WO2019012930A1 - 二次電池制御装置 - Google Patents

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WO2019012930A1
WO2019012930A1 PCT/JP2018/023396 JP2018023396W WO2019012930A1 WO 2019012930 A1 WO2019012930 A1 WO 2019012930A1 JP 2018023396 W JP2018023396 W JP 2018023396W WO 2019012930 A1 WO2019012930 A1 WO 2019012930A1
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WO
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secondary battery
charging rate
socv
value
socv2
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Application number
PCT/JP2018/023396
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English (en)
French (fr)
Inventor
大輝 小松
晋 山内
啓 坂部
ファニー マテ
大川　圭一朗
亮平 中尾
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery control device.
  • SOCv which is calculated based on the open circuit voltage (hereinafter referred to as OCV) estimated from the voltage during charging and discharging of the secondary battery, has a small error.
  • Patent Document 1 describes an apparatus for determining an error in the calculation of SOCv.
  • the calculation of SOCv is performed using an equivalent circuit model of a battery represented by a series connection of an OCV, an internal resistance, and a parallel connection pair of a polarization resistance and a capacitance component. At this time, when the capacitance component is saturated, it is determined that the error of the calculation of SOCv is large.
  • Patent Document 1 only the condition in which the capacitance component is saturated, that is, the condition in which an error due to the equivalent circuit model of the secondary battery is likely to occur, is measured, for example, And errors due to deviations in measurement timings of the current and voltage used in the calculation.
  • the first open of the secondary battery is made from an equivalent circuit having at least a polarization component represented by parallel connection of a polarization resistance and a capacity component and an internal resistance component R of the secondary battery.
  • the secondary battery control device comprises a first open circuit of the secondary battery from an equivalent circuit having at least a polarization component represented by parallel connection of a polarization resistance and a capacity component and an internal resistance component of the secondary battery.
  • An SOCv computing unit that determines a voltage and determines a charging rate SOCv of the secondary battery from a correspondence relationship between the first open circuit voltage and the charging rate SOC of the secondary battery; and a second different from the first open circuit voltage
  • An open circuit voltage, a voltage value of the polarization component calculated according to current information of the secondary battery, and a battery voltage based on a value represented by the product of the internal resistance component and the current value of the secondary battery A battery voltage estimation unit to be estimated, and an error calculation unit to calculate an error between the battery voltage estimated by the battery voltage estimation unit and the measured voltage of the secondary battery.
  • the error of the calculation of SOCv can be calculated.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a battery system.
  • the configuration shown in FIG. 1 is a mode used for a wide range of applications such as storage devices for mobile units, storage devices for grid connection stabilization, battery system 1 for storing electric power, and inverter for charging and discharging battery system 1 And a load 105 connected to the inverter 104, and a host controller 103 that controls the battery system 1 and the inverter 104.
  • Battery system 1 stores and discharges power to and from secondary battery 100, and charging rate SOC, which is a control value necessary for these, and degradation degree SOH, which is a control value necessary for grasping the current performance of secondary battery 100.
  • the host controller 103 performs control of the secondary battery 100 and input / output of power to the inverter 104 according to the state of the load 105, the control value of the secondary battery 100 output from the battery system 1, and other external commands.
  • the inverter 104 inputs / outputs power to / from the secondary battery 100 and the load 105 in accordance with a command from the host controller 103.
  • the load 105 is, for example, a three-phase AC motor or a power system.
  • the voltage output from the secondary battery 100 is a DC voltage that changes in accordance with the state of charge SOC, and in many cases, power can not be provided directly to the load 105 that requires AC. Therefore, the inverter 104 converts direct current into alternating current or converts voltage as necessary. With such a configuration, the battery system 1 can appropriately supply an output suitable for a load.
  • the configuration of the battery system 1 for realizing this configuration will be described.
  • the battery system 1 includes a secondary battery 100, a battery information acquisition unit 101, and a secondary battery control device 102, and performs storage and discharge of electric power to calculate control values of the secondary battery 100 such as SOC and allowable current. Do.
  • the secondary battery 100 is composed of a plurality of battery cells. Each battery cell is connected in series or in parallel depending on the output voltage and capacity required for the secondary battery 100.
  • the battery information acquisition unit 101 includes a current sensor 106 that measures a current value flowing to the secondary battery 100, a temperature sensor 107 that measures the surface temperature of the secondary battery 100, and a voltage sensor 108 that measures the voltage of the secondary battery 100. .
  • One or more current sensors 106 may be provided between the secondary battery 100 and the outside. If one is installed, the cost can be minimized. When a plurality of battery cells are installed, it is possible to grasp the current distribution between battery cells connected in parallel.
  • One or more temperature sensors 107 are provided to grasp the temperature of the secondary battery 100. If one is installed, it is possible to measure the temperature at a predictable point where the maximum temperature in the secondary battery 100 can be obtained at the minimum cost. In the case of multiple installation, by measuring the temperature variation of the battery cell, it is possible to perform control in consideration of the minimum temperature and the maximum temperature.
  • One voltage sensor 108 is provided for each battery cell. This makes it possible to measure the voltage difference between the battery cells, and based on this, it is possible to control the voltage equalization of the battery cells.
  • the battery information I, T, and V measured by the current sensor 106, the temperature sensor 107, and the voltage sensor 108 are input to the secondary battery control device 102.
  • the secondary battery control device 102 includes an SOC calculation unit 109, an SOH calculation unit 110, and an allowable current calculation unit 111.
  • the SOC calculation unit 109 includes an SOCi calculation unit 112 that calculates an SOCi from a current integration amount, and an SOCv calculation unit 113 that calculates an SOCv based on an OCV estimated from battery information. SOCi and SOCv will be described later.
  • the SOH calculating unit 110 has a SOHQ calculating unit 115 that calculates a SOHQ that is a rate of deterioration of capacity.
  • the configuration may have a SOHR calculation unit that calculates SOHR, which is the deterioration rate of the resistance, based on the battery information from the battery information acquisition unit 101 and the charging rate SOC.
  • allowable current calculation unit 111 calculates allowable current Ilimit which is the maximum chargeable / dischargeable current.
  • the secondary battery control device 102 outputs, to the host controller 103, the SOC, the SOH, and the allowable current Ilimit calculated by the SOC calculating unit 109, the SOH calculating unit 110, and the allowable current calculating unit 111, respectively.
  • the host controller 103 sends a power output command corresponding to the load 105 to the secondary battery control device 102 in consideration of the state of the secondary battery 100.
  • SOC calculating unit 109 calculates the SOC according to the following equation (1).
  • a weighting factor W for weighted addition of SOCi and SOCv is used.
  • the weighting factor W is calculated so that SOC is mainly calculated using SOCv when the absolute value of current I is small, and SOC is mainly calculated using SOCi when the absolute value of current I is large. Set the coefficient W.
  • weighting coefficient W W ⁇ SOCi + (1-W) ⁇ SOCv (1)
  • the weighting factor W is a value of 0 or more and 1 or less.
  • the SOCi calculation unit 112 obtains the SOCi of the secondary battery 100 by integrating the current I at which the secondary battery 100 is charged and discharged according to the following equation (2).
  • Qmax is a full charge capacity of the secondary battery 100, and is stored in a storage unit (not shown) in advance.
  • the SOCv computing unit 113 computes the SOCv using the equivalent circuit of the secondary battery 100.
  • An equivalent circuit model of the secondary battery 100 used for the calculation is shown in FIG.
  • the open circuit voltage OCV is expressed by the voltage source 200
  • the direct current resistance representing the resistance of the electrolytic solution is expressed by the resistance 201 (internal resistance R of the secondary battery).
  • the polarization component represented by parallel connection of the polarization resistance and the capacitance component is a resistance component 202 of the polarization derived from concentration polarization of ions in the electrolyte solution and the capacitor 203 which is the capacitance component of the polarization.
  • the current voltage (Closed) of the secondary battery 100 is obtained by adding the open circuit voltage OCV of the secondary battery 100, the voltage V 0 by the internal resistance of the secondary battery 100, and the voltage by the polarization component (hereinafter referred to as polarization voltage) Vp.
  • Circuit voltage hereinafter abbreviated as CCV
  • one example of the polarization term including the resistor 202 and the capacitor 203 is shown, but a plurality of polarization terms may be used to achieve high accuracy of the equivalent circuit model.
  • a closed circuit voltage CCV which is a voltage between terminals of secondary battery 100 is expressed by the following equation (3).
  • Vp is a polarization voltage
  • I ⁇ R corresponds to the voltage across the parallel connected pair of the resistor 202 and the capacitor 203.
  • CCV OCV + I ⁇ R + Vp (3)
  • SOCv computing unit 113 obtains open circuit voltage OCV by subtracting IR drop and polarization voltage Vp from closed circuit voltage CCV as in the following equation (4).
  • OCV CCV-I-R-Vp (4)
  • the correspondence between the open circuit voltage OCV and the SOC is determined by the characteristics of the secondary battery 100, and in the storage unit (not shown), data defining the correspondence is stored in advance as an SOC table.
  • the SOCv calculation unit 113 calculates the open circuit voltage OCV using the above-mentioned equation (4), and uses this as a key to calculate the SOCv of the secondary battery 100 by referring to the SOC table.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the SOH calculation unit 110.
  • the SOH arithmetic unit 110 will be described as an example configured to calculate SOHQ, which is a capacity deterioration rate.
  • the SOHQ operation unit 115 includes a battery voltage estimation unit 303, an SOCv error operation unit 304, an SOCv2 point selection unit 300, a current integration unit 301, a Qmax SOCv operation unit 302, a final Qmax 'operation unit 305, and a SOHQ conversion unit 306. .
  • the battery voltage estimation unit 303 estimates the battery voltage based on the information of the equivalent circuit model of the battery. A calculation example of the estimated battery voltage V calc will be described later.
  • SOCv error calculation unit 304 calculates a value obtained by subtracting estimated battery voltage V calc from battery voltage V input from voltage sensor 108, that is, an error ⁇ between battery voltage V and estimated battery voltage V calc .
  • SOCv2 point selection unit 300 selects two points of SOCv, that is, SOCv1 and SOCv2.
  • the current I detected by the current sensor 106 may also be referred to.
  • Current integration unit 301 integrates a current value flowing between selected SOCv1 and SOCv2, and calculates a charge / discharge capacity ⁇ Idt between SOCv1 and SOCv2.
  • the Qmax SOCv computing unit 302 computes the full charge capacity Qmax SOCv using the SOCv1, 2 and ⁇ Idt.
  • the final Qmax ′ computing unit 305 computes the final Qmax ′ by performing averaging processing using the input full charge capacity Qmax SOCv and the previous result Qmax_z of the Qmax ′ computation.
  • the SOHQ conversion unit 306 calculates SOHQ by comparing the final Qmax 'with the full charge capacity Qmax at the time of new product.
  • the SOCv2 point selection unit 300 selects two SOCv1 and SOCv2 suitable for calculation from among the SOCv sequentially output from the SOCv calculation unit 113.
  • the SOCv computing unit 113 estimates the OCV using the equivalent circuit model of the secondary battery 100 to calculate the SOCv. It is important to select a value close to the SOC true value and the SOCv and to select two appropriate points of the SOCv in the equivalent circuit model of this battery with a small error.
  • selection condition 1 for selecting a point where the difference between the calculated voltage value of the battery equivalent circuit model and the measured battery voltage is small will be described as a selection condition for selecting two SOCv.
  • the selection conditions 2 to 7 will be described later.
  • the battery voltage estimation unit 303 estimates the battery voltage based on the information of the equivalent circuit model of the battery according to the following equation (5).
  • the OCV is an OCV obtained by referring to the SOC obtained based on the equation (1) by the SOC calculation unit 109 based on the correspondence relationship (SOC table) between the SOC and the OCV stored in advance in the storage unit. It is.
  • the internal resistance voltage V 0 and the polarization voltage Vp are values shown by the equivalent circuit model of the secondary battery 100.
  • the battery voltage estimation unit 303 outputs the battery voltage V calc estimated by Equation (5) to the SOCv error calculation unit 304.
  • the OCV (SOC) described in the equation (5) is the correspondence between the SOC and the OCV stored in advance in the storage unit based on the SOCi calculated based on the equation (2) by the SOCi calculation unit 112 (SOC The OCV obtained from the table) may be used. In the present embodiment, these OCVs are referred to as a second open circuit voltage.
  • the SOCv error calculation unit 304 calculates the error ⁇ by taking the difference between the battery voltage V and V calc input from the voltage sensor 108.
  • the following equation (6) is an arithmetic equation of the error ⁇ .
  • the SOCv2 point selection unit 300 When the absolute value of the error ⁇ is equal to or less than a predetermined value V threshold , the SOCv2 point selection unit 300 is activated, SOCv1 and SOCv2 of two points are selected, and are output to the subsequent operation units. On the other hand, when the absolute value of the error ⁇ is larger than the predetermined value V threshold , the SOCv of the two points is not selected and is not output to the subsequent calculation units. With such a configuration, it is possible to select an SOCv with less error.
  • FIG. 4A shows the transition of the measured battery voltage V and the model estimated voltage V calc input from the voltage sensor.
  • FIG. 4 (b) shows the transition of the error ⁇ .
  • the dotted line indicates the positive / negative determination predetermined value V threshold .
  • V calc deviates from the measured voltage at time t1 when a large current is input and a sudden voltage fluctuation occurs or at time t2 when the current is supplied for a long time.
  • the error ⁇ catches such timing, and does not select the SOCv with low accuracy. Since decreasing the predetermined value V threshold improves the accuracy of the SOHQ, the predetermined value V threshold is determined based on the allowable SOHQ error.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the relationship between the error ⁇ and the SOCv calculation error.
  • FIG. 5A shows the transition of the SOC true value and the SOCv.
  • FIG. 5 (b) shows the error ⁇ .
  • the dotted circle in the figure is the portion where SOCv deviates from the true value.
  • the value of the error ⁇ also increases, and it can be confirmed that the error ⁇ is equal to or greater than the threshold. From this, it is possible to catch the error of SOCv by determining the error ⁇ and select SOCv1 and SOCv2 with a small error.
  • the current integration unit 301 integrates current values flowing between the SOCv1 and the SOCv2 selected under the above conditions, and calculates a charge / discharge capacity ⁇ Idt between the SOCv1 and the SOCv2.
  • the Qmax SOCv computing unit 302 computes the full charge capacity Qmax SOCv according to the following equation (7) using SOCv 1 , SOCv 2 and ⁇ Idt.
  • ⁇ SOCv
  • the Qmax SOCv thus computed is output to the final Qmax ′ computing unit 305.
  • the final Qmax ′ computing unit 305 computes the final Qmax ′ by performing the averaging process shown by the previous result Qmax_z of the Qmax ′ computing and equation (8).
  • N is the number of samplings for averaging. Since Qmax ′ does not change rapidly, the previous value and N are used to smooth the calculated value.
  • FIG. 6 is a diagram showing the transition of Qmax '.
  • the horizontal axis is time
  • the vertical axis is Qmax '.
  • the dotted line in the figure shows the case before applying the present embodiment
  • the solid line in the figure shows the case where the present embodiment is applied.
  • the error becomes large by selecting the SOCv having a large SOCv calculation error, which is largely deviated from the true value. After the application of the present embodiment, since only SOCv with high accuracy is selected, it can be confirmed that the calculation of Qmax 'is highly accurate.
  • the SOHQ conversion unit 306 receives the smoothed Qmax ′, and calculates the SOHQ by comparing the Qmax ′ with the full charge capacity Qmax at the time of a new product.
  • the arithmetic expression is the following expression (9).
  • the selection condition for selecting two SOCv the selection condition 1 is described in which the point at which the difference between the calculated voltage value of the battery equivalent circuit model and the measured battery voltage is small is selected.
  • the selection condition 2 to the selection condition 7 described below may be additionally selected. This makes it possible to calculate the full charge capacity with high accuracy.
  • Selection condition 2 Select under the condition that the absolute value of current is small
  • the SOCv computing unit 113 calculates the product of the current I and the resistor 201, so that the error as the calculation result is enlarged.
  • SOCv1 and SOCv2 are selected, it is possible to select a point where the error of the product of current I and resistance 201 is small, that is, the SOCv error is small, by selecting each under a condition where the current is small. Therefore, SOCv1 and SOCv2 select points at which the current decreases.
  • the values of the resistance 201 and the polarization resistance 202 change according to the battery temperature. In particular, when the temperature is low, the resistance becomes large, and there is a concern that the error of the product of the current I and the resistance 201 may increase. Also, in the low temperature region, the behavior of the resistance changing depending on the current is known, and the error condition to be considered increases. As for temperature, it is good to select two points about room temperature. In addition, calculation at a temperature higher than the originally intended temperature of the battery is not appropriate because an unexpected error may occur. Thus, SOCv1 and SOCv2 select points whose temperature is within a predetermined value range.
  • the values of the resistor 201 and the polarization portion resistor 202 may differ between charge and discharge. Therefore, by selecting the current sign of SOCv1 and the current sign of SOCv2 to be the same, an error due to the difference between the charge resistance and the discharge resistance can be excluded. Therefore, the sign of the current of two points of SOCv selects the same point.
  • Selection condition 6 select two points whose time to SOCv1 and SOCv2 is equal to or less than a predetermined value] If the time from SOCv1 to SOCv2 is long, there is a risk that the error may diverge due to the accumulation of the offset error or the like of the current sensor 106. Therefore, a point at which the detection times of SOCv1 and SOCv2 are not separated by a predetermined time t threshold or more is selected.
  • FIG. 7 is a diagram showing an OCV approximate curve at the time of charge and discharge.
  • the horizontal axis represents SOC
  • the vertical axis represents OCV
  • a represents an OCV approximate curve including an error due to charge polarization
  • b represents an OCV approximate curve including an error due to discharge polarization.
  • the SOCv is selected in a state in which the equivalent circuit model of the battery can not correctly express the actual battery and polarization remains on the discharge side or polarization on the charge side. If two SOCv's are selected on the discharge side, the error directions from the discharge polarization coincide with each other, so that the errors cancel each other out. However, when acquired by charging and discharging, an error due to polarization remains. For this reason, it is desirable that the error directions be consistent and that the errors be canceled out.
  • the sign of the error ⁇ between the calculated voltage value of the equivalent circuit model of the secondary battery 100 and the measured battery voltage corresponds to the error direction. Therefore, two points having the same sign of the error value ⁇ of the calculated voltage value of the equivalent circuit model of the battery and the measured battery voltage are selected.
  • the first embodiment it is possible to determine the error of SOCv calculated from the equivalent circuit model of the battery by comparing the measured voltage and the voltage of the equivalent circuit model of the battery. This makes it possible to select two highly accurate points as the SOCv used for the SOHQ operation.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the SOH calculator according to the second embodiment.
  • the same parts as those in the configuration of the SOH calculation unit according to the first embodiment shown in FIG. 3 are assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • the difference from the first embodiment is that a weighting operation unit 400 and a weighted operation averaging Qmax ′ operation unit 401 are added.
  • two points of SOCv with high accuracy are selected by the SOCv selection unit 300.
  • the SOCv selection unit 300 depending on the selection condition of two points of SOCv, there is a difference in the expected accuracy. Since the full charge capacity can be calculated with high accuracy, it is desirable that the calculation result selected on the condition of high accuracy be greatly reflected in the final result.
  • weight operation unit 400 calculates the following weight W, and weighted operation averaging Qmax ′ operation unit 401 performs weighted averaging to achieve high accuracy. The result is made to be able to be greatly reflected in the final result.
  • Weight W The weight is set based on the magnitude of the difference ⁇ between the calculated voltage value of the equivalent circuit model of the battery and the measured battery voltage] As described in the selection condition 1 of the first embodiment, the smaller the error ⁇ calculated by the SOCv error calculation unit 304, the smaller the error of the SOCv, and the accuracy of the full charge capacity is improved. Therefore, the weight is set based on the error ⁇ . For example, weight 1 shown in the following equation (10) is introduced.
  • any of the weight 2 and the weight 3 shown below may be selected and used. By adding the weight thereafter, it becomes possible to calculate the full charge capacity with high accuracy.
  • the product of these weights may be used as the final weight W.
  • Weight 3 Set weights based on the time until SOCv1 and SOCv2]
  • the weight is set based on the time between SOCv1 and SOCv2. For example, the weight shown in the following equation (12) is introduced.
  • t threshold indicates the predetermined time indicated by the selection condition 6 in the first embodiment.
  • the weight W calculated by the weight calculation unit 400 is output to the weighted average Qmax ′ calculation unit 401.
  • the weighted average Qmax ′ computing unit 401 performs weighted averaging using the Qmax SOCv computing result in the Qmax SOCv computing unit 302 and the weight W computed under the conditions at the time of the computing. Weighted averaging is performed by the following equation (13).
  • Qmax′_z is the previous calculation result of equation (13).
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the second SOC calculation unit 114 according to the third embodiment.
  • a second SOC calculation unit 114 is provided as the SOC calculation unit in place of the SOC calculation unit 109 in the first embodiment.
  • the other configuration is the same as that of FIG. 1, and the description thereof is omitted.
  • the second SOC calculation unit 114 includes a first SOC calculation unit 109A, a battery voltage estimation unit 303, an SOCv error calculation unit 304, and a final SOC calculation unit 500.
  • the first SOC calculation unit 109A is similar to the SOC calculation unit 109 described in the first embodiment, and includes an SOCi calculation unit 112 and an SOCv calculation unit 113, and the equation (1) described in the first embodiment ) To calculate the SOC.
  • the calculated SOC is transmitted to the battery voltage estimation unit 303.
  • the SOCi calculation unit 112 is the same as the contents described in the first embodiment, and obtains the SOCi of the secondary battery 100 by integrating the current I at which the secondary battery 100 is charged and discharged according to the equation (2). , And output to the final SOC calculation unit 500.
  • the SOCv calculation unit 113 calculates SOCv from the equivalent circuit model of the secondary battery 100, and calculates V0 and Vp to the battery voltage estimation unit 303 and the SOCv to a final value, as in the first embodiment. Output to SOC calculation unit 500.
  • the battery voltage estimation unit 303 is the same as the content described in the first embodiment, and outputs the battery voltage V calc estimated by Equation (5) to the SOCv error calculation unit 304.
  • the OCV (SOC) is an OCV obtained from the correspondence relationship (SOC table) of the SOC and the OCV stored in advance in the storage unit based on the SOC obtained by the SOC calculation unit 109 based on the equation (1).
  • V 0 and V p are values shown in the equivalent circuit model of the secondary battery 100.
  • the OCV (SOC) described in the equation (5) is the correspondence between the SOC and the OCV stored in advance in the storage unit based on the SOCi calculated based on the equation (2) by the SOCi calculation unit 112 (SOC The OCV obtained from the table) may be used. In the present embodiment, these OCVs are referred to as a second open circuit voltage.
  • SOCv error calculation unit 304 calculates a difference between battery voltage V and V calc input from voltage sensor 108 based on equation (6), and outputs error ⁇ to final SOC calculation unit 500.
  • the final SOC calculation unit 500 calculates a final SOC based on the value of the error ⁇ . For example, if the error ⁇ is equal to or less than the predetermined value V threshold , it is determined that the error of the SOCv is small, and the SOCv is output to the subsequent stage as a final SOC. If the error ⁇ is larger than the predetermined value V threshold , the charging rate SOCi is output to the subsequent stage as a final SOC.
  • the present embodiment by selecting and determining the final SOC from SOCv and SOCi based on the error ⁇ , it is possible to reflect a reliable calculation result, so it is possible to improve the calculation accuracy of the SOC. .
  • the secondary battery control device 102 generates an equivalent circuit having at least a polarization component represented by parallel connection of a polarization resistance and a capacitance component and an internal resistance component R of the secondary battery 100, (1)
  • the open circuit voltage OCV is obtained, and from the relationship between the first open circuit voltage OCV and the charge rate of the secondary battery 100, the charge rate SOCv of the secondary battery 100 is obtained.
  • the secondary battery control device 102 calculates the value of the second open circuit voltage calculated from the value of the measured voltage of the secondary battery 100 by a method different from the first open circuit voltage OCV, and the current information of the secondary battery 100 The value obtained by subtracting the voltage value Vp of the polarization component calculated in accordance with the value RI expressed by the product of the internal resistance component R and the current value I of the secondary battery 100 is calculated. Thereby, the difference between the value of the measured voltage of secondary battery 100 and the value of the calculation of SOCv can be obtained.
  • the secondary battery control device 102 is configured by using an equivalent circuit including at least a polarization component represented by parallel connection of a polarization resistance and a capacitance component and an internal resistance component of the secondary battery 100.
  • the SOCv calculation unit 113 which obtains the open circuit voltage OCV and obtains the charge ratio SOCv of the secondary battery from the correspondence relationship between the first open circuit voltage OCV and the charge ratio SOC of the secondary battery differs from the first open circuit voltage OCV Based on the second open circuit voltage OCV, the voltage value Vp of the polarization component calculated according to the current information of the secondary battery, and the value RI represented by the product of the internal resistance component R and the current value I of the secondary battery
  • a battery voltage estimation unit 303 that estimates a battery voltage
  • an SOCv error calculation unit 304 that obtains an error ⁇ between the battery voltage V calc estimated by the battery voltage estimation unit 303 and the measured voltage of the secondary battery. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated.
  • the secondary battery control device 102 includes an SOCi calculation unit 112 that calculates the charging rate SOCi of the secondary battery 100 obtained by integrating the current with which the secondary battery 100 charges and discharges, and the battery voltage estimation unit 303 The value of the second open circuit voltage is determined with reference to the state of charge SOCi based on the correspondence between the first open circuit voltage and the state of charge SOC of the secondary battery. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated.
  • the secondary battery control device 102 adds the charging rate SOCi and the charging rate SOCv by weighting to obtain the charging rate SOC, and the battery voltage estimation unit 303 calculates the value of the second open circuit voltage as the first open circuit voltage. Based on the correspondence relationship between the charging rate SOC of the secondary battery and the charging rate SOC of the secondary battery, the charging rate SOC obtained by the weighting addition is referred to and determined. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated with higher accuracy.
