KR20040060921A

KR20040060921A - 이차 전지의 분극 전압 추정 방법, 이차 전지의 잔존 용량추정 방법 및 장치, 전지 팩 시스템, 및 전동 차량

Info

Publication number: KR20040060921A
Application number: KR10-2004-7002776A
Authority: KR
Inventors: 무라카미유사이
Original assignee: 파나소닉쿠 이브이에나지 가부시키가이샤
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-06
Also published as: EP1460708A1; CN100358180C; US20040257087A1; KR100606878B1; CN1565067A; US7456612B2; EP1460708A4; JP4097182B2; WO2003061054A1; JP2003197275A

Abstract

이차 전지의 분극 전압의 추정 정밀도, 및 잔존 용량의 추정 정밀도를 향상시킨 전지 팩 시스템을 제공한다. 분극 전압 산출부(108)에 의해, 필터링 처리를 실시한 적산 용량의 변화량(LPF(ΔQ))으로부터 참조 테이블(LUT)(1081)에 기초하여 분극 전압(Vpo1)을 구하고, 기전력 산출부(113)에 의해, 유효한 무부하 전압(V0_OK)으로부터 분극 전압(Vpol)을 감산하여 전지 기전력(Veq)을 구하고, 잔존 용량 추정부(114)에 의해, 전지 기전력(Veq)으로부터 참조 테이블(LUT)(1141)에 기초하여 잔존 용량(SOC)을 추정한다.

Description

이차 전지의 분극 전압 추정 방법, 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법 및 장치, 전지 팩 시스템, 및 전동 차량{METHOD FOR ESTIMATING POLARIZATION VOLTAGE OF SECONDARY CELL, METHOD AND DEVICE FOR ESTIMATING REMAINING CAPACITY OF SECONDARY CELL, BATTERY PACK SYSTEM, AND ELECTRIC VEHICLE}

종래부터, HEV에서는, 주행에 필요한 동력에 대해 엔진으로부터의 출력이 큰 경우에는, 잉여의 동력으로 발전기를 구동하여 이차 전지의 충전이 행해진다. 반대로, 엔진으로부터의 출력이 작은 경우에는, 이차 전지의 전력을 사용하여 모터를 구동하여 부족한 동력을 출력한다. 이 경우, 이차 전지의 방전이 행해진다. 이러한 충방전 등을 제어하여 적정한 동작 상태로 유지하는 것이, 이차 전지를 HEV 등에 탑재하는 경우에 요구된다.

그 때문에, 전지의 전압, 전류, 온도 등을 검출하여 이차 전지의 잔존 용량(이하, SOC라 약칭한다)을 연산에 의해 추정하여, 차량의 연료 소비 효율이 가장 좋아지도록 SOC 제어를 행하고 있다. 또, 그 때의 SOC 레벨은, 가속시의 모터 구동에 의한 파워 어시스트 및 감속시의 에너지 회수(회생 제동)를 균형있게 동작시키기 위해, 일반적으로는 예를 들면 SOC가 50%부터 70%의 범위 내가 되도록, SOC가 저하하여 예를 들면 50%가 된 경우에는 충전 과다의 제어를 행하고, 반대로 SOC가 상승하여 예를 들면 70%가 된 경우에는 방전 과다의 제어를 행하여, SOC를 제어 중심에 가깝게 하고자 하는 것이다.

이러한 SOC 제어를 정확히 행하기 위해서는, 충방전을 행하고 있는 이차전지의 SOC를 정확히 추정하는 것이 필요하게 된다. 이러한 종래의 SOC 추정 방법으로서는, 이하의 2종류의 방법이 있다.

① 충방전된 전류를 측정하여, 그 전류값(충전의 경우는 마이너스, 방전의 경우는 플러스의 부호를 갖는다)에 충전 효율을 승산하여, 그 승산값을 어느 시간 기간에 걸쳐 적산함으로써 적산 용량을 계산하여, 이 적산 용량에 기초하여 SOC를 추정한다.

② 충방전된 전류와, 이것에 대응하는 이차 전지의 단자 전압을 쌍(페어)으로 하는 페어 데이터를 다수 개 측정하고 기억하여, 그 페어 데이터로부터, 최소 제곱법에 의해 1차의 근사 직선(전압(V)-전류(I) 근사 직선)을 구하여, 전류값 0(제로)에 대응하는 전압값(V-I 근사 직선의 V절편)을 무부하 전압(V0)으로서 산출하여, 이 무부하 전압(V0)에 기초하여 SOC를 추정한다.

또, 이차 전지를 충방전하면, 전지 기전력에 대해 분극 전압이 발생한다. 즉, 충전시에는 전압이 높아지고, 방전시에는 전압이 낮아져, 이 변화분이 분극 전압이라 불린다. 상기 ②의 방법과 같이 SOC를 전압에 의해 추정하는 경우나, 또 소정 시간 내에서의 전압의 상승 및 강하를 추정하는 경우, 소정 시간 내에서의 입출력 가능 전력을 구하는 경우에는, 분극 전압을 정확히 파악할 필요가 있다.

일반적으로, 분극 전압의 추정 방법으로는, 다수의 전류, 전압 데이터로부터 1차의 회귀 직선을 구하고, 그 직선의 기울기를 분극 저항(부품 저항, 반응 저항, 및 확산 저항)으로 하여, 그 분극 저항에 전류를 승산함으로써 분극 전압으로 하고 있다.

그러나, 상기 2종류의 종래의 SOC 추정 방법에서는, 이하와 같은 문제점이 있다.

먼저, 상기 ①의 적산 용량에 의한 SOC 추정 방법의 경우, 전류값을 적산할 때 필요한 충전 효율은 SOC값, 전류값, 온도 등에 의존하므로, 이들 각종 조건에 적응한 충전 효율을 발견해 내는 것은 곤란하다. 또, 배터리가 방치 상태에 있는 경우, 그 동안의 자기 방전량을 계산할 수 없다. 이러한 등의 이유에 의해, 시간의 경과와 함께 SOC의 참값과 추정값과의 오차가 커지므로, 이것을 해소하기 위해 완전 방전이나 만충전을 행하여, SOC의 초기화를 행할 필요가 있다.

