JP6155830B2 - 状態推定装置、状態推定方法 - Google Patents
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Description
本明細書では、放電終止状態から満充電条件を満たすまで充放電することなく蓄電素子の容量や内部抵抗等、蓄電素子の状態を推定する技術を開示する。
初めに、本実施形態の状態推定装置の概要について説明する。本状態推定装置では、特異点に基づいて蓄電素子の状態を推定するので、少なくとも、特異点が出現する範囲について蓄電素子を充放電させれば、蓄電素子の状態を推定できる。そのため、従来のように蓄電素子を放電終止状態から満充電条件を満たすまで充放電しなくても、蓄電素子の状態(一例として電池容量や内部抵抗)を推定することが出来る。従って、状態推定に要する時間を短縮することが出来る。また、状態推定条件が緩和されることから、状態推定の頻度を増加することが可能となる。
以下、実施形態1について、図1から図12を参照しつつ説明する。
1.電池パックの構成
図1は、本実施形態における電池パック60の構成を示す図である。本実施形態の電池パック60は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給するものである。
二次電池14は、劣化により電池容量Xが減少することから、定期的に電池容量Xを算出する必要がある。尚、電池容量Xとは、電池の放電電圧が放電開始時の定格電圧から所定の放電終止電圧まで低下する間に電池から放電できる電気量であり、電流と時間の積からなるアンペア時(Ah)で表される。
図3や図5に示すように、特異点Pは複数存在、すなわち特異点P1と特異点P2とが存在するので、電圧変化量ΔVから特異点Pが検出された場合、その特異点Pが、特異点P2かどうかを判別する必要がある。
次に、二次電池14の電池容量Xを推定する容量推定シーケンスについて図11、図12を参照して説明する。容量推定シーケンスは、二次電池14の充電時にBM62のCPU70により実行される。
本実施形態のBM62では、CPU70は、特異点Pの出現する二次電池14の電圧に基づいて二次電池14の電池容量Xを推定する。そのため、CPU70は、充電開始電圧Voから充電を開始した場合、特異点P2が出現するまでの間は、少なくとも二次電池14を充電する必要があるが、特異点P2が出現した以降は、二次電池14を充電する必要がない。従って、従来のように二次電池14を放電終止状態から満充電条件を満たすまで充放電しなくても、CPU70は、二次電池14の電池容量Xを推定することが出来る。従って、電池容量Xの推定に要する時間を短縮することが出来る。また、電池容量Xの推定条件が緩和されることから、CPU70は、容量推定の頻度を増加することが可能となる。
実施形態1では、CPU70は、特異点Pの出現する二次電池14の電圧に基づいて二次電池14の電池容量Xを推定した。実施形態2では、CPU70は、特異点Pの出現時から二次電池14が設定電圧に達するまでの到達時間Tの長さに基づいて二次電池14の電池容量Xを推定する。
実施形態2では、CPU70は、CS20の計測した二次電池14の電圧Vを設定電圧(一例として4.1[V])と比較する処理を行い、特異点P2の出現時t2から二次電池14が設定電圧に達するまでの到達時間Tを計測する構成とした。実施形態3では、CPU70は、充電方式の切換わりを通知する切換信号Srを利用して到達時間Tを計測する。
実施形態1では、CPU70は、特異点Pの出現する二次電池14の電圧に基づいて二次電池14の電池容量Xを推定した。実施形態4では、CPU70は、特異点P2が出現した時の残存容量を推定し、当該残存容量を二次電池14の残存容量とする。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
以下、説明するように、特異点P2の出現する電圧Vは、電池容量Xが同じ電池でも、環境温度により異なり、環境温度が低い程、低い傾向を示す。そのため、特異点P2の出現する電圧と二次電池の電池容量Xを対応つける相関データ(図4の相関データ)は、環境温度ごとに設けるようにすることが好ましい。
「V」は、二次電池14の端子電圧である。
「E」は、二次電池14の開放電圧である。
「r」は、二次電池14の内部抵抗である。
「I」は、二次電池14の充電電流である。
Claims (6)
- 蓄電素子の状態を推定する状態推定装置であって、
前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電圧検出部により検出される前記蓄電素子の電圧に基づいて、充放電時における前記蓄電素子の電圧変化量の極大値である特異点を検出する特異点検出処理と、
前記特異点検出処理にて検出した特異点に基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定処理と、を行い、
前記制御部は、
前記特異点検出処理にて検出された特異点の出現時を基準として前記蓄電素子が設定電圧に達するまでの到達時間を計測する到達時間計測処理を行い、
前記推定処理にて、前記到達時間計測処理にて計測した到達時間の長さに基づいて前記蓄電素子の状態を推定する状態推定装置。 - 請求項1に記載の状態推定装置であって、
複数の特異点が存在する場合、前記制御部は前記特異点検出処理にて、電圧が高い側の特異点を選択する状態推定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は、前記蓄電素子が前記設定電圧に達するか否かを、前記電圧検出部の検出する前記蓄電素子の電圧に基づいて判断する状態推定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の状態推定装置であって、
前記設定電圧は、前記蓄電素子に対する充電方式が切り換わる切換電圧である状態推定装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の状態推定装置であって、
前記制御部は前記特異点検出処理にて、前記特異点を、充電時の電圧変化量に基づいて決定する状態推定装置。 - 蓄電素子の状態を推定する状態推定方法であって、
電圧検出部により検出される前記蓄電素子の電圧に基づいて、充放電時における前記蓄電素子の電圧変化量の極大値である特異点を検出する特異点検出ステップと、
前記特異点検出ステップにて検出した特異点に基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定ステップと、を含み、
前記特異点検出ステップでは、検出された特異点の出現時を基準として前記蓄電素子が設定電圧に達するまでの到達時間を計測し、
前記推定ステップでは、計測した到達時間の長さに基づいて前記蓄電素子の状態を推定する状態推定方法。
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