JP7375473B2 - 蓄電量推定装置、蓄電量推定方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
蓄電量推定装置、蓄電量推定方法及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7375473B2 JP7375473B2 JP2019199098A JP2019199098A JP7375473B2 JP 7375473 B2 JP7375473 B2 JP 7375473B2 JP 2019199098 A JP2019199098 A JP 2019199098A JP 2019199098 A JP2019199098 A JP 2019199098A JP 7375473 B2 JP7375473 B2 JP 7375473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- stored
- open circuit
- circuit voltage
- discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 73
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims description 5
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 61
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
SOCi=SOCi-1+Ii×Δti/Q×100 (1)
SOCi:更新後のSOC
SOCi-1:直前のSOC
Ii:電流値
Δti:時間間隔
Q:電池容量(Available Capacity)
実施形態に係る蓄電量推定装置は、蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係に充放電履歴によるヒステリシスを有する蓄電素子の蓄電量推定装置であって、放電開始時の蓄電量に対応する蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係を決定する決定部と、放電過程における擬似開放電圧が所定範囲である場合に、該擬似開放電圧及び決定された前記相関関係に基づいて、放電過程における蓄電量を推定する推定部とを備える。
特許文献1の推定方法では、OCVヒステリシスが平均電流値及び積算電流値に依存すると考えている。しかし、本願の発明者等は、OCVヒステリシスが電流値に依存せず、放電開始時の蓄電量がOCVヒステリシスに与える影響を考慮しなければ、ヒステリシスの挙動を詳細に把握することはできないことを見出した。さらに、本願の発明者等は、所定の電圧区間において、蓄電量と擬似開放電圧との間に極めて強い線形比例関係があることを見出した。このように、ヒステリシスにより変化する蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係を考慮して、所定の電圧区間でOCV法を実施することにより、蓄電素子の蓄電量を精度良く求めることが可能になる。
上記構成によれば、ヒステリシスを考慮して、放電開始時の蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係を決定し、所定電圧区間でOCV法を実施するので、電流積算時の誤差の蓄積の影響を最小限にとどめることができ、蓄電素子の蓄電量を精度よく推定することができる。
本実施形態に係る蓄電素子は、蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係に充放電履歴によるヒステリシスを有する正極活物質を含む。
以上のように、図3における2つの測定点を通る直線の勾配ΔV/Δrは求められる。求められた勾配ΔV/Δrを用いて、予め取得されている参照r-OCV曲線を参照して、放電過程におけるr-OCV曲線を決定することができる。
参照r-OCV曲線とは、放電開始SOC毎に、予め実験により得られた複数のr-OCV曲線をいう。例えば、蓄電素子を所定のSOCまで充電した後に複数の時点で放電させ、放電過程において、各時点で蓄電素子の端子電圧及び電流を測定することで、各測定点の座標(OCV,r)を取得する。各測定点に対し線形近似をして線形近似曲線を得て、当該線形近似曲線を所定の放電開始SOCに対応するr-OCV曲線とする。
上述したようにして求めた勾配ΔV/Δrをテーブルに格納された勾配と比較する。求めた勾配ΔV/Δrが、テーブルに格納された勾配に一致する場合には、テーブルに格納された勾配及び対応した切片を使用してr-OCV曲線を作成することができる。求められた勾配ΔV/Δrが、テーブルに格納された勾配に一致しない場合には、参照r-OCV曲線テーブルに基づく内挿計算又は外挿計算によって、r-OCV曲線を決定することができる。決定されたr-OCV曲線をテーブルに記憶してもよい。これにより、充放電が切り替わるまでは、当該r-OCV曲線を使用することが可能である。
決定したr-OCV曲線において、OCVからrを読み取る。定格容量比rは式(3)で示される。定格容量比rは式(3)で示される。
以下、実施形態1として、車両に搭載される蓄電モジュールを例に挙げて説明する。
図4は蓄電モジュールの一例を示す。蓄電モジュール50は、複数の蓄電素子200と、監視装置100と、それらを収容する収容ケース300とを備えている。蓄電モジュール50は、電気自動車(EV)や、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)の動力源として使用されてもよい。
蓄電素子200は、角形セルに限定されず、円筒形セルやパウチセルであってもよい。
メモリ63には、本実施形態に係る蓄電量推定プログラム63aと、参照r-OCV曲線に係るデータが格納されたテーブル63bとが記憶されている。蓄電量推定プログラム63aは、例えば、CD-ROMやDVD-ROM、USBメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体70に格納された状態で提供され、BMU6にインストールすることによりメモリ63に格納される。また、通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから蓄電量推定プログラム63aを取得し、メモリ63に記憶させることにしてもよい。
電流計測部9は、電流センサ7を介して電池3に流れる電流を所定時間間隔で計測する。
図8は、CPU62による蓄電量推定処理の手順を示すフローチャートである。CPU62は、所定の、又は適宜の時間間隔でS1からの処理を繰り返す。
CPU62は、取得された電圧及び電流に基づいて、2つの時点間のOCVの変化量ΔV及び放電量Δrを算出し(S2)、r-OCV曲線の勾配ΔV/Δrを算出する(S3)。