그러나, 이차 전지를 HEV에 탑재하여 사용하는 경우, 완전 방전을 행하면, 이차 전지로부터의 전력 공급을 행할 수 없게 되어, 엔진에 부담이 가해지게 된다. 그 때문에, 충전 사이트 등에서 차량을 정지시켜, 이차 전지의 완전 방전을 행한 후, 또는 만충전이 될 때까지 이차 전지를 소정 시간에 걸쳐 충전한 후에, SOC의 초기화를 행할 필요가 있다. 이렇게 HEV 용도의 경우, 차량 주행중에 완전 충방전을 행하여, SOC의 초기화를 행하는 것은 불가능하다. 또, 정기적으로, HEV에 탑재된 이차 전지의 완전 충방전을 행하는 것은, 사용자에게 있어서 편리성이 결여되고, 부담도 된다.

다음에, 상기 ②의 무부하 전압에 의한 SOC 추정 방법의 경우, 먼저 큰 방전을 행한 후의 V-I 근사 직선의 V절편은 낮아지고, 큰 충전을 행한 후의 V-I 근사 직선의 V절편은 높아지는 것처럼, 과거의 충방전 전류의 이력에 의해, 동일한 SOC에서도 무부하 전압이 변화한다. 이 변화분은 분극 전압에 의한 것이다. 이렇게 V-I 근사 직선의 V절편인 무부하 전압은, 분극 전압의 요인에 의해, 충전 방향과 방전 방향에서 달라져 버린다. 이에 의해, 이 전압차가 SOC의 추정 오차가 된다. 또, 메모리 효과나 방치에 의한 전압 저하, 전지 열화 등도 SOC 추정의 오차 요인이 된다.

또, 상기 종래의 분극 전압의 추정 방법에서는, 분극 저항에 의해 분극 전압을 구하면, 분극 저항에 포함되는, 전지의 활물질과 전해액 계면의 반응에 의한 반응 저항이나, 활물질 내, 활물질 사이, 및 전해액 내의 반응에 의한 확산 저항의 추정을 충분히 행할 수 없으므로, 추정된 분극 전압의 정밀도가 나쁘고, SOC 추정을 위한 전지 기전력을 구하기 위해, 상기 ②의 무부하 전압을 보정에 사용하는 것은 실용적이지 않다.

본 발명은, 전기 자동차(PEV), 하이브리드 차량(HEV), 연료 전지와 배터리의 하이브리드 차량 등의 전동 차량 등에, 모터의 동력원 및 각종 부하의 구동원으로서 탑재되는 니켈-수소(Ni-MH) 배터리 등의 이차 전지의 잔존 용량(SOC : State of Charge)을 추정하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전지 팩 시스템의 일 구성예를 나타낸 블록도,

도 2는 적산 용량의 변화량(ΔQ)과 분극 전압(Vpol)의 시간 변화의 일례를 나타낸 도면,

도 3은 본 실시형태에서의, 온도를 파라미터로 한, 필터링 처리 후의 적산 용량의 변화량(LPF(ΔQ))에 대한 분극 전압(VPol)의 특성 곡선을 나타낸 도면,

도 4는 본 실시형태에서의, 전압 데이터(V(n))와 전류 데이터(I(n))의 페어 데이터와, 그리고 통계 처리에 의해 무부하 전압(V0)을 구하기 위한 근사 직선을 나타낸 도면,

도 5는 본 실시형태에서의, 온도를 파라미터로 한, 잔존 용량(SOC)에 대한기전력(Veq)의 특성 곡선을 나타낸 도면,

도 6은 본 실시형태에 따른 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법에서의 처리 순서를 나타낸 흐름도,

도 7은 본 실시형태에 의해 추정한 잔존 용량(SOCp)(적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대한 필터링 처리가 없는 경우), 종래의 무부하 전압(V0)에 의해 추정한 잔존 용량(SOCc), 및 실제의 잔존 용량(SOCt)의 시간 변화를 나타낸 도면,

도 8은 본 실시형태에 의해 추정한 잔존 용량(SOCp)(LPF)(적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대한 필터링 처리가 있는 경우), 및 실제의 잔존 용량(SOCt)의 시간 변화를 나타낸 도면,

도 9는 실제의 Veq-SOC 곡선(P0), 본 실시형태에 의해 잔존 용량을 추정한 경우(P1 : 적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대한 필터링 처리가 없는 경우), 및 종래의 무부하 전압(V0)에 의해 잔존 용량을 추정한 경우(P2)의 기전력-SOC 플롯 데이터를 나타낸 도면,

