JP4415074B2

JP4415074B2 - Charge / discharge control system

Info

Publication number: JP4415074B2
Application number: JP2003062613A
Authority: JP
Inventors: 彰彦工藤; 正樹長岡; 憲佳笹澤; 重之吉原
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd; Hitachi Automotive Systems Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd; Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP2004271342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は充放電制御システムに係り、特に、二次電池の充放電電流と充放電電圧とを一定時間毎に測定し、該測定値から充電状態を推定して電池の充放電を制御する充放電制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、二次電池の簡易充放電制御システムでは、充電終了後状態を検出したときを満充電状態として電池の充電を終了させ、放電終止電圧を検出したときを完全放電状態として放電を終了させる方式が用いられてきた。一方、高精度充放電制御システムでは、二次電池の充放電電気量を測定して制御する方式も用いられている。この方式では、充放電電気量を測定しているので、電池の残存容量を把握できるという利点がある。また、満充電状態から放電末期状態まで放電した場合には満充電容量を実測しているので、この放電容量から電池の劣化状態を把握することができる。
【０００３】
しかしながら、例えば、二次電池とモータジェネレータ及びエンジンとを用いたハイブリッド車等の、完全な充放電を繰り返さない用途では、二次電池は短時間の充放電を頻繁に繰り返して使用される。ハイブリッド車では、二次電池として鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が用いられており、最近では高エネルギー密度のリチウムイオン電池が使用されるようになってきている。この場合、電池の入出力特性を最大限に引き出し、かつ寿命を長くするためには、充放電させる残存容量乃至充電状態の値（ＳＯＣ：満充電が１００％、完全放電が０％）が重要であり、ＳＯＣの管理を行わないと充分な入出力特性が得られないだけでなく、寿命が短くなってしまう。
【０００４】
また、ハイブリッド車用等の短時間の充放電を行うシステムでは、電池の満充電容量よりも最大入出力電力が重要であり、この最大入出力電力を決定する電池の内部抵抗が電池の状態を示すパラメータとして劣化判断に用いられている。このような劣化判断方法として、一定時間毎に電池の入出力電圧と電流とを測定し、その測定値の一定数量のデータを回帰分析して内部抵抗を算出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１０６６３５公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の方式では、回帰分析して得られた内部抵抗の値にバラツキが生ずるため、二次電池の劣化判断を誤る可能性を持っている。
【０００７】
この例を図面を参照して説明する。図３は定格３．６Ａｈ、ＳＯＣ５０％で内部抵抗約４ｍΩのリチウムイオン電池に短時間の充放電を繰り返した場合の電流推移を示し、図４はそのときの電圧推移を示している。なお、これらの電流、電圧推移は１ｓｅｃ毎に測定したものである。また、図５は６０秒間の電流と電圧の測定値を回帰分析して内部抵抗を算出した結果を、図６は３０秒間の回帰分析結果の内部抵抗値をそれぞれ示している。
【０００８】
図５に示すように、内部抵抗の算出値は０から６ｍΩまで変化しており、バラツキが大きい。この例は回帰分析を６０秒間行ったものであるが、図６に示す３０秒間回帰分析を行った結果では更にバラツキが大きくなり、内部抵抗の計算値は−１から１０ｍΩまで変化している。このリチウムイオン電池では内部抵抗が約８ｍΩまで上昇した場合に所定の入出力特性が得られないため寿命と判定されるが、この結果のみから劣化を判断すると充放電電流によっては寿命との判定がなされ、劣化判定を誤る可能性があることになる。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、二次電池の劣化判定を誤ることのない充放電制御システムを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、二次電池の充放電電流と充放電電圧とを一定時間毎に測定し、該測定値から充電状態を推定して前記電池の充放電を制御する充放電制御システムにおいて、前記電池は短時間の充放電を頻繁に繰り返して使用されるハイブリッド車両用の二次電池であって、前記充放電電流及び充放電電圧測定値の一定数量のデータから回帰分析を行って前記電池の内部抵抗を算出すると共に、前記充放電電流の積算値から前記電池の前記ハイブリッド車両への積載時からの累積充放電電気量を算出し、前記内部抵抗及び前記累積充放電電気量の算出値に基づいて前記電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、回帰分析で求めた内部抵抗の算出値だけでなく、累積の充放電電気量を含めて二次電池の劣化判断を行うので、バラツキの大きい回帰分析から求めた内部抵抗の算出値からの劣化判定ミスを無くすことができる。なお、二次電池にリチウムイオン電池を用いる場合には、充電効率がほぼ１００％のため、充電電気量及び放電電気量のいずれを用いてもよい。