図9はSOC変動試験により取得された充放電曲線である。図10はSOC変動試験による総SOC変動量を示す図である。図9において、横軸はSOC(%)、縦軸は電圧(V)である。図10において、横軸は総SOC変動量(%)、縦軸は電圧(V)である。電流が0.1CA及び1CAそれぞれの場合に、双方ともに総SOC変動量が等しくなるように、充電調整及び放電調整を行ってSOCを変動させた。各調整後には、所定の休止時間を経て端子電圧をOCVとして取得した。
2 ケース
200 蓄電素子
21 ケース本体
22 蓋部
23 BMU収容部
24 カバー
25 中蓋
26 仕切り板
3 電池(蓄電素子)
31 ケース
32 端子
33 電極体
4 バスバー
5 外部端子
6 BMU(蓄電量推定装置)
60 情報処理部
62 CPU(決定部、推定部)
63 メモリ
63a 蓄電量推定プログラム
63b テーブル
7 電流センサ
8 電圧計測部
9 電流計測部
10 ECU
70 記録媒体
100 監視装置(蓄電量推定装置)
300 収容ケース
Claims (5)
- 蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係に充放電履歴によるヒステリシスを有する蓄電素子の蓄電量推定装置であって、
放電過程における少なくとも2つの時点間の擬似開放電圧の変化量と放電量との比を算出し、算出された比と、放電開始時の蓄電量ごとに予め記憶された蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係とに基づいて、放電開始時の蓄電量に対応する蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係を決定する決定部と、
放電過程における擬似開放電圧が所定範囲である場合に、該擬似開放電圧及び決定された前記相関関係に基づいて、放電過程における蓄電量を推定する推定部と
を備える、蓄電量推定装置。 - 前記相関関係は、蓄電素子の定格容量比と擬似開放電圧との線形比例関係を示す特性曲線である、請求項1に記載の蓄電量推定装置。
- 前記予め記憶された蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係は、前記特性曲線の勾配を含み、
前記決定部は、前記算出された比と、予め記憶された前記特性曲線の勾配とを比較することで、前記放電開始時の蓄電量に対応する前記相関関係を決定する、請求項2に記載の蓄電量推定装置。 - 蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係に充放電履歴によるヒステリシスを有する蓄電素子の蓄電量推定方法であって、
放電過程における少なくとも2つの時点間の擬似開放電圧の変化量と放電量との比を算出し、算出された比と、放電開始時の蓄電量ごとに予め記憶された蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係とに基づいて、放電開始時の蓄電量に対応する蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係を決定するステップと、
放電過程における擬似開放電圧が所定範囲である場合に、該擬似開放電圧及び決定された前記相関関係に基づいて、放電過程における蓄電量を推定するステップと
を有する、蓄電量推定方法。 - 蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係に充放電履歴によるヒステリシスを有する蓄電素子の蓄電量を推定するコンピュータに、
放電過程における少なくとも2つの時点間の擬似開放電圧の変化量と放電量との比を算出し、算出された比と、放電開始時の蓄電量ごとに予め記憶された蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係とに基づいて、放電開始時の蓄電量に対応する蓄電量及び擬似開放電圧の相関関係を決定し、
放電過程における擬似開放電圧が所定範囲である場合に、該擬似開放電圧及び決定された前記相関関係に基づいて、放電過程における蓄電量を推定する
処理を実行させる、コンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019199098A JP7375473B2 (ja) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 蓄電量推定装置、蓄電量推定方法及びコンピュータプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019199098A JP7375473B2 (ja) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 蓄電量推定装置、蓄電量推定方法及びコンピュータプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021071415A JP2021071415A (ja) | 2021-05-06 |
JP7375473B2 true JP7375473B2 (ja) | 2023-11-08 |
Family
ID=75712965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019199098A Active JP7375473B2 (ja) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 蓄電量推定装置、蓄電量推定方法及びコンピュータプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7375473B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115308616A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-11-08 | 长城汽车股份有限公司 | Ocv-soc标定及估算方法、装置、介质和车辆 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005014637A (ja) | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Denso Corp | 車載バッテリの状態監視装置 |
WO2012053075A1 (ja) | 2010-10-20 | 2012-04-26 | 古河電気工業株式会社 | 蓄電デバイスの状態検知方法及びその装置 |
WO2013069459A1 (ja) | 2011-11-10 | 2013-05-16 | 日産自動車株式会社 | 二次電池の制御装置およびsoc検出方法 |
