JPWO2015133103A1 - 電池の状態推定装置、および、電池の状態推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1Aは本発明の実施の形態による電池の状態推定装置の構成を示すブロック図である。この電池の状態推定装置は、例えばECUで構成され、センサ部100、ARXモデル同定部101、等価回路パラメータ推定部102、OCV−SOCマップ記憶部103、カルマンフィルタSOC推定部104、誤差算出部105を有する。センサ部100は電池(充放電可能な二次電池であり、例えばアイドリングストップの始動に用いられる鉛蓄電池)の充放電電流と端子電圧を計測する。センサ部100は例えば電流センサと電圧センサを有する。センサ部100によって計測された電池の充放電電流値iLと端子電圧値vTは、ARXモデル同定部101、等価回路パラメータ推定部102、OCV−SOCマップ記憶部103、カルマンフィルタSOC推定部104、誤差算出部105に適宜出力されて各種の演算に用いられる。
また、反比例曲線として、y=K/xから拡張して、べき乗に反比例する関数としてy=K/xpを用いてもよい。このとき、現在値≧目標値の場合、以下の処理が行われる。
また、上記の処理において、x[k]・x[k]をx[k]・x[k+1]に変更してもよい。このとき、現在値≧目標値の場合、以下の処理が行われる。
図13に示される第2の実施形態の電池の状態推定装置は、新たに電池容量推定部106、OCV−SOCマップ推定部110による処理が行われ、カルマンフィルタSOC推定部104の推定手法が異なるだけで、他の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。同一の構成については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
101 ARXモデル同定部
102 等価回路パラメータ推定部
103 OCV−SOCマップ記憶部
104 カルマンフィルタSOC推定部
105 誤差算出部
106 電池容量推定部
110 OCV−SOCマップ推定部
200 電流積算法SOC推定処理
201,302,402 推定値補正処理
202 OCV推定処理
203 反比例曲線適用モデル処理
204,304,404 カルマンゲイン処理
205,303,403 誤差算出処理
300 OCV−SOCマップ回帰係数推定処理
301 端子電圧推定処理
400 容量推定処理
401 電流積算法SOC推定処理
Claims (11)
- 電池の充放電電流と端子電圧を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記充放電電流に基づいて前記電池の充電率を推定する充電率推定部と、
前記充電率推定部が推定した前記充電率と、前記電池の開回路電圧と充電率との対応関係に基づいて、前記電池の開回路電圧を推定する開回路電圧推定部と、
前記検出部が検出した前記充放電電流と前記端子電圧と、反比例曲線を用いた等価回路モデルとに基づいて推定端子電圧を算出する端子電圧推定部と、
前記端子電圧推定部が算出した前記推定端子電圧と前記検出部が検出した前記端子電圧とに基づいて前記充電率推定部が推定した前記充電率を補正する補正部と、を備えた、
電池の状態推定装置。 - 前記反比例曲線を用いた等価回路モデルは、べき乗に反比例する関数を用いた等価回路モデルである、
請求項1に記載の電池の状態推定装置。 - 前記検出部が検出した前記充放電電流と前記端子電圧とに基づいて、前記等価回路モデルの反比例のべき乗のパラメータを推定する等価回路パラメータ推定部をさらに備えた、
請求項2に記載の電池の状態推定装置。 - 前記等価回路パラメータ推定部は、前記等価回路モデルの抵抗に相当する成分を、基準用として指数関数を用いた1次の等価回路モデルから算出した抵抗値の定数倍に設定する、
請求項3に記載の電池の状態推定装置。 - 前記等価回路パラメータ推定部は、前記算出した抵抗値に乗じる倍率を、充電時と放電時で異なる値に設定する、
請求項4に記載の電池の状態推定装置。 - 前記補正部は、カルマンフィルタを用いて前記充電率推定部が推定した充電率を補正する、
請求項5に記載の電池の状態推定装置。 - 前記検出部が検出した前記充放電電流と前記端子電圧とに基づいて前記電池の開回路電圧と充電率との対応関係を記憶する対応関係記憶部をさらに備えた、
請求項6に記載の電池の状態推定装置。 - 前記充電率推定部が推定した充電率と、前記検出部が検出した前記充放電電流の電流積算により求めた充電率とが同じになるように,電池容量を推定する電池容量推定部をさらに備え、
前記電池容量推定部は、前記充電率推定部よりも遅い周期で動作する、
請求項6に記載の電池の状態推定装置。 - 前記充電率推定部が推定した充電率と分極電圧と、前記検出部が検出した充放電電流および端子電圧とに基づいて前記電池の開回路電圧と充電率との対応関係を推定する対応関係推定部をさらに備え、
前記対応関係推定部は、任意の次数の回帰式で近似した回帰係数を推定し、前記充電率推定部が推定した充電率、および、前記等価回路モデルの抵抗または分極電圧に基づいて算出した端子電圧と、前記検出部が検出した端子電圧との誤差に基づいて、前記回帰係数を補正する、
請求項6に記載の電池の状態推定装置。 - 前記電池として、アイドリングストップ車に取り付けられる鉛蓄電池を対象に、前記充電率推定部、前記開回路電圧推定部、前記端子電圧推定部および前記補正部が設定されている、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の電池の状態推定装置。 - 電池の充放電電流と端子電圧を検出するステップと、
検出された前記充放電電流に基づいて前記電池の充電率を推定するステップと、
推定された前記充電率と、前記電池の開回路電圧と充電率との対応関係に基づいて前記電池の開回路電圧を推定するステップと、
検出された前記充放電電流と前記端子電圧と、べき乗に反比例する関数を用いた等価回路モデルとに基づいて推定端子電圧を算出するステップと、
算出された前記推定端子電圧と検出された前記端子電圧とに基づいて推定された前記充電率を補正するステップとを備えた、
電池の状態推定方法。
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