【００１２】
この場合に、電池の内部抵抗が所定値以上、かつ、電池の累積充放電電気量が所定値以上となったときに、電池が劣化したと判定することが好ましい。また、電池が充放電されているときの電池温度を測定し、この測定値と充放電電流又は充放電電圧から算出した充電状態とを、電池温度と充電状態とをパラメータとするマップに当てはめて内部抵抗の算出値の補正を行い、補正後の値を内部抵抗の算出値として電池の劣化状態を判定すれば、回帰分析で求めた内部抵抗の算出値を温度とＳＯＣとで補正しているので、真の値に近い内部抵抗値で劣化判断が可能なため、更に正確に二次電池の劣化判定を行うことができる。このとき、内部抵抗の算出値の補正は、予め定められた標準温度及び標準充電状態における内部抵抗値に補正することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用可能な充放電制御システムの実施の形態について説明する。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の充放電制御システムは、ホール素子等の電流センサを有しリチウムイオン電池が９６直列に接続されたリチウムイオン電池群１に流れる充放電電流を測定する充放電電流測定回路２、リチウムイオン電池群１の総電圧を測定する総電圧測定回路３、サーミスタ等の温度センサを有しリチウムイオン電池群１のうち略中央部に配置された特定のリチウムイオン電池の電池温度を測定する温度測定回路４、及び、中央演算処理装置として機能するＣＰＵ、充放電制御システムの基本制御プログラム及び後述するテーブルデータ等を記憶したＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ、並びにＡ／Ｄコンバータ等を有するデータ処理用のマイクロコンピュータ部５を備えている。マイクロコンピュータ部５には測定したデータを記憶する不揮発性ＲＡＭ７が接続されている。従って、充放電制御システムは、電源の供給が停止しても、不揮発性ＲＡＭ７に記憶されたデータは保存される構成を有している。
【００１６】
リチウムイオン電池群１は、例えば、直列接続された２つの電池モジュール（不図示）で構成されており、各電池モジュールには４８個のリチウムイオン電池が直列に接続されている。各電池モジュールは図示しないマイクロコンピュータ部を内蔵しており、このマイクロコンピュータ部の制御により、リチウムイオン電池群１の充放電中に、電池モジュールを構成する各リチウムイオン電池がほぼ同一の容量を維持するように容量調整が実行される。
【００１７】
実際のリチウムイオン電池群１の充放電は、上位の充放電電流制御部により制御される。充放電システムは、後述するように、リチウムイオン電池群１の充電状態（ＳＯＣ）やリチウムイオン電池群１の劣化判定結果等の情報を報知するために、マイクロコンピュータ部５に接続された通信インターフエイス部６を介して上位の充放電電流制御部に接続されている。
【００１８】
（動作）
次に、フローチャートを参照して充放電制御システムの動作について、マイクロコンピュータ部５のＣＰＵを主体として説明する。なお、マイクロコンピュータ部５に電源が投入されると、リチウムイオン電池群１を構成するリチウムイオン電池の劣化を判定する劣化判定ルーチンが実行される。
【００１９】
図２に示すように、劣化判定ルーチンでは、まずステップ１１２で、総電圧測定回路３及び電流測定回路２からのアナログデータをＡ／Ｄコンバータでデジタルデータに変換してリチウムイオン電池群１の総電圧Ｖ及びリチウムイオン電池群１に流れる充放電電流Ｉを取り込み（測定し）、ＲＡＭ７に格納する。次にステップ１１４で、リチウムイオン電池群１に流れる充放電電流Ｉの積算値Ｑ（Ｑ＝∫Ｉｄｔ）を不揮発性ＲＡＭ７に格納する。このような処理は、例えば、ＲＡＭ７に前回格納した積算値Ｑを読み出して、前回の積算値Ｑに、今回測定した放電電流Ｉと前回からの今回までの時間Δｔとを掛けた値、を加算してＲＡＭ７に格納すればよい。
【００２０】
次にステップ１１６において、電池温度Ｔを測定するタイミングか否かを判断する。このような測定タイミングを判断するために、例えば、カウンタを用いることができる。肯定判断のときは、ステップ１１８で温度測定回路４からのアナログデータをＡ／Ｄコンバータでデジタルデータに変換して電池温度Ｔを取り込み（測定し）、否定判断のときは、次のステップ１２０へ進む。すなわち、電池温度Ｔは、総電圧Ｖ及び充放電電流Ｉの測定周期より長い周期で測定される。なお、ステップ１１２〜ステップ１１８で測定されるデータは、総電圧Ｖ、充放電電流Ｉ、電池温度Ｔの３種類であり、従来の充放電制御システムと何ら変わるところはない。
【００２１】