  • the secondary battery control device 102 calculates the charge and discharge capacity by integrating the current value flowing to the secondary battery between the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at at least two points of the charge ratio SOCv.
  • SOHQ arithmetic unit 115 including SOHQ arithmetic unit 115 which calculates secondary battery capacity deterioration ratio SOHQ using at least two charging rate SOCv1 and charging rate SOCv2 and current integral value of secondary battery.
  • the secondary battery control device 102 includes the selection unit 300 which selects the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113, and the selection unit 300 Is selected, the charging rate SOCv1 of two points and the charging rate SOCv2 are selected. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated with higher accuracy.
  • the secondary battery control device 102 includes the selection unit 300 for selecting the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from among the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113.
  • the selection unit 300 for selecting the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from among the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113.
  • the secondary battery control device 102 includes the selection unit 300 for selecting the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from among the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113.
  • the selection unit 300 for selecting the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from among the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113.
  • the secondary battery control device 102 includes the selection unit 300 which selects the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113, and the selection unit 300 The charging rate SOCv1 and the charging rate SOCv2 at two points where the difference between the rate SOCv1 and the charging rate SOCv2 is large are selected. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated with higher accuracy.
  • the secondary battery control device 102 includes the selection unit 300 that selects the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from among the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113. Two points are selected: the charging rate SOCv1 and the charging rate SOCv2 at the time of discharging the secondary battery 100, or the charging rate SOCv1 and the charging rate SOCv2 at the time of charging the secondary battery 100. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated with higher accuracy.
  • the secondary battery control device 102 includes the selection unit 300 which selects the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113, and the selection unit 300 A charging rate SOCv1 and a charging rate SOCv2 of two points at which detection times of the rate SOCv1 and the charging rate SOCv2 are not separated for a predetermined time or more are selected. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated with higher accuracy.
  • the secondary battery control device 102 includes the selection unit 300 that selects the charge ratio SOCv1 and the charge ratio SOCv2 at two points from the charge ratio SOCv output from the SOCv calculation unit 113, and the selection unit 300 When the signs of are the same, the charging rate SOCv1 and the charging rate SOCv2 of two points are selected. Thereby, the error of the calculation of SOCv can be calculated with higher accuracy.
  • the secondary battery control device 102 includes a weighted averaging Qmax ′ computing unit 401 that performs weighted averaging of the capacity degradation rate SOHQ, and the weighted averaging Qmax ′ computing unit 401 performs a capacity degradation rate by weighting based on an error. Calculate SOHQ. As a result, it is possible to achieve high precision by reflecting reliable data greatly, and it is possible to accelerate the convergence to the true value.
  • the secondary battery control device 102 calculates a state of charge SOCi of the secondary battery 100, which is obtained by integrating the current at which the secondary battery 100 charges and discharges, the state of charge SOCi and the state of charge SOCv
  • the battery voltage estimation unit 303 calculates the value of the second open circuit voltage, the open circuit voltage OCV of the secondary battery 100, and the charge of the secondary battery.
  • the second SOC calculation unit 114 outputs the charging rate SOCv as an appropriate value when the error is less than or equal to a predetermined value, and the error is greater than the predetermined value. When it is large, the charging rate SOCi is output as an appropriate value. As a result, reliable calculation results can be reflected, and therefore, it is possible to improve the calculation accuracy of the SOC.