WO2014045706A1 (ja) | 2012-09-18 | 2014-03-27 | 株式会社豊田自動織機 | 充電状態推定装置及び充電状態推定方法 |
JP2019148492A (ja) | 2018-02-27 | 2019-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池システム |
JP2019164148A (ja) | 2019-04-26 | 2019-09-26 | 川崎重工業株式会社 | 二次電池の充電状態推定方法および推定装置 |
-
2019
- 2019-10-31 JP JP2019199098A patent/JP7375473B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005014637A (ja) | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Denso Corp | 車載バッテリの状態監視装置 |
WO2012053075A1 (ja) | 2010-10-20 | 2012-04-26 | 古河電気工業株式会社 | 蓄電デバイスの状態検知方法及びその装置 |
WO2013069459A1 (ja) | 2011-11-10 | 2013-05-16 | 日産自動車株式会社 | 二次電池の制御装置およびsoc検出方法 |
WO2014045706A1 (ja) | 2012-09-18 | 2014-03-27 | 株式会社豊田自動織機 | 充電状態推定装置及び充電状態推定方法 |
JP2019148492A (ja) | 2018-02-27 | 2019-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池システム |
JP2019164148A (ja) | 2019-04-26 | 2019-09-26 | 川崎重工業株式会社 | 二次電池の充電状態推定方法および推定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021071415A (ja) | 2021-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10553896B2 (en) | Battery capacity degradation resolution methods and systems | |
US10712393B2 (en) | Energy storage device management apparatus, energy storage device module, vehicle, and energy storage device management method | |
KR102572652B1 (ko) | 배터리의 충전상태를 추정하는 방법 | |
JP6406468B1 (ja) | 蓄電量推定装置、蓄電モジュール、蓄電量推定方法、及びコンピュータプログラム | |
EP3657190A1 (en) | Estimation device, power storage device, estimation method, and computer program | |
US10971766B2 (en) | Management system, battery, and management method for energy storage device | |
JP6409208B1 (ja) | 蓄電量推定装置、蓄電モジュール、蓄電量推定方法、及びコンピュータプログラム | |
US11079440B2 (en) | Management device, energy storage module, management method, and computer program | |
WO2018181620A1 (ja) | 蓄電量推定装置、蓄電モジュール、蓄電量推定方法、及びコンピュータプログラム | |
JP7231657B2 (ja) | 電池制御装置 | |
US11237214B2 (en) | Estimation device, energy storage apparatus, estimation method, and computer program | |
JP7115345B2 (ja) | 推定装置、蓄電装置、推定方法、及びコンピュータプログラム | |
JP7375473B2 (ja) | 蓄電量推定装置、蓄電量推定方法及びコンピュータプログラム | |
US10761143B2 (en) | Storage amount estimation device, energy storage module, storage amount estimation method, and computer program | |
Banaei et al. | Online detection of terminal voltage in Li-ion batteries via battery impulse response | |
WO2018181624A1 (ja) | 蓄電量推定装置、蓄電モジュール、蓄電量推定方法、及びコンピュータプログラム | |
JP2021071320A (ja) | Soh推定装置、蓄電装置及びsoh推定方法 | |
EP4283318A1 (en) | Method and device for estimating state of charge of a battery | |
JP6406470B1 (ja) | 管理装置、蓄電モジュール、管理方法、及びコンピュータプログラム | |
Hiremath et al. | State-Of-Charge Estimation using Extended Kalman Filter | |
JP2021071319A (ja) | Soc推定装置、蓄電装置及びsoc推定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220908 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230707 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230926 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231009 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7375473 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |