin(t)の補正量が過大になり、真の内部温度Tin,real(t)を中心として発振する。すなわち、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)と、発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が小さい場合に、補正係数αを必要以上に大きい値で固定すると、比較例１の内部温度補正値T’in,fix,L(t)のように真の内部温度Tin,real(t)との誤差が大きくなる。 Therefore, in the interval up to this time t1, the internal temperature correction values T'in, fix, S (t) and the true internal temperature T in, real of Comparative Example 2 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively small value. The error with (t) becomes smaller. On the other hand, the internal temperature correction values T'in, fix, L (t) of Comparative Example 1 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively large value have an excessive correction amount of the calculated internal temperature value T in (t). And oscillates around the true internal temperature T in, real (t). That is, when the error between the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 and the calculated calorific value Q gen, cal (t) is small, the correction coefficient α is fixed at a value larger than necessary. Then, the error from the true internal temperature T in, real (t) becomes large as in the internal temperature correction value T'in, fix, L (t) of Comparative Example 1.

また、図９において、時刻t1以降の区間では、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池１の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも大きくなっている。この場合、補正前の内部温度の演算値Tin(t)は、真の内部温度Tin,real(t)よりも小さくなり、比較的に大きな補正を必要とする。したがって、この時刻t1以降の区間では、補正係数αが比較的に大きい値で固定された比較例１の内部温度補正値T’in,fix,L(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さくなる。一方、補正係数αが比較的に小さい値で固定された比較例２の内部温度補正値T’in,fix,S(t)は、内部温度の演算値Tin(t)の補正量が過小になり、真の内部温度Tin,real(t)との誤差が拡大していく。すなわち、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)と、発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が大きい場合に、補正係数αを必要以上に小さい値で固定すると、図９に示す比較例２の内部温度補正値T’in,fix,S(t)のように真の内部温度Tin,real(t)との誤差が大きくなる。 Further, in FIG. 9, in the section after the time t1, the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 is larger than the calculated value Q gen, cal (t) of the calorific value of the cell 1. ing. In this case, the calculated value T in (t) of the internal temperature before correction is smaller than the true internal temperature T in, real (t), and requires a relatively large correction. Therefore, in the section after this time t1, the internal temperature correction value T'in, fix, L (t) and the true internal temperature T in, real of Comparative Example 1 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively large value. The error with (t) becomes smaller. On the other hand, the internal temperature correction values T'in, fix, S (t) of Comparative Example 2 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively small value are undercorrected by the calculated internal temperature value T in (t). Then, the error from the true internal temperature T in, real (t) increases. That is, when the error between the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 and the calculated calorific value Q gen, cal (t) is large, the correction coefficient α is fixed at a value smaller than necessary. Then, the error from the true internal temperature T in, real (t) becomes large as shown in the internal temperature correction values T'in, fix, S (t) of Comparative Example 2 shown in FIG.

また、図１０において、時刻t1以降の区間では、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池１の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも小さくなっている。そのため、補正前の内部温度の演算値Tin(t)は、真の内部温度Tin,real(t)よりも高く、比較的に大きな補正を必要とする。したがって、この時刻t1以降の区間では、補正係数αが比較的に大きい値で固定された比較例１の内部温度補正値T’in,fix,L(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さくなる。一方、補正係数αが比較的に小さい値で固定された比較例２の内部温度補正値T’in,fix,S(t)は、内部温度の演算値Tin(t)の補正量が過小になり、真の内部温度Tin,real(t)との誤差が拡大していく。すなわち、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)と、発熱量の演算値Qgen,cal(t)との誤差が大きい場合に、補正係数αを必要以上に小さい値で固定すると、図１０に示す比較例２の内部温度補正値T’in,fix,S(t)のように真の内部温度Tin,real(t)との誤差が大きくなる。 Further, in FIG. 10, in the section after the time t1, the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 is smaller than the calculated value Q gen, cal (t) of the calorific value of the cell 1. ing. Therefore, the calculated value T in (t) of the internal temperature before correction is higher than the true internal temperature T in, real (t), and requires a relatively large correction. Therefore, in the section after this time t1, the internal temperature correction value T'in, fix, L (t) and the true internal temperature T in, real of Comparative Example 1 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively large value. The error with (t) becomes smaller. On the other hand, the internal temperature correction values T'in, fix, S (t) of Comparative Example 2 in which the correction coefficient α is fixed at a relatively small value are undercorrected by the calculated internal temperature value T in (t). Then, the error from the true internal temperature T in, real (t) increases. That is, when the error between the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 and the calculated calorific value Q gen, cal (t) is large, the correction coefficient α is fixed at a value smaller than necessary. Then, the error from the true internal temperature T in, real (t) becomes large as shown in the internal temperature correction values T'in, fix, S (t) of Comparative Example 2 shown in FIG.

このように、補正係数αを固定した比較例１，２の内部温度補正値T’in,fix,S(t)，T’in,fix,L(t)は、図９および図１０に示す時刻t1までの区間と時刻t1以降の区間の双方において、真の内部温度Tin,real(t)との誤差を小さくすることはできない。これに対し、本実施形態の電池制御システム１００によれば、単電池１を流れる電流の大きさおよび継続時間に応じて補正係数αを増減させることで、時刻t1までの区間と時刻t1以降の区間の双方において、内部温度補正値T’in,var(t)と真の内部温度Tin,real(t)との誤差を小さくすることができる。また、本実施形態の電池制御システム１００は、補正係数αによる単純な計算によって内部温度補正値T’in,var(t)を演算することができる。したがって、本実施形態の電池制御システム１００によれば、単電池１の真の内部温度Tin,real(t)とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減することができる。 In this way, the internal temperature correction values T'in, fix, S (t) , T'in, fix, L (t) of Comparative Examples 1 and 2 in which the correction coefficient α is fixed are shown in FIGS. 9 and 10. The error from the true internal temperature T in, real (t) cannot be reduced in both the section up to time t1 and the section after time t1. On the other hand, according to the battery control system 100 of the present embodiment, the correction coefficient α is increased or decreased according to the magnitude and duration of the current flowing through the cell 1 to increase or decrease the interval up to time t1 and after time t1. The error between the internal temperature correction value T'in , var (t) and the true internal temperature T in, real (t) can be reduced in both sections. Further, the battery control system 100 of the present embodiment can calculate the internal temperature correction value T'in , var (t) by a simple calculation based on the correction coefficient α. Therefore, according to the battery control system 100 of the present embodiment, the error between the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 and its calculated value T in (t) is suppressed, and the error is suppressed. Can also reduce the calculation load.

図１１は、図９に示す時刻t1以降の区間における電池制御システム１００の許容電力に対する効果を説明するグラフである。図９に示す時刻t1以降の区間では、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池１の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも大きくなっている。そして、単電池１の真の内部温度Tin,real(t)との間の誤差は、単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)が最も大きく、比較例１の内部温度補正値T’in,fix,S(t)が二番目に大きく、本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)と比較例２の内部温度補正値T’in,fix,L(t)が同等で最も小さい。そのため、許容電力の演算に単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)や比較例１の内部温度補正値T’in,fix,S(t)を用いると、許容電力の演算に単電池１の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と比較して、許容電力の演算値P(T)が小さくなる。この場合、単電池１を真の許容電力まで十分に活用することができない。 FIG. 11 is a graph illustrating the effect of the battery control system 100 on the allowable power in the section after the time t1 shown in FIG. In the section after the time t1 shown in FIG. 9, the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 is larger than the calculated value Q gen, cal (t) of the calorific value of the cell 1. .. The error between the true internal temperature of the cell 1 and T in, real (t) is the largest when the measured surface temperature of the cell 1 is T sur, mes (t), and the internal temperature of Comparative Example 1 is large. The correction values T'in, fix, S (t) are the second largest, and the internal temperature correction values T'in , var (t) of this embodiment and the internal temperature correction values T'in, fix, L of Comparative Example 2 (t) is equivalent and the smallest. Therefore, if the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature of the cell 1 and the internal temperature correction value T'in, fix, S (t) of Comparative Example 1 are used to calculate the allowable power, the allowable power can be calculated. Compared with the case where the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 is used, the calculated value P (T) of the allowable power becomes smaller. In this case, the cell 1 cannot be fully utilized up to the true allowable power.

これに対し、許容電力の演算に本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)を用いると、許容電力の演算に単電池１の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と同等の許容電力の演算値P(T)が得られる。なお、図９に示す時刻t1以降の区間では、許容電力の演算に比較例２の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合も同様の効果が得られる。しかし、図９に示す時刻t1までの区間では、許容電力の演算に比較例２の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合、真の許容電力よりも高い許容電力の演算値P(T)が算出される場合があるため、単電池１の寿命や安全性を低下させるおそれがある。 On the other hand, when the internal temperature correction value T'in , var (t) of the present embodiment is used for the calculation of the allowable power, the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 is calculated for the allowable power. The calculated value P (T) of the permissible power equivalent to that used is obtained. In the section after the time t1 shown in FIG. 9, the same effect can be obtained when the internal temperature correction values T'in, fix, L (t) of Comparative Example 2 are used for the calculation of the allowable power. However, in the section up to time t1 shown in FIG. 9, when the internal temperature correction value T'in, fix, L (t) of Comparative Example 2 is used in the calculation of the allowable power, the allowable power is higher than the true allowable power. Since the calculated value P (T) of may be calculated, the life and safety of the cell 1 may be reduced.

図１２は、図１０に示す時刻t1以降の区間における電池制御システム１００の許容電力に対する効果を説明するグラフである。図１０に示す時刻t1以降の区間では、単電池１の真の発熱量Qgen,real(t)が、単電池１の発熱量の演算値Qgen,cal(t)よりも小さくなっている。そして、単電池１の真の内部温度Tin,real(t)との間の誤差は、単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)が最も大きく、比較例１の内部温度補正値T’in,fix,S(t)が二番目に大きく、本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)と比較例２の内部温度補正値T’in,fix,L(t)が同等で最も小さい。 FIG. 12 is a graph illustrating the effect of the battery control system 100 on the allowable power in the section after the time t1 shown in FIG. In the section after the time t1 shown in FIG. 10, the true calorific value Q gen, real (t) of the cell 1 is smaller than the calculated value Q gen, cal (t) of the calorific value of the cell 1. .. The error between the true internal temperature of the cell 1 and T in, real (t) is the largest when the measured surface temperature of the cell 1 is T sur, mes (t), and the internal temperature of Comparative Example 1 is large. The correction values T'in, fix, S (t) are the second largest, and the internal temperature correction values T'in , var (t) of this embodiment and the internal temperature correction values T'in, fix, L of Comparative Example 2 (t) is equivalent and the smallest.

そのため、許容電力の演算に単電池１の表面温度の測定値Tsur,mes(t)を用いると、許容電力の演算に単電池１の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と比較して、許容電力の演算値P(T)が小さくなる。この場合、単電池１を真の許容電力まで十分に活用することができない。また、許容電力の演算に比較例１の内部温度補正値T’in,fix,S(t)を用いると、許容電力の演算に単電池１の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と比較して、許容電力の演算値P(T)が大きくなる。この場合、単電池１の寿命や安全性を低下させるおそれがある。 Therefore, when the measured value T sur, mes (t) of the surface temperature of the cell 1 was used for the calculation of the allowable power, the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 was used for the calculation of the allowable power. Compared with the case, the calculated value P (T) of the allowable power becomes smaller. In this case, the cell 1 cannot be fully utilized up to the true allowable power. Further, when the internal temperature correction value T'in, fix, S (t) of Comparative Example 1 is used for the calculation of the allowable power, the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 is calculated for the allowable power. The calculated value P (T) of the permissible power becomes larger than that in the case of using it. In this case, the life and safety of the cell 1 may be reduced.

これに対し、許容電力の演算に本実施形態の内部温度補正値T’in,var(t)を用いると、許容電力の演算に単電池１の真の内部温度Tin,real(t)を用いた場合と同等の許容電力の演算値P(T)が得られる。なお、図１０に示す時刻t1以降の区間では、許容電力の演算に比較例２の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合も同様の効果が得られる。しかし、図１０に示す時刻t1までの区間では、許容電力の演算に比較例２の内部温度補正値T’in,fix,L(t)を用いた場合、真の許容電力よりも高い許容電力の演算値P(T)が算出される場合があるため、単電池１の寿命や安全性を低下させるおそれがある。 On the other hand, when the internal temperature correction value T'in , var (t) of the present embodiment is used for the calculation of the allowable power, the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 is calculated for the allowable power. The calculated value P (T) of the permissible power equivalent to that used is obtained. In the section after the time t1 shown in FIG. 10, the same effect can be obtained when the internal temperature correction values T'in, fix, L (t) of Comparative Example 2 are used for the calculation of the allowable power. However, in the section up to time t1 shown in FIG. 10, when the internal temperature correction value T'in, fix, L (t) of Comparative Example 2 is used in the calculation of the allowable power, the allowable power is higher than the true allowable power. Since the calculated value P (T) of may be calculated, the life and safety of the cell 1 may be reduced.

以上説明したように、本実施形態によれば、電池の真の内部温度とその演算値との間の誤差を抑制しつつ、従来よりも計算負荷を低減可能な電池制御システム１００を提供することができる。また、内部温度補正値T’in,var(t)を用いて、単電池１、電池群１１１および組電池１１０を安全に許容電力まで十分に活用することができる。 As described above, according to the present embodiment, there is provided a battery control system 100 capable of reducing the calculation load as compared with the conventional case while suppressing an error between the true internal temperature of the battery and its calculated value. Can be done. Further, by using the internal temperature correction value T'in , var (t), the cell 1, the battery group 111, and the assembled battery 110 can be safely fully utilized up to the permissible power.

［実施形態２］
次に、図１から図６を援用し、図１３および図１４を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態２を説明する。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置１８０に記憶された情報と、中央処理装置１９０による処理が、前述の実施形態１に係る電池制御システム１００と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態１の電池制御システム１００と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。 [Embodiment 2]
Next, the second embodiment of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 13 and 14 with reference to FIGS. 1 to 6. In the battery control system of the present embodiment, the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 are different from the battery control system 100 according to the first embodiment. Since the other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment, the same parts will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施形態の電池制御システムにおいて、記憶装置１８０に記憶された電池温度推定式は、単電池１の複数の部分の温度と電流の大きさとの関係が規定されている。また、記憶装置１８０に記憶された補正係数マップは、単電池１の各々の部分に対して電流の大きさおよび継続時間と補正係数αiとの関係が規定されている。また、記憶装置１８０には、以下の数式（８）で表されるように、単電池１の各々の部分の補正係数αiを乗じた表面温度誤差ΔTsur(t)と単電池１の各々の部分の温度の演算値Ti(t)との和を部分温度補正値T’i(t)とする部分温度補正式が記憶されている。 In the battery control system of the present embodiment, the battery temperature estimation formula stored in the storage device 180 defines the relationship between the temperature of a plurality of parts of the cell 1 and the magnitude of the current. Further, the correction coefficient map stored in the storage device 180 defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient α i for each part of the cell 1. Further, as expressed by the following mathematical formula (8), the storage device 180 has a surface temperature error ΔT sur (t) obtained by multiplying the correction coefficient α i of each part of the cell 1 and each of the cell 1. A partial temperature correction formula is stored in which the sum of the calculated value T i (t) of the temperature of the part is the partial temperature correction value T'i (t).

Figure 2021009103
Figure 2021009103

図１３は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。図１３に示すように、温度演算機能Ｆ１において、中央処理装置１９０は、電流センサである電流検知部１３０によって測定された電流の大きさの測定値I(t)を用い、上記電池温度推定式に基づいて単電池１の各々の部分の温度の演算値Ti(t)を出力する。そして、中央処理装置１９０は、温度演算機能Ｆ１から出力された単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)に加えて、単電池１のその他の部分の温度Toth(t)を誤差補正機能Ｆ３へ出力する。 FIG. 13 is a functional block diagram of the battery control system of the present embodiment. As shown in FIG. 13, in the temperature calculation function F1, the central processing device 190 uses the measured value I (t) of the magnitude of the current measured by the current detection unit 130, which is a current sensor, and the battery temperature estimation formula. The calculated value T i (t) of the temperature of each part of the cell 1 is output based on. Then, in the central processing unit 190, in addition to the calculated value T sur, cal (t) of the surface temperature of the cell 1 and the calculated value T in (t) of the internal temperature output from the temperature calculation function F1, the cell 1 The temperature Toth (t) of the other parts of the above is output to the error correction function F3.

また、補正係数演算機能Ｆ２において、中央処理装置１９０は、電流センサによる電流の大きさの測定値I(t)および電流の継続時間の測定値を用い、記憶装置１８０に記憶された補正係数マップに基づいて、単電池１の各々の部分に対する補正係数αiの数列αseqを演算する。ここで、単電池１の内部に対する補正係数をαinとする。この場合、前述の実施形態１と同様に、補正係数マップにおいて、補正係数αinは、たとえば、電流時間指標CTa，CTbまたはCTcの増加にともなって、増大するように決定される。 Further, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing device 190 uses the measured value I (t) of the magnitude of the current by the current sensor and the measured value of the duration of the current, and the correction coefficient map stored in the storage device 180. Based on, the sequence α seq of the correction coefficient α i for each part of the cell 1 is calculated. Here, the correction coefficient for the inside of the cell 1 is α in . In this case, as in the first embodiment, in the correction coefficient map, the correction coefficient α in is determined to increase as the current-time index CTa, CTb or CTc increases, for example.

そのため、補正係数演算機能Ｆ２において、中央処理装置１９０は、前述の実施形態１と同様に、単電池１の発熱量Qgen(t)の誤差が相対的に大きいときに、αin/Σαiを相対的に大きく、単電池１の発熱量Qgen(t)の誤差が相対的に小さいときに、αin/Σαiを相対的に小さく、補正係数αiの数列αseqを出力する。 Therefore, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 uses α in / Σα i when the error in the calorific value Q gen (t) of the cell 1 is relatively large, as in the first embodiment. When the error of the calorific value Q gen (t) of the cell 1 is relatively small, α in / Σ α i is relatively small, and the sequence α seq of the correction coefficient α i is output.

また、誤差補正機能Ｆ３において、中央処理装置１９０は、補正係数αi、表面温度誤差ΔTsur(t)および単電池１の各々の部分の温度の演算値Ti(t)を用い、前記数式（８）の部分温度補正式に基づいて、単電池１の各々の部分の温度補正値である部分温度補正値T’i(t)を演算する。そして、中央処理装置１９０は、この部分温度補正値T’i(t)に基づいて、単電池１を制御する。 Further, in the error correction function F3, the central processing apparatus 190 uses the correction coefficient α i , the surface temperature error ΔT sur (t), and the calculated value T i (t) of the temperature of each part of the cell 1 to obtain the above equation. Based on the partial temperature correction formula (8), the partial temperature correction value T'i (t), which is the temperature correction value of each part of the cell 1, is calculated. Then, the central processing unit 190 controls the cell 1 based on the partial temperature correction value T'i (t).

前述の実施形態１では、誤差補正機能Ｆ３は、単電池１の内部温度の演算値Tin(t)のみを補正した。この手法は、単電池１の表面温度誤差ΔTsur(t)をすべて単電池１の内部温度補正値T’in(t)に反映させる手法である。しかしながら、実際の単電池１では、表面と内部との間だけではなく、単電池１の表面と単電池１の内部以外の部分との間でも、熱伝導が起きている。 In the above-described first embodiment, the error correction function F3 corrects only the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1. This approach is a technique of reflecting the single cell 1 of the surface temperature error ΔT sur (t) all the internal temperature correction value of the single cell 1 T 'in (t). However, in the actual cell 1, heat conduction occurs not only between the surface and the inside but also between the surface of the cell 1 and a portion other than the inside of the cell 1.

たとえば、単電池１に電流が流れ、単電池１が内部から発熱しているときは、単電池１の表面への熱移動は、単電池１の内部からの熱移動が多くを占める。この場合には、前述の実施形態１のように、単電池１の内部温度の演算値Tin(t)を補正するだけで、真の内部温度に近い内部温度補正値T’in(t)が得られる。 For example, when a current flows through the cell 1 and the cell 1 generates heat from the inside, most of the heat transfer to the surface of the cell 1 is from the inside of the cell 1. In this case, as in the embodiment 1 described above, only corrects the calculated value T in the internal temperature of the single cell 1 (t), the internal temperature correction value T close to the true internal temperature 'in (t) Is obtained.

しかし、単電池１に流れる電流がゼロで、単電池１の内部が発熱していないときは、単電池１の表面への熱移動は、単電池１の内部からの熱移動の比率に対し、単電池１の内部以外の部分からの熱移動の比率が高まる。また、単電池１の表面と、単電池１の内部以外の部分との間の熱伝導のモデルが不正確であることが考えられる。この場合、実施形態１のように、単電池１の表面温度誤差ΔTsur(t)をすべて単電池１の内部温度補正値T’in(t)に反映させる手法では、内部温度補正値T’in(t)と単電池１の真の内部温度との誤差を十分に小さくできないおそれがある。 However, when the current flowing through the cell 1 is zero and the inside of the cell 1 does not generate heat, the heat transfer to the surface of the cell 1 is relative to the ratio of the heat transfer from the inside of the cell 1. The ratio of heat transfer from parts other than the inside of the cell 1 increases. It is also possible that the model of thermal conductivity between the surface of the cell 1 and a portion other than the inside of the cell 1 is inaccurate. In this case, as in the embodiment 1, the single cell 1 of the surface temperature error ΔT sur (t) all the internal temperature correction value of the single cell 1 T 'in the technique of reflecting the in (t), the internal temperature correction value T' The error between in (t) and the true internal temperature of the cell 1 may not be sufficiently small.

図１４は、本実施形態の電池制御システムの内部温度補正値の効果を説明するグラフである。図１４では、単電池１の真の内部温度Tin,real(t)を実線で表示し、実施形態１の電池制御システム１００による内部温度補正値T’in,var,1(t)を一点鎖線で表示し、実施形態２の電池制御システムによる内部温度補正値T’in,var,2(t)を点線で表示している。時刻t2までの区間では、単電池１に電流が流れ、単電池１が発熱している。時刻t2以降の区間では、単電池１に電流が流れず、単電池１が発熱していない。 FIG. 14 is a graph illustrating the effect of the internal temperature correction value of the battery control system of the present embodiment. In FIG. 14, the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 is indicated by a solid line, and the internal temperature correction value T'in , var, 1 (t) by the battery control system 100 of the first embodiment is indicated by one point. It is indicated by a chain line, and the internal temperature correction value T'in , var, 2 (t) by the battery control system of the second embodiment is indicated by a dotted line. In the section up to time t2, a current flows through the cell 1 and the cell 1 generates heat. In the section after the time t2, no current flows through the cell 1 and the cell 1 does not generate heat.

時刻t2までの区間では、実施形態１の電池制御システム１００による内部温度補正値T’in,var,1(t)と実施形態２の電池制御システムによる内部温度補正値T’in,var,2(t)は、ともに単電池１の真の内部温度Tin,real(t)との誤差が小さい。 In the section up to time t2, the internal temperature correction value T'in , var, 1 (t) by the battery control system 100 of the first embodiment and the internal temperature correction value T'in , var, 2 by the battery control system of the second embodiment Both (t) have a small error from the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1.

しかし、実施形態１の電池制御システム１００では、単電池１の表面温度誤差ΔTsur(t)が、内部温度補正値T’in,var,1(t)のみに反映される。そのため、時刻t2以降の区間では、単電池１の熱伝導モデルが不正確である場合、内部温度補正値T’in,var,1(t)と単電池１の真の内部温度Tin,real(t)との誤差が拡大している。 However, in the battery control system 100 of the first embodiment, the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1 is reflected only in the internal temperature correction value T'in , var, 1 (t). Therefore, in the section after time t2, if the heat conduction model of the cell 1 is inaccurate, the internal temperature correction value T'in , var, 1 (t) and the true internal temperature T in, real of the cell 1 The error with (t) is increasing.

これに対し、本実施形態の電池制御システムによる内部温度補正値T’in,var,2(t)は、単電池１の表面温度誤差ΔTsur(t)が、内部温度補正値T’in,var,1(t)だけでなく、その他の部分の部分温度補正値T’i(t)にも反映される。これにより、単電池１の熱伝導モデルが不正確であっても、熱伝導による内部温度の演算値Tin(t)の誤差を補正することができ、内部温度補正値T’in,var,2(t)と単電池１の真の内部温度Tin,real(t)との誤差を減少させることができる。 On the other hand, in the internal temperature correction value T'in , var, 2 (t) by the battery control system of the present embodiment, the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1 is the internal temperature correction value T'in , It is reflected not only in var, 1 (t) but also in the partial temperature correction value T'i (t) of other parts. As a result, even if the heat conduction model of the cell 1 is inaccurate, the error of the calculated value T in (t) of the internal temperature due to heat conduction can be corrected, and the internal temperature correction value T'in , var, The error between 2 (t) and the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 can be reduced.

以上のように、本実施形態の電池制御システムにおいて、記憶装置１８０は、単電池１の複数の部分の温度と電流の大きさとの関係が規定された電池温度推定式と、単電池１の各々の部分に対して電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係が規定された補正係数マップと、単電池１の各々の部分の補正係数αiを乗じた表面温度誤差ΔTsur(t)と単電池１の各々の部分の温度の演算値Ti(t)との和を部分温度補正値T’i(t)とする部分温度補正式と、が記憶されている。また、中央処理装置１９０は、電流センサによって測定された電流の大きさを用い、電池温度推定式に基づいて単電池１の各々の部分の温度を演算し、電流センサによる電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、補正係数マップに基づいて単電池１の各々の部分に対する補正係数αiを演算し、補正係数αi、表面温度誤差ΔTsur(t)および単電池１の各々の部分の温度の演算値Ti(t)を用い、部分温度補正式に基づいて部分温度補正値T’i(t)を演算し、部分温度補正値T’i(t)に基づいて単電池１、電池群１１１、組電池１１０を制御する。 As described above, in the battery control system of the present embodiment, the storage device 180 includes a battery temperature estimation formula in which the relationship between the temperature of a plurality of parts of the cell 1 and the magnitude of the current is defined, and each of the cell 1 Surface temperature error ΔT sur (t) obtained by multiplying the correction coefficient map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient for the part of the cell 1 and the correction coefficient α i of each part of the cell 1 And a partial temperature correction formula in which the sum of the calculated value T i (t) of the temperature of each part of the cell 1 is the partial temperature correction value T'i (t) is stored. Further, the central processing device 190 calculates the temperature of each part of the cell 1 based on the battery temperature estimation formula using the magnitude of the current measured by the current sensor, and calculates the magnitude and continuation of the current by the current sensor. Using the measured time, calculate the correction coefficient α i for each part of the cell 1 based on the correction coefficient map, and calculate the correction coefficient α i , the surface temperature error ΔT sur (t), and each part of the cell 1. The partial temperature correction value T'i (t) is calculated based on the partial temperature correction formula using the calculated value T i (t) of the temperature of, and the cell 1 is calculated based on the partial temperature correction value T'i (t). , Battery group 111, and assembled battery 110 are controlled.

この構成により、本実施形態の電池制御システムによれば、前述の実施形態１の電池制御システム１００と同様の効果が得られるだけでなく、単電池１に電流が流れず、単電池１が発熱していない場合でも、内部温度補正値T’in,var,2(t)と単電池１の真の内部温度Tin,real(t)との誤差を減少させることができる。 With this configuration, according to the battery control system of the present embodiment, not only the same effect as that of the battery control system 100 of the above-described first embodiment can be obtained, but also no current flows through the cell 1 and the cell 1 generates heat. Even if this is not the case, the error between the internal temperature correction value T'in , var, 2 (t) and the true internal temperature T in, real (t) of the cell 1 can be reduced.

［実施形態３］
次に、図１から図６を援用し、図１５を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態３を説明する。図１５は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置１８０に記憶された情報と、中央処理装置１９０による処理が、前述の実施形態１に係る電池制御システム１００と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態１の電池制御システム１００と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。 [Embodiment 3]
Next, the third embodiment of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6 with reference to FIG. FIG. 15 is a functional block diagram of the battery control system of the present embodiment. In the battery control system of the present embodiment, the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 are different from the battery control system 100 according to the first embodiment. Since the other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment, the same parts will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施形態の電池制御システムは、実施形態１の電池制御システム１００と同様に、単電池１の電圧を測定する電圧センサとして、図５に示す電圧検出回路１２１ａを備えている。また、記憶装置１８０は、単電池１の充電状態（SOC）と単電池１の開放電圧（OCV）との関係を示す充電状態‐開放電圧データと、一つの単電池１のSOCと一つの単電池１の内部温度との組み合わせにより一つの充電状態‐温度係数が決定される充電状態‐温度係数データと、が記憶されている。また、中央処理装置１９０は、電圧センサで測定した単電池１のOCVを用い、充電状態‐開放電圧データに基づいて単電池１のSOCを演算し、SOCの演算値と、内部温度の演算値Tin(t)とを用い、充電状態‐温度係数データに基づいて、充電状態‐温度係数を演算し、内部温度補正式による演算結果に充電状態‐温度係数を乗じて内部温度補正値T’in(t)を演算する。 Similar to the battery control system 100 of the first embodiment, the battery control system of the present embodiment includes the voltage detection circuit 121a shown in FIG. 5 as a voltage sensor for measuring the voltage of the cell 1. Further, the storage device 180 includes charge state-open voltage data indicating the relationship between the charge state (SOC) of the cell 1 and the open circuit voltage (OCV) of the cell 1, and the SOC of one cell 1 and one unit. One charge state-charge state-temperature coefficient data in which one charge state-temperature coefficient is determined by the combination with the internal temperature of the battery 1 is stored. Further, the central processing device 190 uses the OCV of the cell 1 measured by the voltage sensor to calculate the SOC of the cell 1 based on the charge state-open voltage data, and calculates the SOC and the internal temperature. Using T in (t), calculate the charge state-temperature coefficient based on the charge state-temperature coefficient data, and multiply the calculation result by the internal temperature correction formula by the charge state-temperature coefficient to obtain the internal temperature correction value T'. Calculate in (t).

前述の実施形態１の電池制御システム１００では、補正係数演算機能Ｆ２が電流の測定値I(t)とその継続時間のみを入力としていた。一方、本実施形態の電池制御システムでは、図１５に示すように、電流の測定値I(t)に加えて、単電池１の内部温度の演算値Tin(t)およびSOC(t)も補正係数演算機能Ｆ２の入力としている。単電池１の発熱量には、電流の測定値I(t)とその継続時間だけでなく、単電池１の内部温度とSOCが影響する。 In the battery control system 100 of the first embodiment described above, the correction coefficient calculation function F2 inputs only the measured value I (t) of the current and its duration. On the other hand, in the battery control system of the present embodiment, as shown in FIG. 15, in addition to the measured current value I (t), the calculated values T in (t) and SOC (t) of the internal temperature of the cell 1 are also included. It is used as the input of the correction coefficient calculation function F2. The calorific value of the cell 1 is affected not only by the measured current value I (t) and its duration, but also by the internal temperature of the cell 1 and the SOC.

本実施形態の電池制御システムは、上記の構成により、前述の実施形態１の電池制御システム１００と同様の効果を奏することができる。さらに、補正係数演算機能Ｆ２において、中央処理装置１９０によって、SOC(t)が上限のしきい値よりも高い場合、SOC(t)が下限のしきい値よりも低い場合、および内部温度の演算値Tin(t)が低くなるにしたがって、充電状態‐温度係数を大きくすることができる。したがって、単電池１の発熱量に誤差が生じる場合をより詳細に分類して内部温度補正値T’in(t)を演算することができ、内部温度補正値T’in(t)と真の内部温度との誤差をより効果的に減少させることができる。 The battery control system of the present embodiment can exhibit the same effect as the battery control system 100 of the above-described first embodiment by the above configuration. Further, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 calculates the SOC (t) when it is higher than the upper limit threshold value, when the SOC (t) is lower than the lower limit threshold value, and when the internal temperature is calculated. The charge state-temperature coefficient can be increased as the value T in (t) decreases. Therefore, classifying a case where an error in the heating value of the single cell 1 is produced in more detail 'can be calculated the in (t), the internal temperature correction value T' internal temperature correction value T and in (t) and the true The error with the internal temperature can be reduced more effectively.

［実施形態４］
次に、図１から図６を援用し、図１６を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態４を説明する。図１６は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置１８０に記憶された情報と、中央処理装置１９０による処理が、前述の実施形態１に係る電池制御システム１００と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態１の電池制御システム１００と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。 [Embodiment 4]
Next, the fourth embodiment of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6 with reference to FIG. FIG. 16 is a functional block diagram of the battery control system of the present embodiment. In the battery control system of the present embodiment, the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 are different from the battery control system 100 according to the first embodiment. Since the other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment, the same parts will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施形態の電池制御システムは、実施形態１の電池制御システム１００と同様に、単電池１の電圧を測定する電圧センサとして、図５に示す電圧検出回路１２１ａを備えている。記憶装置１８０は、単電池１の充電状態（SOC）と単電池１の開放電圧（OCV）との関係が規定された充電状態‐開放電圧データと、単電池１のSOC、単電池１を流れる電流の大きさ、および、単電池１の内部温度の演算値または電圧センサによる電池の電圧の測定値と、単電池１の発熱量との関係が規定された発熱量演算式と、単電池１の発熱量と補正係数αとの関係が規定された発熱量‐補正係数データと、が記憶されている。中央処理装置１９０は、電圧センサで測定した単電池１のOCVを用い、充電状態‐開放電圧データに基づいて単電池１のSOCを演算し、SOCの演算値と、電流センサで測定した電流の大きさ、および、内部温度の演算値Tin(t)または電圧センサによる単電池１の電圧の測定値を用い、発熱量演算式に基づいて、単電池１の発熱量を演算し、単電池１の発熱量の演算値を用い、発熱量‐補正係数データに基づいてαを演算する。 Similar to the battery control system 100 of the first embodiment, the battery control system of the present embodiment includes the voltage detection circuit 121a shown in FIG. 5 as a voltage sensor for measuring the voltage of the cell 1. The storage device 180 flows the charge state-open voltage data in which the relationship between the charge state (SOC) of the cell 1 and the open circuit voltage (OCV) of the cell 1 is defined, the SOC of the cell 1, and the cell 1. A calorific value calculation formula that defines the relationship between the magnitude of the current, the calculated value of the internal temperature of the cell 1 or the voltage measured by the voltage sensor, and the calorific value of the cell 1, and the cell 1 The calorific value-correction coefficient data, which defines the relationship between the calorific value and the correction coefficient α, is stored. The central processing device 190 uses the OCV of the cell 1 measured by the voltage sensor, calculates the SOC of the cell 1 based on the charge state-open voltage data, and calculates the SOC calculation value and the current measured by the current sensor. Using the calculated value of the size and internal temperature T in (t) or the measured value of the voltage of the cell 1 by the voltage sensor, the calorific value of the cell 1 is calculated based on the calorific value calculation formula, and the cell 1 is calculated. Using the calculated value of the calorific value of 1, α is calculated based on the calorific value-correction coefficient data.

前述の実施形態１の電池制御システム１００は、補正係数演算機能Ｆ２が電流の測定値I(t)を入力としていた。しかし、本実施形態の電池制御システムは、電流の測定値I(t)ではなく、温度演算機能Ｆ１の出力である単電池１の発熱量Qgen(t)を、補正係数演算機能Ｆ２の入力とする。 In the battery control system 100 of the first embodiment described above, the correction coefficient calculation function F2 inputs the measured value I (t) of the current. However, in the battery control system of the present embodiment, the calorific value Q gen (t) of the cell 1 which is the output of the temperature calculation function F1 is input to the correction coefficient calculation function F2 instead of the measured value I (t) of the current. And.

すなわち、本実施形態の電池制御システムでは、温度演算機能Ｆ１において、中央処理装置１９０は、SOC(t)と電流の測定値I(t)、および、内部温度の演算値Tin(t)または電圧センサによる単電池１の電圧の測定値を用い、発熱量演算式に基づいて、単電池１の発熱量Qgen(t)を演算して、補正係数演算機能Ｆ２に出力する。 That is, in the battery control system of the present embodiment, in the temperature calculation function F1, the central processing device 190 has the SOC (t), the measured value I (t) of the current, and the calculated value T in (t) of the internal temperature. Using the measured value of the voltage of the cell 1 by the voltage sensor, the calorific value Q gen (t) of the cell 1 is calculated based on the calorific value calculation formula and output to the correction coefficient calculation function F2.

また、本実施形態の電池制御システムでは、補正係数演算機能Ｆ２において、中央処理装置１９０は、単電池１の発熱量の演算値Qgen(t)を用い、発熱量‐補正係数データに基づいて補正係数αを演算する。これにより、中央処理装置１９０は、たとえば単電池１の発熱量の演算値Qgen(t)に比例する関数として、補正係数αを出力する。 Further, in the battery control system of the present embodiment, in the correction coefficient calculation function F2, the central processing unit 190 uses the calculated value Q gen (t) of the calorific value of the cell 1 and is based on the calorific value-correction coefficient data. Calculate the correction coefficient α. As a result, the central processing unit 190 outputs the correction coefficient α as a function proportional to, for example, the calculated value Q gen (t) of the calorific value of the cell 1.

したがって、本実施形態の電池制御システムによれば、たとえば単電池１の内部温度の演算値Tin(t)と真の内部温度との間に、単電池１の発熱量に比例した誤差が生じる場合に、単電池１の発熱量に比例した補正量で単電池１の内部温度の演算値Tin(t)を補正することができる。これにより、本実施形態によれば、前述の実施形態１と同様に、単電池１の真の内部温度とその演算値Tin(t)との間の誤差を抑制することができるだけでなく、実施形態１の電池制御システム１００よりも計算負荷を低減可能な電池制御システムを提供することができる。 Therefore, according to the battery control system of the present embodiment, for example, an error proportional to the calorific value of the cell 1 occurs between the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 and the true internal temperature. In this case, the calculated value T in (t) of the internal temperature of the cell 1 can be corrected by the correction amount proportional to the calorific value of the cell 1. As a result, according to the present embodiment, as in the above-described first embodiment, it is possible not only to suppress an error between the true internal temperature of the cell 1 and its calculated value T in (t), but also to suppress the error. It is possible to provide a battery control system capable of reducing the calculation load as compared with the battery control system 100 of the first embodiment.

［実施形態５］
次に、図１から図６を援用し、図１７を参照して本開示に係る電池制御システムの実施形態５を説明する。図１７は、本実施形態の電池制御システムの機能ブロック図である。本実施形態の電池制御システムは、記憶装置１８０に記憶された情報と、中央処理装置１９０による処理が、前述の実施形態１に係る電池制御システム１００と異なっている。本実施形態の電池制御システムのその他の点は、前述の実施形態１の電池制御システム１００と同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。 [Embodiment 5]
Next, the fifth embodiment of the battery control system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6 with reference to FIG. FIG. 17 is a functional block diagram of the battery control system of the present embodiment. In the battery control system of the present embodiment, the information stored in the storage device 180 and the processing by the central processing unit 190 are different from the battery control system 100 according to the first embodiment. Since the other points of the battery control system of the present embodiment are the same as those of the battery control system 100 of the first embodiment, the same parts will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

実施形態１の電池制御システム１００では、温度演算機能Ｆ１は、単電池１を流れる電流の測定値I(t)を入力とし、前記数式（２）または（３）を用いて単電池１の発熱量Qgen(t)を演算していた。一方、本実施形態の電池制御システムは、単電池１の発熱量Qgen(t)を演算せず、単電池１の表面温度誤差ΔTsur(t)を用いて単電池１の内部温度の演算値Tin(t)を補正する。 In the battery control system 100 of the first embodiment, the temperature calculation function F1 takes the measured value I (t) of the current flowing through the cell 1 as an input, and uses the formula (2) or (3) to generate heat of the cell 1. I was calculating the quantity Q gen (t). On the other hand, the battery control system of the present embodiment does not calculate the calorific value Q gen (t) of the cell 1 and calculates the internal temperature of the cell 1 using the surface temperature error ΔT sur (t) of the cell 1. Correct the value T in (t).

本実施形態の電池制御システムにおいて、記憶装置１８０は、単電池１の表面温度および内部温度と、単電池１の熱移動量との関係を規定する熱移動量演算式が記憶されている。中央処理装置１９０は、単電池１の表面温度の演算値Tsur,cal(t)および内部温度の演算値Tin(t)を用い、熱移動量演算式を用いて単電池１の熱移動量を演算する。 In the battery control system of the present embodiment, the storage device 180 stores a heat transfer amount calculation formula that defines the relationship between the surface temperature and the internal temperature of the cell 1 and the heat transfer amount of the cell 1. The central processing unit 190 uses the calculated value T sur, cal (t) for the surface temperature of the cell 1 and the calculated value T in (t) for the internal temperature, and uses the heat transfer amount calculation formula to transfer the heat of the cell 1. Calculate the quantity.

より詳細には、図１７に示すように、本実施形態の電池制御システムでは、温度演算機能Ｆ１において、電流の測定値I(t)を入力とせず、前記数式（１）で単電池１の発熱量Qgen(t)=0とした計算式、すなわち熱移動量演算式を用いて、熱移動量のみを演算する。また、本実施形態の電池制御システムでは、補正係数演算機能Ｆ２において、電流の測定値I(t)を入力とし、電流の大きさおよび継続時間と補正係数αとの関係を規定した補正係数マップに基づいて、補正係数αを演算して出力する。 More specifically, as shown in FIG. 17, in the battery control system of the present embodiment, the measured value I (t) of the current is not input in the temperature calculation function F1, and the cell 1 is described by the above formula (1). Only the heat transfer amount is calculated using the calculation formula with the calorific value Q gen (t) = 0, that is, the heat transfer amount calculation formula. Further, in the battery control system of the present embodiment, in the correction coefficient calculation function F2, the measured value I (t) of the current is input, and the correction coefficient map defining the relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient α is defined. The correction coefficient α is calculated and output based on.

本実施形態の電池制御システムでは、単電池１の発熱量をすべて反映させるため、単電池１を流れる電流の各条件において、単電池１の発熱量からの誤差のみを補正する実施形態１の電池制御システム１００よりも、補正係数αが大きくなる。しかし、本実施形態の電池制御システムによれば、単電池１の発熱量Qgen(t)の演算を省略することができ、実施形態１の電池制御システム１００よりも計算負荷を低減することができる。 In the battery control system of the present embodiment, in order to reflect all the calorific value of the cell 1, the battery of the first embodiment corrects only the error from the calorific value of the cell 1 under each condition of the current flowing through the cell 1. The correction coefficient α is larger than that of the control system 100. However, according to the battery control system of the present embodiment, the calculation of the calorific value Q gen (t) of the cell 1 can be omitted, and the calculation load can be reduced as compared with the battery control system 100 of the first embodiment. it can.

以上、図面を用いて本開示に係る電池制御システムの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。 Although the embodiment of the battery control system according to the present disclosure has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design change is not deviated from the gist of the present disclosure. Etc., but they are included in this disclosure.

１ 単電池（電池）
２ 温度センサ
１００ 電池制御システム
１２１ａ 電圧検出回路（電圧センサ）
１３０ 電流検知部（電流センサ）
１４０ 電圧検知部（電圧センサ）
１８０ 記憶装置
１９０ 中央処理装置
I(t) 電流の測定値
Qgen(t) 単電池の発熱量
SOC(t) 電池の充電状態
Tamb(t) 環境温度
Tin(t) 単電池の内部温度の演算値
T’in(t) 内部温度補正値
Toth(t) 単電池の他の部分の温度の演算値
T’i(t) 部分温度補正値
Tsur,mes(t) 単電池の表面温度の測定値
Tsur,cal(t) 単電池の表面温度の演算値
T’sur,cal(t) 表面温度補正値
ΔTsur(t) 表面温度誤差
α 補正係数
αseq 補正係数の数列
1 Single battery (battery)
2 Temperature sensor 100 Battery control system 121a Voltage detection circuit (voltage sensor)
130 Current detector (current sensor)
140 Voltage detector (voltage sensor)
180 Storage device 190 Central processing unit
I (t) Current measurement
Q gen (t) Heat generation of cell
SOC (t) battery charge status
Tamb (t) Environmental temperature
T in (t) Calculated value of the internal temperature of the cell
T 'in (t) internal temperature correction value
Tooth (t) Calculated value of temperature of other parts of the cell
T'i (t) Partial temperature compensation value
T sur, mes (t) Measured surface temperature of cell
T sur, cal (t) Calculated value of the surface temperature of the cell
T'sur, cal (t) Surface temperature correction value ΔT sur (t) Surface temperature error α Correction coefficient α seq A sequence of correction coefficients

Claims (6)

電池に流れる電流の大きさを測定する電流センサ、前記電池の表面温度を測定する温度センサ、記憶装置および中央処理装置を備えた電池制御システムであって、
前記記憶装置は、前記電池の表面温度および内部温度と前記電流の大きさとの関係を規定した電池温度推定式と、前記表面温度の測定値と前記表面温度の演算値との差分を表面温度誤差とする誤差演算式と、前記電流の大きさおよび継続時間と補正係数との関係を規定した補正係数マップと、前記補正係数を乗じた前記表面温度誤差と前記内部温度の演算値との和を内部温度補正値とする内部温度補正式と、が記憶され、
前記中央処理装置は、前記電流センサによって測定された前記電流の大きさを用い、前記電池温度推定式に基づいて前記表面温度および前記内部温度を演算し、前記表面温度の演算値と、前記温度センサによって測定された前記表面温度の測定値とを用い、前記誤差演算式に基づいて前記表面温度誤差を演算し、前記電流センサによる前記電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、前記補正係数マップに基づいて前記補正係数を演算し、前記補正係数、前記表面温度誤差および前記内部温度の演算値を用い、前記内部温度補正式に基づいて前記内部温度補正値を演算し、前記内部温度補正値に基づいて前記電池を制御することを特徴とする電池制御システム。 A battery control system including a current sensor for measuring the magnitude of current flowing through a battery, a temperature sensor for measuring the surface temperature of the battery, a storage device, and a central processing device.
The storage device uses a surface temperature error as a difference between a battery temperature estimation formula that defines the relationship between the surface temperature and internal temperature of the battery and the magnitude of the current, and a measured value of the surface temperature and a calculated value of the surface temperature. The sum of the error calculation formula, the correction coefficient map that defines the relationship between the magnitude and duration of the current, and the correction coefficient, and the surface temperature error multiplied by the correction coefficient and the calculated value of the internal temperature. The internal temperature correction formula used as the internal temperature correction value is stored.
The central processing apparatus calculates the surface temperature and the internal temperature based on the battery temperature estimation formula using the magnitude of the current measured by the current sensor, and calculates the calculated value of the surface temperature and the temperature. The surface temperature error is calculated based on the error calculation formula using the measured value of the surface temperature measured by the sensor, and the correction is performed using the measured values of the magnitude and duration of the current by the current sensor. The correction coefficient is calculated based on the coefficient map, the internal temperature correction value is calculated based on the internal temperature correction formula using the correction coefficient, the surface temperature error, and the calculated value of the internal temperature, and the internal temperature is calculated. A battery control system characterized in that the battery is controlled based on a correction value. 前記記憶装置は、前記電池の複数の部分の温度と前記電流の大きさとの関係が規定された前記電池温度推定式と、前記電池の各々の前記部分に対して前記電流の大きさおよび前記継続時間と前記補正係数との関係が規定された前記補正係数マップと、前記電池の各々の前記部分の前記補正係数を乗じた前記表面温度誤差と前記電池の各々の前記部分の温度の演算値との和を部分温度補正値とする部分温度補正式と、が記憶され、
前記中央処理装置は、前記電流センサによって測定された前記電流の大きさを用い、前記電池温度推定式に基づいて各々の前記部分の温度を演算し、前記電流センサによる前記電流の大きさおよび継続時間の測定値を用い、前記補正係数マップに基づいて各々の前記部分に対する前記補正係数を演算し、前記補正係数、前記表面温度誤差および各々の前記部分の温度の演算値を用い、前記部分温度補正式に基づいて前記部分温度補正値を演算し、前記部分温度補正値に基づいて前記電池を制御する、
請求項１に記載の電池制御システム。 The storage device includes the battery temperature estimation formula in which the relationship between the temperature of a plurality of parts of the battery and the magnitude of the current is defined, and the magnitude of the current and the continuation of the current for each of the portions of the battery. The correction coefficient map in which the relationship between the time and the correction coefficient is defined, the surface temperature error obtained by multiplying the correction coefficient of each of the parts of the battery, and the calculated value of the temperature of each of the parts of the battery. The partial temperature correction formula, which uses the sum of the above as the partial temperature correction value, is stored.
The central processing apparatus uses the magnitude of the current measured by the current sensor to calculate the temperature of each of the parts based on the battery temperature estimation formula, and the magnitude and continuation of the current by the current sensor. Using the measured value of time, the correction coefficient for each of the parts is calculated based on the correction coefficient map, and the correction coefficient, the surface temperature error, and the calculated value of the temperature of each of the parts are used to calculate the partial temperature. The partial temperature correction value is calculated based on the correction formula, and the battery is controlled based on the partial temperature correction value.
The battery control system according to claim 1. 前記電池の電圧を測定する電圧センサを備え、
前記記憶装置は、前記電池の充電状態と前記電池の開放電圧との関係を示す充電状態‐開放電圧データと、一つの前記電池の充電状態と一つの前記電池の内部温度との組み合わせにより一つの充電状態‐温度係数が決定される充電状態‐温度係数データと、が記憶され、
前記中央処理装置は、前記電圧センサで測定した前記電池の開放電圧を用い、前記充電状態‐開放電圧データに基づいて前記電池の充電状態を演算し、前記充電状態の演算値と、前記内部温度の演算値とを用い、前記充電状態‐温度係数データに基づいて、前記充電状態‐温度係数を演算し、前記内部温度補正式による演算結果に前記充電状態‐温度係数を乗じて前記内部温度補正値を演算する、
請求項１に記載の電池制御システム。 A voltage sensor for measuring the voltage of the battery is provided.
The storage device is one based on a combination of charge state-open voltage data indicating the relationship between the charge state of the battery and the open circuit voltage of the battery, and the charge state of one battery and the internal temperature of one battery. Charging state-Temperature coefficient is determined Charging state-Temperature coefficient data is stored,
The central processing device uses the open circuit voltage of the battery measured by the voltage sensor to calculate the charge state of the battery based on the charge state-open voltage data, and calculates the calculated value of the charge state and the internal temperature. The charge state-temperature coefficient is calculated based on the charge state-temperature coefficient data, and the calculation result by the internal temperature correction formula is multiplied by the charge state-temperature coefficient to correct the internal temperature. Calculate the value,
The battery control system according to claim 1. 前記電池の電圧を測定する電圧センサを備え、
前記記憶装置は、前記電池の充電状態と前記電池の開放電圧との関係を示す充電状態‐開放電圧データと、前記電池の充電状態、前記電流の大きさ、および、前記内部温度の演算値または前記電圧センサによる前記電池の電圧の測定値と、前記電池の発熱量との関係が規定された発熱量演算式と、前記発熱量と前記補正係数との関係が規定された発熱量‐補正係数データと、が記憶され、
前記中央処理装置は、前記電圧センサで測定した前記電池の開放電圧を用い、前記充電状態‐開放電圧データに基づいて前記電池の充電状態を演算し、前記充電状態の演算値と、前記電流センサで測定した前記電流の大きさ、および、前記内部温度の演算値または前記電圧センサによる前記電池の電圧の測定値を用い、前記発熱量演算式に基づいて、前記電池の発熱量を演算し、前記電池の発熱量の演算値を用い、前記発熱量‐補正係数データに基づいて前記補正係数を演算する、
請求項１に記載の電池制御システム。 A voltage sensor for measuring the voltage of the battery is provided.
The storage device includes charge state-open voltage data indicating the relationship between the charge state of the battery and the open circuit voltage of the battery, the charge state of the battery, the magnitude of the current, and the calculated value of the internal temperature. A calorific value calculation formula that defines the relationship between the measured value of the voltage of the battery by the voltage sensor and the calorific value of the battery, and a calorific value-correction coefficient that defines the relationship between the calorific value and the correction coefficient. With the data,
The central processing device uses the open circuit voltage of the battery measured by the voltage sensor to calculate the charge state of the battery based on the charge state-open voltage data, and calculates the calculated value of the charge state and the current sensor. Using the magnitude of the current measured in 1 and the calculated value of the internal temperature or the voltage measured of the battery by the voltage sensor, the calorific value of the battery is calculated based on the calorific value calculation formula. Using the calculated value of the calorific value of the battery, the correction coefficient is calculated based on the calorific value-correction coefficient data.
The battery control system according to claim 1. 前記記憶装置は、前記表面温度および前記内部温度と前記電池の熱移動量との関係を規定する熱移動量演算式が記憶され、
前記中央処理装置は、前記表面温度および前記内部温度の演算値を用い、前記熱移動量演算式を用いて前記電池の熱移動量を演算する
請求項１に記載の電池制御システム。 The storage device stores a heat transfer amount calculation formula that defines the relationship between the surface temperature and the internal temperature and the heat transfer amount of the battery.
The battery control system according to claim 1, wherein the central processing apparatus uses the calculated values of the surface temperature and the internal temperature to calculate the heat transfer amount of the battery using the heat transfer amount calculation formula. 前記記憶装置に記憶された前記補正係数マップにおいて、
前記電流の大きさおよび前記継続時間と前記補正係数との関係は、
前記電流の大きさの測定値をI、前記電池の内部抵抗をＲ、時間をtとして、数式（５ａ）、（５ｂ）または（５ｃ）で表される電流時間指標CTa，CTbまたはCTcの増加にともなって、前記補正係数が増大する関係として記憶されている、
請求項１に記載の電池制御システム。
Figure 2021009103
 In the correction coefficient map stored in the storage device,
The relationship between the magnitude and duration of the current and the correction coefficient is
An increase in the current-time index CTa, CTb or CTc represented by the mathematical formulas (5a), (5b) or (5c), where I is the measured value of the current magnitude, R is the internal resistance of the battery, and t is the time. As a result, the correction coefficient is stored as an increasing relationship.
The battery control system according to claim 1.
Figure 2021009103
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