次いでステップ１２０では、ステップ１１２で測定された総電圧Ｖの値と充放電電流Ｉの値とから電池の充電状態（以下、ＳＯＣという。）を演算し、次のステップ１２２において、ＲＡＭ７に格納した総電圧Ｖ及び充放電電流Ｉの値の時系列的な変化データのうち直近の一定数量（例えば、各１００個）のデータから、最小二乗法等の回帰分析により電池の内部抵抗Ｒを演算する。
【００２２】
次にステップ１２４では、ステップ１１８で測定された電池温度Ｔとステップ１２０で演算したＳＯＣとをパラメータとするマップにより係数αを求め、この係数αをステップ１２２で演算した内部抵抗Ｒの値に乗じることで、標準ＳＯＣ、標準温度での内部抵抗の値に変換（補正）する。なお、本例では、下表１に示すように、マップにＳＯＣが５０％、電池温度Ｔが２５°Ｃに変換可能なテーブルを使用した。表１は離散値のテーブルであるが、ステップ１２０では補完によって正確な値に変換可能である。
【００２３】
【表１】

【００２４】
ステップ１２６ではＳＯＣ及び補正後の内部抵抗Ｒを上位の充放電電流制御部へ報知し、次のステップ１２８において、電池が劣化したか否かを判定する。電池の劣化判定は下表２に示す劣化判定テーブルに基づいて行われる。表２は補正後の内部抵抗と累積充放電電気量をパラメータとするテーブルであり、内部抵抗値がある設定値以上、かつ、累積充放電電気量がある設定値以上の場合に劣化したと判定するテーブルである。
【００２５】
【表２】

【００２６】
ステップ１２８で肯定判定のときは、次のステップ１３０で上位の充放電電流制御部へ電池の劣化を報知し、否定判定のときは、ステップ１１２へ戻る。電池の劣化の報知を受けた上位の充放電電流制御部は、インストールメンタルパネル（インパネ）を制御する表示制御部（不図示）又はその上位の制御部（不図示）へインパネに電池の劣化を表示すべき旨を報知する。これにより、インパネに電池の劣化が表示され、ドライバは電池が劣化したことを知ることができる。
【００２７】
（作用等）
本実施形態の充放電制御システムでは、表２に示したように、内部抵抗Ｒと累積充放電電気量との両者で電池の劣化判定を行うので（ステップ１２６）、回帰分析から求めた内部抵抗のバラツキが大きくても、誤ることなく電池の劣化判定を行うことができる。図７に本例での累積充放電電気量と内部抵抗との関係を示す。図７に示すように、充放電を行って累積充放電電気量が増えると内部抵抗は間違いなく増加するので、累積充放電電気量が設定値以上となった場合に、電池が劣化している可能性は大きく、劣化判定ミスを行う可能性は少ない。
【００２８】
また、本実施形態の充放電制御システムでは、表１に示したように、回帰分析で求めた内部抵抗を電池温度とＳＯＣとで補正するので（ステップ１２４）、真の値に近い内部抵抗値で正確に電池の劣化判定を行うことが可能である（ステップ１２６）。図８に本例での内部抵抗の温度依存性を、図９に内部抵抗のＳＯＣ依存性をそれぞれ示す。このように、内部抵抗は温度とＳＯＣとによって変化するので、基準の温度と基準のＳＯＣとを決定しておけば、より正確な内部抵抗値で劣化判定を行うことが可能である。
【００２９】
更に、本実施形態の充放電制御システムは累積充放電電気量を測定できればよく、従来の充放電制御システムに不揮発性ＲＡＭ７等の記憶装置を付加するだけの構成で、劣化判定を正確に行うことが可能である。
【００３０】
なお、本実施形態では、内部抵抗Ｒ及び累積充放電電気量で電池の劣化判定を行う例を示したが、補正後の内部抵抗は真の内部抵抗値に近く、また、図７に示したように累積充放電電気量と内部抵抗とには相関関係が存在するので、補正後の内部抵抗及び累積充放電電気量の一方で電池の劣化判定を行うようにしてもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、表１に「正常」と「劣化」の２状態の区別を行うだけのテーブルを例示したが、本発明はこれに限定されず、要求特性に応じて「要注意」等の３段階以上の判断を行うテーブルとしてもよい。更に、本実施形態では、マップにテーブルを例示したが、数式等を用いるようにしてもよい。
【００３２】
そして、本実施形態では、説明を簡単にするために、温度センサを１個とした例を示したが、電池モジュール毎に１個又は複数個でリチウムイオン電池の温度を測定し、測定した温度の平均値や体操平均値等を用いるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回帰分析で求めた内部抵抗の算出値だけでなく、累積の充放電電気量を含めて二次電池の劣化判断を行うので、バラツキの大きい回帰分析から求めた内部抵抗の算出値からの劣化判定ミスを無くすことができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の充放電制御システムの概略構成を示すブロック回路図である。
【図２】実施形態の充放電制御システムの劣化判定ルーチンのフローチャートである。
【図３】充放電時の充放電電流の推移を示す特性線図である。
【図４】充放電時の充放電電圧の推移を示す特性線図である。
【図５】６０秒間の電圧と電流の回帰分析値から算出した内部抵抗の推移を示す特性線図である。
【図６】３０秒間の電圧と電流の回帰分析値から算出した内部抵抗の推移を示す特性線図である。
【図７】累積充放電電気量と内部抵抗の関係を示す特性線図である。
【図８】内部抵抗の温度依存性を示す特性線図である。
【図９】内部抵抗のＳＯＣ依存性を示す特性線図である。
【符号の説明】
１リチウムイオン電池群
２充放電電流測定回路
３総電圧測定回路
４温度測定回路
５マイクロコンピュータ部
６通信インターフエイス部
７不揮発性ＲＡＭ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charge / discharge control system, and in particular, measures the charge / discharge current and charge / discharge voltage of a secondary battery at regular intervals, estimates the state of charge from the measured value, and controls the charge / discharge of the battery. The present invention relates to a discharge control system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a simple charge / discharge control system for a secondary battery, a state where the state after the end of charging is detected is set as a fully charged state, the charging of the battery is ended, and when a discharge end voltage is detected, the discharge is ended as a complete discharged state Has been used. On the other hand, in the high-accuracy charge / discharge control system, a method of measuring and controlling the amount of charge / discharge electricity of the secondary battery is also used. This method has an advantage that the remaining capacity of the battery can be grasped because the charge / discharge electricity quantity is measured. In addition, when the battery is discharged from the fully charged state to the end-of-discharge state, the full charge capacity is measured, so that the deterioration state of the battery can be grasped from this discharge capacity.
[0003]
However, in applications that do not repeat full charge / discharge, such as a hybrid vehicle using a secondary battery, a motor generator, and an engine, for example, the secondary battery is frequently repeatedly charged and discharged in a short time. In a hybrid vehicle, a lead battery, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, or the like is used as a secondary battery, and recently, a high energy density lithium ion battery has been used. In this case, in order to maximize the input / output characteristics of the battery and prolong the life, the remaining capacity to charge / discharge or the state of charge (SOC: full charge is 100%, complete discharge is 0%) are important. If the SOC is not managed, sufficient input / output characteristics cannot be obtained, and the lifetime is shortened.
[0004]
In systems that charge and discharge for a short time, such as for hybrid vehicles, the maximum input / output power is more important than the full charge capacity of the battery. The internal resistance of the battery that determines this maximum input / output power determines the state of the battery. It is used for deterioration judgment as a parameter shown. As such a degradation determination method, a technique is known in which the input / output voltage and current of a battery are measured at regular time intervals, and the internal resistance is calculated by regression analysis of a certain number of data of the measured values (for example, , See Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-106635 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, since the internal resistance value obtained by the regression analysis varies, there is a possibility that the determination of the deterioration of the secondary battery is erroneous.
[0007]
This example will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows the current transition when charging and discharging are repeated for a short time on a lithium ion battery with a rating of 3.6 Ah and SOC of 50% and an internal resistance of about 4 mΩ, and FIG. 4 shows the voltage transition at that time. These current and voltage transitions are measured every 1 sec. FIG. 5 shows the results of calculating the internal resistance by regression analysis of the measured values of current and voltage for 60 seconds, and FIG. 6 shows the internal resistance values of the results of regression analysis for 30 seconds.
[0008]
As shown in FIG. 5, the calculated value of the internal resistance varies from 0 to 6 mΩ, and the variation is large. In this example, the regression analysis was performed for 60 seconds. However, the result of the regression analysis performed for 30 seconds shown in FIG. 6 shows that the variation is further increased, and the calculated value of the internal resistance is changed from −1 to 10 mΩ. In this lithium ion battery, when the internal resistance rises to about 8 mΩ, the predetermined input / output characteristics cannot be obtained, so the life is determined. However, if the deterioration is judged only from this result, the life is determined depending on the charge / discharge current. As a result, there is a possibility that the deterioration determination is erroneous.
[0009]
An object of the present invention is to provide a charge / discharge control system that does not erroneously determine the deterioration of a secondary battery.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention measures the charge / discharge current and charge / discharge voltage of a secondary battery at regular intervals, estimates the state of charge from the measured values, and controls the charge / discharge of the battery. In the charge / discharge control system, the battery is a secondary battery for a hybrid vehicle that is used by repeatedly repeatedly charging and discharging for a short time, and is regressed from a certain number of data of the measured charge / discharge current and charge / discharge voltage. to calculate the internal resistance of the battery after analysis, the calculated cumulative charging and discharging DENDEN air amount from the time of loading to the hybrid vehicle of the battery from an integrated value of the charge and discharge current, the internal resistance and the accumulated The deterioration state of the battery is determined based on a calculated value of charge / discharge electricity.
[0011]
According to the present invention, not only the calculated value of the internal resistance obtained by the regression analysis but also the determination of the deterioration of the secondary battery including the accumulated charge / discharge amount of electricity is performed. Therefore, the internal resistance obtained from the regression analysis having a large variation is obtained. It is possible to eliminate deterioration determination errors from the calculated values. In addition, when using a lithium ion battery for a secondary battery, since charging efficiency is almost 100%, you may use any charge electric charge and discharge electric charge.
[0012]
In this case, more than the predetermined value is the internal resistance of the battery, and, when the accumulated charge-discharge DENDEN air amount of the battery is equal to or greater than a predetermined value, it is preferable to determine that the battery has deteriorated. Also, the battery temperature when the battery is being charged / discharged is measured, and the measured value and the charge state calculated from the charge / discharge current or charge / discharge voltage are applied to a map using the battery temperature and the charge state as parameters. If the calculated value of the internal resistance is corrected and the deterioration value of the battery is determined using the corrected value as the calculated value of the internal resistance, the calculated value of the internal resistance obtained by the regression analysis is corrected by the temperature and the SOC. Therefore, since it is possible to determine the deterioration with the internal resistance value close to the true value, it is possible to more accurately determine the deterioration of the secondary battery. At this time, it is desirable to correct the calculated value of the internal resistance to the internal resistance value in a predetermined standard temperature and standard charge state.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a charge / discharge control system to which the present invention can be applied will be described.
[0015]
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the charge / discharge control system according to this embodiment measures a charge / discharge current flowing through a lithium ion battery group 1 having a current sensor such as a Hall element and 96 lithium ion batteries connected in series. A discharge current measuring circuit 2, a total voltage measuring circuit 3 for measuring the total voltage of the lithium ion battery group 1, a specific lithium ion battery having a temperature sensor such as a thermistor and arranged in a substantially central portion of the lithium ion battery group 1 A temperature measurement circuit 4 for measuring the battery temperature of the CPU, a CPU that functions as a central processing unit, a ROM that stores a basic control program of a charge / discharge control system and table data to be described later, a RAM that functions as a work area of the CPU, And a data processing microcomputer 5 having an A / D converter and the like. The microcomputer unit 5 is connected to a nonvolatile RAM 7 for storing measured data. Therefore, the charge / discharge control system has a configuration in which the data stored in the nonvolatile RAM 7 is preserved even when the supply of power is stopped.
[0016]
The lithium ion battery group 1 includes, for example, two battery modules (not shown) connected in series, and 48 lithium ion batteries are connected in series to each battery module. Each battery module incorporates a microcomputer section (not shown), and the lithium ion batteries constituting the battery module maintain substantially the same capacity during charging / discharging of the lithium ion battery group 1 under the control of the microcomputer section. The capacity adjustment is executed as described above.
[0017]
The actual charge / discharge of the lithium ion battery group 1 is controlled by a higher-order charge / discharge current control unit. As will be described later, the charge / discharge system is a communication interface connected to the microcomputer unit 5 in order to notify information such as the state of charge (SOC) of the lithium ion battery group 1 and the deterioration determination result of the lithium ion battery group 1. It is connected to the upper charge / discharge current control unit via the face unit 6.
[0018]
(Operation)
Next, the operation of the charge / discharge control system will be described mainly with the CPU of the microcomputer unit 5 with reference to a flowchart. When the microcomputer unit 5 is turned on, a deterioration determination routine for determining deterioration of the lithium ion batteries constituting the lithium ion battery group 1 is executed.
[0019]
As shown in FIG. 2, in the deterioration determination routine, first, in step 112, analog data from the total voltage measurement circuit 3 and the current measurement circuit 2 is converted into digital data by an A / D converter, and the total of the lithium ion battery group 1 is converted. The voltage V and the charge / discharge current I flowing through the lithium ion battery group 1 are taken in (measured) and stored in the RAM 7. Next, in step 114, the integrated value Q (Q = ∫Idt) of the charge / discharge current I flowing through the lithium ion battery group 1 is stored in the nonvolatile RAM 7. For example, the integrated value Q stored in the RAM 7 is read out and the previous integrated value Q is multiplied by the discharge current I measured this time and the time Δt from the previous time to the current time. And stored in the RAM 7.
[0020]
Next, in step 116, it is determined whether or not it is time to measure the battery temperature T. For example, a counter can be used to determine such measurement timing. If the determination is affirmative, analog data from the temperature measurement circuit 4 is converted to digital data by the A / D converter in step 118 and the battery temperature T is captured (measured). If the determination is negative, the next step 120 is performed. move on. That is, the battery temperature T is measured at a cycle longer than the measurement cycle of the total voltage V and the charge / discharge current I. The data measured in step 112 to step 118 are three types of total voltage V, charge / discharge current I, and battery temperature T, and there is no difference from the conventional charge / discharge control system.
[0021]
Next, in step 120, the state of charge of the battery (hereinafter referred to as SOC) is calculated from the value of the total voltage V measured in step 112 and the value of the charge / discharge current I, and stored in the RAM 7 in the next step 122. The internal resistance R of the battery is calculated by the regression analysis such as the least square method from the data of the latest fixed quantity (for example, 100 each) among the time-series change data of the values of the total voltage V and the charge / discharge current I. .
[0022]
Next, in step 124, a coefficient α is obtained from a map using the battery temperature T measured in step 118 and the SOC calculated in step 120 as parameters, and this coefficient α is multiplied by the value of the internal resistance R calculated in step 122. Thus, it is converted (corrected) into the value of the internal resistance at the standard SOC and standard temperature. In this example, as shown in Table 1 below, a table that can be converted to 50% SOC and 25 ° C battery temperature T was used for the map. Table 1 is a table of discrete values, but in step 120, it can be converted into an accurate value by interpolation.
[0023]
[Table 1]

[0024]
In step 126, the SOC and the corrected internal resistance R are notified to the upper charge / discharge current control unit, and in the next step 128, it is determined whether or not the battery has deteriorated. The battery deterioration determination is performed based on the deterioration determination table shown in Table 2 below. Table 2 is a table in which the corrected internal resistance and accumulated charge / discharge electricity amount are parameters, and it is determined that the internal resistance value has deteriorated when the accumulated charge / discharge electricity amount exceeds a certain set value and the accumulated charge / discharge electricity amount exceeds a certain set value. It is a table to do.
[0025]
[Table 2]

[0026]
When an affirmative determination is made at step 128, battery deterioration is notified to the upper charge / discharge current control unit at the next step 130, and when a negative determination is made, the process returns to step 112. Upon receiving the battery deterioration notification, the upper charge / discharge current control unit sends the battery deterioration to the display control unit (not shown) for controlling the installation mental panel (instrument panel) or the upper control unit (not shown). Notify that it should be displayed. Thereby, the deterioration of the battery is displayed on the instrument panel, and the driver can know that the battery has deteriorated.
[0027]
(Action etc.)
In the charge / discharge control system of this embodiment, as shown in Table 2, since the battery deterioration is determined by both the internal resistance R and the accumulated charge / discharge electric quantity (step 126), the internal resistance obtained from the regression analysis is determined. Even if the variation of the battery is large, the battery deterioration can be determined without error. FIG. 7 shows the relationship between the accumulated charge / discharge electricity amount and the internal resistance in this example. As shown in FIG. 7, when the charge / discharge charge is performed and the accumulated charge / discharge electricity amount is increased, the internal resistance definitely increases. Therefore, when the accumulated charge / discharge electricity amount exceeds the set value, the battery is deteriorated. The possibility is great, and the possibility of making a deterioration judgment error is low.
[0028]
In the charge / discharge control system of this embodiment, as shown in Table 1, the internal resistance obtained by the regression analysis is corrected by the battery temperature and the SOC (step 124), so that the internal resistance value close to the true value is obtained. Thus, it is possible to accurately determine the deterioration of the battery (step 126). FIG. 8 shows the temperature dependence of the internal resistance in this example, and FIG. 9 shows the SOC dependence of the internal resistance. As described above, since the internal resistance changes depending on the temperature and the SOC, if the reference temperature and the reference SOC are determined, it is possible to perform the deterioration determination with a more accurate internal resistance value.
[0029]
Furthermore, the charge / discharge control system of the present embodiment only needs to be able to measure the accumulated charge / discharge electricity amount, and accurately determine deterioration with a configuration in which a storage device such as a nonvolatile RAM 7 is added to the conventional charge / discharge control system. Is possible.
[0030]
In the present embodiment, an example in which the deterioration of the battery is determined based on the internal resistance R and the accumulated charge / discharge electricity amount is shown. However, the corrected internal resistance is close to the true internal resistance value and is shown in FIG. Thus, since there is a correlation between the accumulated charge / discharge electricity amount and the internal resistance, the deterioration of the battery may be determined by one of the corrected internal resistance and accumulated charge / discharge electricity amount.
[0031]
Further, in the present embodiment, a table that merely distinguishes between two states of “normal” and “deteriorated” is illustrated in Table 1. However, the present invention is not limited to this, and “caution” is required according to required characteristics. It is good also as a table which performs judgment of three steps or more, such as these. Furthermore, in the present embodiment, the table is exemplified in the map, but a mathematical formula or the like may be used.
[0032]
And in this embodiment, in order to demonstrate easily, the example which used one temperature sensor was shown, However, The temperature of the lithium ion battery was measured by one or more for every battery module, and the measured temperature The average value or the gymnastic average value may be used.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the determination of the deterioration of the secondary battery includes not only the calculated value of the internal resistance obtained by the regression analysis but also the accumulated charge / discharge electricity amount, the regression analysis having a large variation It is possible to obtain an effect that it is possible to eliminate a deterioration determination error from the calculated value of the internal resistance obtained from the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a charge / discharge control system according to an embodiment to which the present invention is applicable.
FIG. 2 is a flowchart of a deterioration determination routine of the charge / discharge control system according to the embodiment.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in charge / discharge current during charge / discharge.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in charge / discharge voltage during charge / discharge.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing changes in internal resistance calculated from regression analysis values of voltage and current for 60 seconds.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the transition of internal resistance calculated from the regression analysis values of voltage and current for 30 seconds.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between cumulative charge / discharge electricity and internal resistance.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing temperature dependence of internal resistance.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing SOC dependency of internal resistance.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium ion battery group 2 Charge / discharge current measurement circuit 3 Total voltage measurement circuit 4 Temperature measurement circuit 5 Microcomputer part 6 Communication interface part 7 Nonvolatile RAM

Claims

二次電池の充放電電流と充放電電圧とを一定時間毎に測定し、該測定値から充電状態を推定して前記電池の充放電を制御する充放電制御システムにおいて、前記電池は短時間の充放電を頻繁に繰り返して使用されるハイブリッド車両用の二次電池であって、前記充放電電流及び充放電電圧測定値の一定数量のデータから回帰分析を行って前記電池の内部抵抗を算出すると共に、前記充放電電流の積算値から前記電池の前記ハイブリッド車両への積載時からの累積充放電電気量を算出し、前記内部抵抗及び前記累積充放電電気量の算出値に基づいて前記電池の劣化状態を判定することを特徴とする充放電制御システム。In a charge / discharge control system that measures the charge / discharge current and charge / discharge voltage of a secondary battery at regular intervals, estimates the state of charge from the measured value, and controls the charge / discharge of the battery, the battery has a short time A rechargeable battery for a hybrid vehicle that is frequently used for charge / discharge, and calculates the internal resistance of the battery by performing regression analysis from a certain number of data of the charge / discharge current and charge / discharge voltage measurement values. together with the calculated cumulative charging and discharging DENDEN air amount from the time of loading to the hybrid vehicle of the battery from an integrated value of the charging and discharging current, the battery based on the calculated value of the internal resistance and the accumulated charge-discharge electric quantity A charge / discharge control system for determining a deterioration state of the battery.

前記電池の内部抵抗が所定値以上、かつ、前記電池の累積充放電電気量が所定値以上となったときに、前記電池が劣化したと判定することを特徴とする請求項１に記載の充放電制御システム。The internal resistance of the battery is equal to or greater than a predetermined value, and, when the accumulated charge-discharge DENDEN air amount of said battery exceeds a predetermined value, according to claim 1, wherein determining that the battery is deteriorated Charge / discharge control system.

前記電池が充放電されているときの電池温度を測定し、この測定値と前記充放電電流又は充放電電圧から算出した充電状態とを、電池温度と充電状態とをパラメータとするマップに当てはめて前記内部抵抗の算出値の補正を行い、補正後の値を前記内部抵抗の算出値として前記電池の劣化状態を判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充放電制御システム。 The battery temperature when the battery is being charged / discharged is measured, and the measured value and the charge state calculated from the charge / discharge current or charge / discharge voltage are applied to a map using the battery temperature and the charge state as parameters. The charge / discharge control system according to claim 1 or 2, wherein the calculated value of the internal resistance is corrected, and the deterioration state of the battery is determined using the corrected value as the calculated value of the internal resistance. .

前記内部抵抗の算出値の補正は、予め定められた標準温度及び標準充電状態における内部抵抗値に補正することを特徴とする請求項３に記載の充放電制御システム。 The charge / discharge control system according to claim 3, wherein the calculated value of the internal resistance is corrected to an internal resistance value at a predetermined standard temperature and standard charge state.