도 10은 실제의 Veq-SOC 곡선(P0), 본 실시형태에 의해 잔존 용량을 추정한 경우(P1(LPF) : 적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대한 필터링 처리가 있는 경우), 및 종래의 무부하 전압(V0)에 의해 잔존 용량을 추정한 경우(P2)의 기전력-SOC 플롯 데이터를 나타낸 도면이다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 이차 전지의 분극 전압을 고정밀도로 추정할 수 있는 방법을 제공하고, 이에 의해 정기적으로 이차 전지의 완전 충방전을 행하여 SOC를 초기화하지 않고, SOC를 고정밀도로 추정할 수 있는 방법 및 장치, 이러한 방법에서의 처리를 실행하는 컴퓨터 시스템(전지용 전자 제어 유닛(전지 ECU))을 탑재한 전지 팩 시스템, 이러한 전지 팩 시스템을 탑재한 전동 차량을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제1 이차 전지의 분극 전압 추정 방법은, 이차 전지에 흐르는 전류를 측정하는 공정과, 측정한 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 공정과, 산출한 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 공정과, 적산 용량의 변화량에 기초하여 분극 전압을 구하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제2 이차 전지의 분극 전압 추정 방법은, 모터의 동력원 및 부하의 구동원으로서 중간적 충전 상태로 사용되는 이차 전지에 흐르는 전류를 측정하는 공정과, 측정한 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 공정과, 산출한 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 공정과, 적산 용량의 변화량에 기초하여 분극 전압을 구하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 분극 전압 추정 방법에 의하면, 반응 저항이나 확산 저항을 포함하는 추정 정밀도가 좋지 않은 분극 저항에 의해 분극 전압을 추정하는 것이 아니라, 적산 용량의 변화량에 기초하여 분극 전압을 구함으로써, 분극 전압을 고정밀도로 추정할 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 분극 전압 추정 방법은, 구한 적산 용량의 변화량에대해 시간 지연 처리를 실시하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 적산 용량의 변화량에 대해 지연 시간을 갖는 분극 전압을, 적산 용량의 변화량에 실시간으로 추종시켜 추정할 수 있다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 분극 전압 추정 방법에서, 적산 용량의 변화량에 대해, 시간 지연 처리와 함께, 필터링에 의해 평균화 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 분극 전압의 산출에 불필요한 적산 용량의 변동 성분을 저감할 수 있다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 분극 전압 추정 방법에 있어서, 미리 온도를 파라미터로 한 적산 용량의 변화량에 대한 분극 전압의 특성을 구하여, 그 특성을 기억한 참조 테이블 또는 식에 기초하여, 분극 전압을 구하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 전지의 온도 변화에 대해서도, 분극 전압을 용이하게 정밀도 높게 구할 수 있다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 분극 전압 추정 방법에 있어서, 이차 전지는, 니켈-수소 이차 전지이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제1 전지 팩 시스템은, 제1 또는 제2 이차 전지의 분극 전압 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템과, 이차 전지를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제1 전동 차량은, 제2 이차 전지의 분극 전압 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템과, 이차 전지를 구비한 전지팩 시스템을 탑재한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 컴퓨터 시스템으로서, 예를 들면 전지 ECU를 탑재한 전지 팩 시스템은, 정밀도 높게 분극 전압을 추정할 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제1 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법은, 이차 전지에 흐르는 전류와, 전류에 대응한 이차 전지의 단자 전압과의 페어 데이터를 측정하여, 페어 데이터를 다수 개 취득하는 공정과, 취득한 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류값이 0인 경우의 전압값을 무부하 전압으로서 산출하는 공정과, 측정한 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 공정과, 산출한 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 공정과, 적산 용량의 변화량에 기초하여 분극 전압을 구하는 공정과, 무부하 전압으로부터 분극 전압을 감산함으로써, 이차 전지의 기전력을 산출하는 공정과, 산출한 기전력에 기초하여, 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법은, 모터의 동력원 및 부하의 구동원으로서 중간적 충전 상태로 사용되는 이차 전지에 흐르는 전류와, 전류에 대응한 이차 전지의 단자 전압과의 페어 데이터를 측정하여, 페어 데이터를 다수 개 취득하는 공정과, 취득한 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류값이 0인 경우의 전압값을 무부하 전압으로서 산출하는 공정과, 측정한 상기 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 공정과, 산출한 적산 용량의 소정 시간에서의 변화량을 구하는 공정과, 적산 용량의 변화량에 기초하여 분극 전압을 구하는 공정과, 무부하 전압으로부터 분극 전압을감산함으로써, 이차 전지의 기전력을 산출하는 공정과, 산출한 기전력에 기초하여, 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 잔존 용량 추정 방법에 의하면, 분극 전압의 추정 정밀도가 좋기 때문에, 무부하 전압으로부터 분극 전압을 감산한 전지 기전력(평형 전위)의 산출 정밀도가 좋아져, 따라서 정밀도가 높은 SOC의 추정이 가능해진다.

또, 평형 전위에 기초하여 SOC를 추정할 수 있으므로, 장기간의 방치 등에 의한 자기 방전 후의 SOC도 용이하게 추정할 수 있어, 정기적인 SOC의 초기화를 행할 필요가 없어진다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법은, 구한 적산 용량의 변화량에 대해 시간 지연 처리를 실시하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 경우, 시간 지연 처리를 실시한 적산 용량의 변화량에, 소정의 계수를 승산하여, 분극 전압을 구하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 분극 전압의 산출이 용이해진다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법에 있어서, 적산 용량의 변화량에 대해, 시간 지연 처리와 함께, 필터링에 의해 평균화 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법은, 분극 전압에 대해 시간 지연 처리를 실시하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 분극 전압에 대해 지연 시간을 갖는 잔존 용량을, 분극 전압에 실시간으로 추종시켜 추정할 수 있다.

이 경우, 시간 지연 처리와 함께, 필터링에 의해 평균화 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 잔존 용량의 추정에 불필요한 분극 전압의 변동 성분을 저감할 수 있다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법은, 적산 용량의 변화량과 분극 전압의 양쪽에 대해 시간 지연 처리를 실시하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법에 있어서, 미리 온도를 파라미터로 한 적산 용량의 변화량에 대한 분극 전압의 특성을 구해, 그 특성을 기억한 참조 테이블 또는 식에 기초하여, 분극 전압을 구하는 것이 바람직하다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법에 있어서, 미리 온도를 파라미터로 한 기전력에 대한 잔존 용량의 특성을 구해, 그 특성을 기억한 참조 테이블 또는 식에 기초하여, 잔존 용량을 추정하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 전지의 온도 변화에 대해서도, 잔존 용량을 용이하게 정밀도 높게 추정할 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법은, 취득한 다수 개의 페어 데이터를 소정의 선별 조건에 기초하여 선별하는 공정을 더 포함하고, 소정의 선별 조건으로서, 전류의 값이 충전측 및 방전측에서 소정의 범위 내에 있고, 다수의 페어 데이터 수가 충전측과 방전측에서 소정수 이상이고, 다수 개의 페어 데이터의 취득중의 적산 용량의 변화량이 소정의 범위 내에 있는 경우에, 다수 개의 페어 데이터를 선택하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 다수 개의 페어 데이터를, 방전측 및 충전측에서 균일하게, 또한 적산 용량의 변화량의 영향을 받지 않고 취득할 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법은, 산출한 무부하 전압이 유효한지 여부를 소정의 판정 조건에 기초하여 판정하는 공정을 더 포함하며, 소정의 판정 조건으로서, 최소 제곱법을 사용하여 통계 처리를 행하여 구한 근사 직선에 대한 다수 개의 페어 데이터의 분산값이 소정의 범위 내에 있거나, 또는 근사 직선과 다수 개의 페어 데이터와의 상관 계수가 소정값 이상인 경우에, 산출한 무부하 전압을 유효로 하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의하면, 무부하 전압의 산출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법에 있어서, 이차 전지는, 니켈-수소 이차 전지이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제2 전지 팩 시스템은, 제1 또는 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템과, 이차 전지를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제2 전동 차량은, 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템과, 이차 전지를 구비한 전지 팩 시스템을 탑재한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 마이크로 컴퓨터 시스템으로서, 예를 들면 전지 ECU를 탑재한 전지 팩 시스템은, 고정밀도로 추정한 SOC에 기초하여, 정확한 SOC 제어를 행하며, 예를 들면 HEV 등의 전동 차량에 탑재된 경우, 뛰어난 연료 소비 효율을 실현하는 것이 가능해진다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제1 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 이차 전지에 흐르는 전류를 전류 데이터로서 측정하는 전류 측정부와, 전류에 대응한 이차 전지의 단자 전압을 전압 데이터로서 측정하는 전압 측정부와, 전류 측정부로부터의 전류 데이터와 전압 측정부로부터의 전압 데이터의 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류 데이터가 0인 경우의 전압 데이터를 무부하 전압으로서 산출하는 무부하 전압 산출부와, 전류 측정부로부터의 전류 데이터에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 적산 용량 산출부와, 적산 용량 산출부로부터의 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 변화 용량 산출부와, 변화 용량 산출부로부터의 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 분극 전압 산출부와, 무부하 전압 산출부에서 산출된 무부하 전압으로부터, 분극 전압 산출부에서 구해진 분극 전압을 감산함으로써, 이차 전지의 기전력을 산출하는 기전력 산출부와, 기전력 산출부로부터의 기전력에 기초하여, 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 잔존 용량 추정부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 모터의 동력원 및 부하의 구동원으로서 중간적 충전 상태로 사용되는 이차 전지에 흐르는 전류를 전류 데이터로서 측정하는 전류 측정부와, 전류에 대응한 이차 전지의 단자 전압을 전압 데이터로서 측정하는 전압 측정부와, 전류 측정부로부터의 전류 데이터와 전압 측정부로부터의 전압 데이터의 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류 데이터가 0인 경우의 전압 데이터를 무부하 전압으로서 산출하는 무부하 전압 산출부와, 전류 측정부로부터의 전류 데이터에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 적산 용량 산출부와, 적산 용량 산출부로부터의 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 변화 용량 산출부와, 변화 용량 산출부로부터의 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 분극 전압 산출부와, 무부하 전압 산출부에서 산출된 무부하 전압으로부터, 분극 전압 산출부에서 구해진 분극 전압을 감산함으로써, 이차 전지의 기전력을 산출하는 기전력 산출부와, 기전력 산출부로부터의 기전력에 기초하여, 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 잔존 용량 추정부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의하면, 분극 전압의 추정 정밀도가 좋으므로, 무부하 전압으로부터 분극 전압을 감산한 전지 기전력(평형 전위)의 산출 정밀도가 좋아져, 따라서 정밀도가 높은 SOC의 추정이 가능해진다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 변화 용량 산출부로부터의 적산 용량의 변화량에 대해 시간 지연 처리를 실시하는 제1 연산 처리부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 적산 용량의 변화량에 대해 지연 시간을 갖는 분극 전압을, 적산 용량의 변화량에 실시간으로 추종시켜 추정할 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치에 있어서, 분극 전압 산출부는, 제1 연산 처리부에 의해 시간 지연 처리를 실시한 적산 용량의 변화량에, 소정의 계수를 승산하여, 분극 전압을 구하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 분극 전압의 산출이 용이해진다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치에 있어서, 제1 연산 처리부는, 적산 용량의 변화량에 대해, 시간 지연 처리와 함께 필터링에 의해 평균화 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 분극 전압의 산출에 불필요한 적산 용량의 변동 성분을 저감할 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 분극 전압에 대해 시간 지연 처리를 실시하는 제2 연산 처리부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 분극 전압에 대해 지연 시간을 갖는 잔존 용량을, 분극 전압에 실시간으로 추종시켜 추정할 수 있다.

이 경우, 제2 연산 처리부는, 시간 지연 처리와 함께, 필터링에 의해 평균화처리를 실시하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 잔존 용량의 추정에 불필요한 분극 전압의 변동 성분을 저감할 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 제1 연산 처리부와 제2 연산 처리부의 양쪽을 더 구비하는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 이차 전지의 온도를 측정하는 온도 측정부를 더 구비하고, 분극 전압 산출부는, 온도 측정부에 의해 측정된 온도와, 미리 구해진, 온도를 파라미터로 한 적산 용량의 변화량에 대한 분극 전압의 특성을 기억한 참조 테이블 또는 식에 기초하여, 분극 전압을 구하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 전지의 온도 변화에 대해서도, 분극 전압을 용이하게 정밀도 높게 구할 수 있다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 전지의 온도를 측정하는 온도 측정부를 더 구비하고, 잔존 용량 추정부는, 온도 측정부에 의해 측정된 온도와, 미리 구해진, 온도를 파라미터로 한 기전력에 대한 잔존 용량의 특성을 기억한 참조 테이블 또는 식에 기초하여, 잔존 용량을 추정하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 전지의 온도 변화에 대해서도, 잔존 용량을 용이하게 정밀도 높게 추정할 수 있다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 다수 개의 페어 데이터를 소정의 선별 조건에 기초하여 선별하여, 무부하 전압 산출부에 출력하는 페어데이터 선별부를 더 구비하고, 페어 데이터 선별부는, 소정의 선별 조건으로서, 전류의 값이 충전측 및 방전측에서 소정의 범위 내에 있고, 다수 개의 페어 데이터 수가 충전측과 방전측에서 소정 수 이상이고, 다수 개의 페어 데이터의 취득중의 적산 용량의 변화량이 소정의 범위 내에 있는 경우에, 다수 개의 페어 데이터를 선택하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 다수 개의 페어 데이터를, 방전측 및 충전측에서 균일하게, 또한 적산 용량의 변화량의 영향을 받지 않고 취득할 수 있다.

또, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는, 무부하 전압 산출부에 의해 산출된 무부하 전압이 유효한지 여부를 소정의 판정 조건에 기초하여 판정하는 무부하 전압 판정부를 더 구비하며, 무부하 전압 판정부는, 소정의 판정 조건으로서, 최소 제곱법을 사용하여 통계 처리를 행하여 구한 근사 직선에 대한 다수 개의 페어 데이터의 분산값이 소정의 범위 내에 있거나, 또는 근사 직선과 다수 개의 페어 데이터와의 상관 계수가 소정값 이상인 경우에, 산출한 무부하 전압을 유효로 하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 무부하 전압의 산출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치에 있어서, 이차 전지는, 니켈-수소 이차 전지이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제3 전지 팩 시스템은, 제1 또는 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치와, 이차 전지를 구비한 것을 특징으로 한다. 이 경우, 제1 및 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는 컴퓨터 시스템으로서 구성되는 것이 바람직하다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제3 전동 차량은, 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치와, 이차 전지를 구비한 전지 팩 시스템을 탑재한 것을 특징으로 한다. 이 경우, 제2 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는 컴퓨터 시스템으로서 구성되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 마이크로 컴퓨터 시스템으로서, 예를 들면 전지 ECU를 탑재한 전지 팩 시스템은, 고정밀도로 추정한 SOC에 기초하여, 정확한 SOC 제어를 행하여, 예를 들면 HEV 등의 전동 차량에 탑재된 경우, 뛰어난 연료 소비 효율을 실현하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해서, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전지 팩 시스템의 일 구성예를 나타낸 블록도이다. 도 1에서, 전지 팩 시스템(1)은, 단일의 전지가 다수 개 조합되어 이루어지는 이차 전지(100)와, 마이크로 컴퓨터 시스템의 일부로서 본 발명에 따른 잔존 용량 추정 장치가 포함되는 전지 ECU(101)로 구성된다.

전지 ECU(101)에서, 102는 전압 센서(도시 생략)에 의해 검출된 이차 전지(100)의 단자 전압을 소정의 샘플링 주기로 전압 데이터(V(n))로서 측정하는 전압 측정부이고, 103은 전류 센서(도시 생략)에 의해 검출된 이차 전지(100)의 충방전 전류를 소정의 샘플링 주기로 전류 데이터(I(n))(부호는 충전 방향이나 방전 방향을 나타낸다)로서 측정하는 전류 측정부이고, 104는 온도 센서(도시 생략)에 의해 검출된 이차 전지(100)의 온도를 온도 데이터(T(n))로서 측정하는 온도 측정부이다.

전류 측정부(103)로부터의 전류 데이터(I(n))는, 적산 용량 산출부(105)에 입력되어, 소정 기간에서의 적산 용량(Q)이 산출된다. 적산 용량 산출부(105)에 의해 산출된 적산 용량(Q)은, 변화 용량 산출부(106)에 입력되어, 소정 기간(예를 들면, 1분간)에서의 적산 용량(Q)의 변화량(ΔQ)이 구해진다. 적산 용량의 변화량(ΔQ)은, 다음에 저역 통과 필터(LPF)로서 기능하는 제1 연산 처리부(107)에 입력된다. 이 제1 연산 처리부(107)에서는, 적산 용량의 변화량(ΔQ)과, 후속의 분극 전압 산출부(108)에서 구해지는 분극 전압과의 타이밍을 맞추기 위한 시간 지연 처리와, 불필요한 고주파 성분에 상당하는 변동 성분을 제거하기 위한 평균화 처리가 행해져, LPF(ΔQ)로서 출력된다. 여기서, 도 2에 일례로서 과거 1분간의 적산 용량의 변화량(ΔQ)을 실선으로, 분극 전압(Vpol)을 파선으로 나타낸다. 도2로부터, 과거 1분간의 적산 용량의 변화량(ΔQ)으로부터 수십초 늦게 분극 전압(Vpol)이 변화하고 있는 것을 알 수 있다. 이 시간 지연에 대응하여, 제1 연산 처리부(107)를 구성하는 LPF의 시정수 τ(또한, 본 실시형태에서는, LPF를 1차 지연 요소로 구성하고 있다)가 결정된다.

제1 연산 처리부(107)로부터의 LPF(ΔQ)는, 분극 전압 산출부(108)에 입력된다. 분극 전압 산출부(108)에서는, 참조 테이블(LUT)(1081)에 미리 기억되어 있는, 온도를 파라미터로 한 LPF(ΔQ)에 대한 분극 전압(Vpol)의 특성 곡선 또는 식으로부터, 온도 측정부(104)에서 측정된 온도 데이터(T(n))에 기초하여, 분극 전압(Vpol)이 산출된다. 여기서, 도 3에 온도가 25℃인 경우의 LPF(ΔQ)에 대한 분극 전압(Vpol)의 특성 곡선을 나타낸다. 또한, 도 3에는, 25℃인 경우의 특성 곡선만 도시하고 있으나, 실제로는 예를 들면 HEV 용도의 경우, -30℃∼+60℃까지의 범위를 커버할 수 있는 특성 곡선이 참조 데이터로서 LUT(1081)에 격납되어 있다.

분극 전압 산출부(108)에서 구해진 분극 전압(Vpol)은, 다음에 저역 통과 필터(LPF)로서 기능하는 제2 연산 처리부(109)에 입력된다. 이 제2 연산 처리부(109)에서는, 분극 전압(Vpo1)과, 후속하는 기전력 산출부(113)에서 구해지는 기전력 (Veq)과의 타이밍을 맞추기 위한 시간 지연 처리와, 불필요한 고주파 성분에 상당하는 변동 성분을 제거하기 위한 평균화 처리가 행해져, LPF(Vpol)로서 출력된다.

또, 전압 측정부(102)로부터의 전압 데이터(V(n))와, 전류 측정부(103)로부터의 전류 데이터(I(n))는, 페어 데이터로서 페어 데이터 선별부(110)에 입력된다. 페어 데이터 선별부(110)에서는, 선별 조건으로서 충전 방향(-)과 방전 방향(+)에서의 전류 데이터(I(n))의 값이 소정의 범위 내(예를 들면, ±50A)에 있고, 충전 방향과 방전 방향에서의 전류 데이터(I(n))의 개수가 소정수 이상(예를 들면, 60샘플중의 각 10개)이고, 또 페어 데이터 취득중의 적산 용량의 변화량(ΔQ)이 소정의 범위 내(예를 들면, 0.3Ah)에 있는 경우에, 전압 데이터(V(n))와 전류 데이터(I(n))의 페어 데이터가 유효하다고 판단되어, 이들을 선택하여 유효한 페어 데이터(S(V(n), I(n)))로서 출력된다.

페어 데이터 선별부(110)로부터의 유효한 페어 데이터(S(V(n), I(n)))는, 무부하 전압 산출부(111)에 입력된다. 무부하 전압 산출부(111)에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 유효한 페어 데이터(S(V(n), I(n)))로부터, 최소 제곱법을 사용한 통계 처리에 의해, 1차의 전압-전류 직선(근사 직선)이 구해져, 전류가 0일 때의 전압값(전압(V) 절편)이 무부하 전압(V0)으로서 산출된다.

무부하 전압 산출부(111)로부터의 무부하 전압(V0)은, 다음에 무부하 전압 판정부(112)에 입력된다. 무부하 전압 판정부(112)에서는, 판정 조건으로서, 근사 직선에 대한 페어 데이터(S(V(n), I(n)))의 분산값이 구해져, 이 분산값이 소정의 범위 내에 있거나, 또는 근사 직선과 페어 데이터(S(V(n), I(n)))와의 상관 계수를 구하여, 이 상관 계수가 소정값 이상인 경우에, 산출된 무부하 전압(V0)이 유효하다고 판단하여, 유효한 무부하 전압(V0_OK)으로서 출력된다.

다음에, 기전력 산출부(113)가, 무부하 전압 판정부(112)로부터의 유효한 무부하 전압(V0_OK)으로부터, 앞에서 설명한 바와 같이, 제2 연산 처리부(109)로부터의 필터링 처리 후의 분극 전압(LPF(Vpol))을 감산하여, 기전력(Veq)(평형 전위)을 산출한다. 이렇게 하여 산출된 기전력(Veq)은, 잔존 용량 추정부(114)에 입력된다. 잔존 용량 추정부(114)에서는, 참조 테이블(LUT)(1141)에 미리 기억되어 있는, 온도를 파라미터로 한 잔존 용량(SOC)에 대한 기전력(Veq)의 특성 곡선 또는 식으로부터, 온도 측정부(104)에서 측정된 온도 데이터(T(n))에 기초하여, 잔존 용량(SOC)이 추정된다. 여기서, 도 5에, 온도가 25℃인 경우의 잔존 용량(SOC)에 대한 기전력(Veq)의 특성 곡선을 나타낸다. 또한, 도 5에는, 25℃인 경우의 특성 곡선만 나타내고 있으나, 실제로는 예를 들면 HEV 용도인 경우, -30℃∼+60℃까지의 범위를 커버할 수 있는 특성 곡선이 참조 데이터로서 LUT(1141)에 격납되어 있다.

다음에, 이상과 같이 구성된 전지 팩 시스템에서의 잔존 용량 추정의 처리 순서에 관해, 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법에서의 처리 순서를 나타낸 흐름도이다. 도 6에서, 먼저 전압 데이터(V(n))와 전류 데이터(I(n))를 페어 데이터로서 측정한다(S601). 다음에, 전류 데이터(I(n))에 기초하여, 전류 적산에 의해 적산 용량(Q)을 산출한다(S602). 다음에, 적산 용량(Q)의 소정 기간(예를 들면, 1분간)에서의 변화량(ΔQ)을 산출한다(S603).다음에, 적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대해 필터링 처리(시간 지연 및 평균화 처리)를 실시하고, LPF(ΔQ)를 연산한다(S604). 다음에, 연산한 LPF(ΔQ)로부터, 온도 데이터(T(n))를 파라미터로 한 분극 전압(Vpol-LPF)(ΔQ) 특성 데이터가 미리 기억되어 있는 참조 테이블에 기초하여, 분극 전압(Vpol)을 산출한다(S605). 상기 단계 S601부터 S605까지가, 본 발명의 분극 전압 추정 방법에서의 처리 순서가 된다. 다음에, 산출한 분극 전압(Vpol)에 대해 필터링 처리(시간 지연 및 평균화 처리)를 실시하여, LPF(Vpol)를 연산한다(S606).

또, 단계 S601에서 측정된 전압 데이터(V(n))와 전류 데이터(I(n))의 페어 데이터가, 유효한 페어 데이터인지 여부를 조사하기 위해, 이들이 상기한 바와 같은 선별 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S607). 단계 S607의 판단에서, 선별 조건을 만족하지 않는 경우(아니오), 단계 S601로 되돌아가, 전압 데이터(V(n))와 전류 데이터(I(n))의 페어 데이터를 다시 측정한다. 한편, 단계 S607의 판단에서, 선별 조건을 만족하는 경우(예), 단계 S608로 진행하여, 다수 개(예를 들면, 60샘플 중 충전 및 방전 방향에서 각 10개)가 유효한 페어 데이터(S(V(n), I(n)))를 취득한다(S608).

다음에, 유효한 페어 데이터(S(V(n), I(n)))로부터, 최소 제곱법을 사용한 통계 처리에 의해, 1차의 근사 직선(V-I 직선)을 구하여, 그 근사 직선의 V절편을 무부하 전압(V0)으로서 산출한다(S609). 다음에, 단계 S609에서 산출한 무부하 전압(V0)이 유효한지 여부를 조사하기 위해, 이것이 상기한 바와 같은 판정 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S610). 단계 S610의 판단에서, 판정 조건을 만족하지않는 경우(아니오), 단계 S608로 되돌아가, 별도의 다수 개(예를 들면, 60샘플 중 별도의 각 10개)가 유효한 페어 데이터(S(V(n), I(n)))를 취득하여, 단계 S609, S610을 반복한다. 한편, 단계 S610의 판단에서, 산출한 무부하 전압(V0)이 판정 조건을 만족하는 경우(예), 이것을 유효한 무부하 전압(V0_OK)으로 한다.

이렇게 하여, 구한 필터링 처리 후의 분극 전압(LPF)(Vpol)과, 구한 유효한 무부하 전압(V0_OK)으로부터, 다음에 전지의 기전력(Veq)을 구한다. 기전력(Veq)은, 단계 S611에서, 유효한 무부하 전압(V0_OK)으로부터 필터링 처리 후의 분극 전압(LPF)(Vpol))을 감산함으로써 산출된다. 다음에, 산출한 기전력(Veq)으로부터, 온도 데이터(T(n))를 파라미터로 한 기전력(Veq)-잔존 용량(SOC) 특성 데이터가 미리 기억되어 있는 참조 테이블에 기초하여, 잔존 용량(SOC)을 추정한다(S612).

다음에, 이상과 같이 하여 추정한 잔존 용량(SOC)의 정밀도에 관해, 도 1에 나타낸 제1 연산 처리부(107) 및 제2 연산 처리부(109), 또 도 2에 나타낸 단계 S604 및 단계 S606에 의한 필터링 처리를 실시하지 않는 경우와, 제1 연산 처리부(107), 또 단계 S604에 의한 필터링 처리를 실시한 경우로 나누어, 각각 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 7은, 본 실시형태에 의해 추정한 잔존 용량(SOCp), 종래의 무부하 전압(V0)에 의해 추정한 잔존 용량(SOCc), 및 실제의 잔존 용량(SOCt)의 시간 변화를 나타낸 도면이다. 또한, 본 실시형태에 의해 추정한 잔존 용량(SOCp)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 종래의 추정 방법에서는, 실제의 잔존 용량(SOCt)에 대해, 최대 10% 이상의 편차가 있었던 것에 비해, 본 실시형태에 의하면, 4% 이하의 편차로 억제할 수 있어, 잔존 용량(SOC)의 추정 정밀도를 2.5배 이상 향상시킬 수 있었다. 특히, 잔존 용량(SOC)의 시간 변화가 큰 경우, 예를 들면 도 7의 시간 1800초부터 시간 2750초에 걸쳐, 종래에서는 실제의 잔존 용량(SOCt)에 대해, -10%부터 +12%의 편차(편차의 범위는 22%)가 있었던 것에 비해, 본 실시형태에서는, -2%부터 -4%의 편차(편차의 범위는 4%)로 억제할 수 있어, 잔존 용량(SOC)의 추정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있었다.

도 8은, 본 실시형태에 의해 추정한 잔존 용량(SOCp)(LPF), 및 실제의 잔존 용량(SOCt)의 시간 변화를 나타낸 도면이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대한 필터링 처리를 시행함으로써, 실제의 잔존 용량(SOCt)에 대해 2% 이하의 편차로 억제할 수 있어, 종래에 비해 잔존 용량(SOC)의 추정 정밀도를 5배 이상 향상시킬 수 있었다.

도 9 및 도 10은, 각각 적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대해 필터링 처리를 실시하지 않는 경우 및 실시한 경우에서의, 실제의 기전력(Veq)-잔존 용량(SOC) 곡선(PO), 본 실시형태에 의해 잔존 용량을 추정한 경우(P1 및 P1(LPF)), 및 종래의 무부하 전압(V0)에 의해 잔존 용량을 추정한 경우(P2)의 기전력(Veq)-잔존 용량(SOC) 플롯 데이터를 나타낸 도면이다.

도 9에 도시하는 바와 같이, HEV 용도로 사용되는 중간적인 잔존 용량 범위(약 45%부터 약 75%)에서, 실제의 기전력(Veq)-잔존 용량(SOC) 곡선(P0)에 대한 플롯 데이터의 편차가, 종래에 비해 본 실시형태가 적다. 또, 도 10에 도시하는 바와 같이, 적산 용량의 변화량(ΔQ)에 대해 필터링 처리를 실시한 경우에는, 더욱 정밀도가 향상하고 있다.

또한, 본 실시형태에서, 적산 용량의 변화량(ΔQ)을 산출하기 위한 소정 기간을, 예를 들면 1분간으로 했으나, 전지 팩 시스템이 HEV 등에 탑재되는 경우, 차량의 주행 상태에 따라 변경해도 된다. 즉, 이차 전지의 충방전이 빈번히 행해지는 경우에는, 상기 소정 기간을 짧게 설정하고, 이차 전지의 충방전이 빈번히 행해지지 않는 경우에는, 상기 소정 기간을 길게 설정함으로써, 실제의 주행 상태에 따라 최적으로 분극 전압의 추정을 행할 수 있다.

또, 본 실시형태에서, 필터링 처리를 행하기 위해, 제1 연산 처리부(107)와 제2 연산 처리부(109)로 2개로 나눴으나, 필요에 따라 이것을 1개로 공통화해도 된다. 이에 의해, 처리 공정을 줄여 처리 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 분극 전압은 부품 저항이 없는 무부하시에서 산출하고 있으나, 사전에 용이하게 측정 가능한 부품 저항을 미리 테이블화하여 이것을 고려함으로써, 무부하시 이외에도 마찬가지로 분극 전압 및 SOC를 정확히 산출할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 적산 용량의 변화량으로부터 분극 전압을 구함으로써 분극 전압의 추정 정밀도가 좋아짐에 따라, 무부하 전압으로부터 분극 전압을 감산한 전지 기전력(평형 전위)의 산출 정밀도가 좋아져, 따라서정밀도가 높은 SOC의 추정이 가능해진다.

Claims

이차 전지에 흐르는 전류를 측정하는 단계;

측정한 상기 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 단계;

산출한 상기 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 단계; 및

상기 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 분극 전압 추정 방법.
모터의 동력원 및 부하의 구동원으로서 중간적 충전 상태로 사용되는 이차 전지에 흐르는 전류를 측정하는 단계;

측정한 상기 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 단계;

산출한 상기 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 단계; 및

상기 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 분극 전압 추정 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 이차 전지의 분극 전압 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템; 및

상기 이차 전지를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 팩 시스템.
제2항에 기재된 이차 전지의 분극 전압 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템과, 상기 이차 전지를 구비한 전지 팩 시스템을 탑재한 것을 특징으로 하는 전동 차량.
이차 전지에 흐르는 전류와, 상기 전류에 대응한 상기 이차 전지의 단자 전압과의 페어 데이터를 측정하여, 상기 페어 데이터를 다수 개 취득하는 단계;

취득한 상기 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류값이 0인 경우의 전압값을 무부하 전압으로서 산출하는 단계;

측정한 상기 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 단계;

산출한 상기 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 단계;

상기 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 단계;

상기 무부하 전압으로부터 상기 분극 전압을 감산함으로써, 상기 이차 전지의 기전력을 산출하는 단계; 및

산출한 상기 기전력에 기초하여, 상기 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법.
모터의 동력원 및 부하의 구동원으로서 중간적 충전 상태로 사용되는 이차 전지에 흐르는 전류와, 상기 전류에 대응한 상기 이차 전지의 단자 전압과의 페어 데이터를 측정하여, 상기 페어 데이터를 다수 개 취득하는 단계;

취득한 상기 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류값이 0인 경우의 전압값을 무부하 전압으로서 산출하는 단계;

측정한 상기 전류에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 단계;

산출한 상기 적산 용량의 소정 시간에서의 변화량을 구하는 단계;

상기 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 단계;

상기 무부하 전압으로부터 상기 분극 전압을 감산함으로써, 상기 이차 전지의 기전력을 산출하는 단계; 및

산출한 상기 기전력에 기초하여, 상기 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법.
제5항 또는 제6항에 기재된 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템; 및

상기 이차 전지를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 팩 시스템.
제6항에 기재된 이차 전지의 잔존 용량 추정 방법을 실행하는 컴퓨터 시스템과, 상기 이차 전지를 구비한 전지 팩 시스템을 탑재한 것을 특징으로 하는 전동 차량.
이차 전지에 흐르는 전류를 전류 데이터로서 측정하는 전류 측정부;

상기 전류에 대응한 상기 이차 전지의 단자 전압을 전압 데이터로서 측정하는 전압 측정부;

상기 전류 측정부로부터의 전류 데이터와 상기 전압 측정부로부터의 전압 데이터의 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류 데이터가 0인 경우의 전압 데이터를 무부하 전압으로서 산출하는 무부하 전압 산출부;

상기 전류 측정부로부터의 전류 데이터에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 적산 용량 산출부;

상기 적산 용량 산출부로부터의 적산 용량의 소정 기간에서의 변화량을 구하는 변화 용량 산출부;

상기 변화 용량 산출부로부터의 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 분극 전압 산출부;

상기 무부하 전압 산출부에서 산출된 무부하 전압으로부터, 상기 분극 전압 산출부에서 구해진 분극 전압을 감산함으로써, 상기 이차 전지의 기전력을 산출하는 기전력 산출부; 및

상기 기전력 산출부로부터의 기전력에 기초하여, 상기 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 잔존 용량 추정부를 구비한 것을 특징으로 하는 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치.
모터의 동력원 및 부하의 구동원으로서 중간적 충전 상태로 사용되는 이차 전지에 흐르는 전류를 전류 데이터로서 측정하는 전류 측정부;

상기 전류에 대응한 상기 이차 전지의 단자 전압을 전압 데이터로서 측정하는 전압 측정부;

상기 전류 측정부로부터의 전류 데이터와 상기 전압 측정부로부터의 전압 데이터의 다수 개의 페어 데이터에 기초하여, 통계 처리에 의해, 전류 데이터가 0인 경우의 전압 데이터를 무부하 전압으로서 산출하는 무부하 전압 산출부;

상기 전류 측정부로부터의 전류 데이터에 기초하여, 적산 용량을 산출하는 적산 용량 산출부;

상기 적산 용량 산출부로부터의 적산 용량의 소정기간에서의 변화량을 구하는 변화 용량 산출부;

상기 변화 용량 산출부로부터의 적산 용량의 변화량에 기초하여, 분극 전압을 구하는 분극 전압 산출부;

상기 무부하 전압 산출부에서 산출된 무부하 전압으로부터, 상기 분극 전압 산출부에서 구해진 분극 전압을 감산함으로써, 상기 이차 전지의 기전력을 산출하는 기전력 산출부; 및

상기 기전력 산출부로부터의 기전력에 기초하여, 상기 이차 전지의 잔존 용량을 추정하는 잔존 용량 추정부를 구비한 것을 특징으로 하는 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치.
제9항 또는 제10항에 기재된 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치와, 상기 이차 전지를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 팩 시스템.
제11항에 있어서, 상기 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는 컴퓨터 시스템으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 전지 팩 시스템.
제10항에 기재된 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치와, 상기 이차 전지를 구비한 전지 팩 시스템을 탑재한 것을 특징으로 하는 전동 차량.
제13항에 있어서, 상기 이차 전지의 잔존 용량 추정 장치는 컴퓨터 시스템으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 차량.