  • Battery system 100 Secondary battery 101: Battery information acquisition unit 102: Secondary battery control device 103: Host controller 104: Inverter 105: Load 106: Current sensor 107: Temperature sensor 108: Voltage sensor 109: SOC calculation unit 109A : First SOC calculation unit 110: SOH calculation unit 111: Allowable current calculation unit 112: SOCi calculation unit 113: SOCv calculation unit 114: Second SOC calculation unit 115: SOHQ calculation unit 200: OCV 201: DC resistance 202: polarization resistance 203: polarization capacitor 300: SOCv2 point selection unit 301: current integration unit 302: Qmax SOCv calculation unit 303: battery voltage estimation unit 304: SOCv error calculation unit 305: final Qmax 'calculation unit 306: SOHQ converter 400: weight calculator 401: Weighted averaging Qmax 'operation unit 500: Final SOC operation unit

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Abstract

劣化等による二次電池の等価回路モデル自体の実測との乖離等により、ＳＯＣｖの演算に誤差があった。　二次電池制御装置１０２は、分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分と、二次電池１００の内部抵抗成分Ｒと、を少なくとも有する等価回路から二次電池１００の第１開回路電圧ＯＣＶを求め、第１開回路電圧ＯＣＶ、および、二次電池１００の充電率との関係から二次電池１００の充電率ＳＯＣｖを求める。そして、二次電池制御装置１０２は、二次電池１００の実測電圧の値から、第１開回路電圧ＯＣＶとは異なる方法で演算された第２開回路電圧の値、二次電池１００の電流情報に応じて演算される分極成分の電圧値Ｖｐ、および内部抵抗成分Ｒと二次電池１００の電流値Ｉの積にて表される値ＲＩ、を引いた値を演算する。

Description

二次電池制御装置
　本発明は、二次電池制御装置に関する。
　近年、地球温暖化問題に対応するため、エネルギーの有効利用が可能な蓄電池に注目が集まっている。特に、移動体向け蓄電装置や系統連系安定化用蓄電装置といった電池システムは、化石燃料への依存度を下げることが可能であるため、一層の普及が期待されている。これらシステムの性能を引き出すには二次電池の充電率（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ、以下ＳＯＣと略す）や劣化度（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ、以下ＳＯＨと略す）、充放電可能な最大電流（許容電流）といったパラメータを用いた充放電制御や、各電池の充電率の均等化を適切に行う必要がある。その為には、二次電池の充放電中の電圧から推定した開回路電圧(Open Circuit Voltage、以下ＯＣＶと略す)を元に算出したＳＯＣ(以下ＳＯＣｖと略す)に誤差が少ないことが望まれる。
　特許文献１には、ＳＯＣｖの演算の誤差を判定する装置が記載されている。この装置では、ＳＯＣｖの演算を、ＯＣＶと、内部抵抗と、分極抵抗及びキャパシタンス成分の並列接続対との直列接続で表現される電池の等価回路モデルを用いて演算する。この際に、キャパシタンス成分が飽和した際はＳＯＣｖの演算の誤差が大きいと判定している。
特開２０１６－０９９１５６号公報
　特許文献１では、キャパシタンス成分が飽和した状態、すなわち、二次電池の等価回路モデルによる誤差が発生しやすい条件のみを捉えているので、例えば劣化等による二次電池の等価回路モデル自体の実測との乖離や、演算に用いている電流と電圧の計測タイミングのずれによる誤差等を捉える事ができなかった。
　本発明による二次電池制御装置は、分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分と、二次電池の内部抵抗成分Ｒと、を少なくとも有する等価回路から前記二次電池の第１開回路電圧ＯＣＶを求め、前記第１開回路電圧ＯＣＶ、および、前記二次電池の充電率との関係から前記二次電池の充電率ＳＯＣｖを求める二次電池制御装置であって、前記二次電池制御装置は、前記二次電池の実測電圧の値から、前記第１開回路電圧ＯＣＶとは異なる方法で演算された第２開回路電圧の値、前記二次電池の電流情報に応じて演算される前記分極成分の電圧値Ｖｐ、および前記内部抵抗成分Ｒと前記二次電池の電流値Ｉの積にて表される値ＲＩ、を引いた値を演算する。
　本発明による二次電池制御装置は、分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分と、二次電池の内部抵抗成分と、を少なくとも有する等価回路から前記二次電池の第１開回路電圧を求め、前記第１開回路電圧と前記二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係から前記二次電池の充電率ＳＯＣｖを求めるＳＯＣｖ演算部と、前記第１開回路電圧とは異なる第２開回路電圧、前記二次電池の電流情報に応じて演算される前記分極成分の電圧値、および前記内部抵抗成分と前記二次電池の電流値の積で表される値を元に電池電圧を推定する電池電圧推定部と、前記電池電圧推定部で推定された電池電圧と前記二次電池の実測電圧との誤差を演算する誤差演算部と、を備える。
　本発明によれば、ＳＯＣｖの演算の誤差を演算することができる。
電池システムの構成を示す図である。 二次電池の等価回路モデルを示す図である。 ＳＯＨ演算部の構成を示す図である。 （ａ）、（ｂ）実測電圧とモデル推定電圧、及び両者の差の推移を示す図である。 （ａ）、（ｂ）誤差αとＳＯＣｖ演算誤差の関係を示す図である。 Ｑｍａｘ’の推移を示す図である。 ＯＣＶ近似曲線を示す図である。 第２の実施形態によるＳＯＨ演算部の構成を示す図である。 第３の実施形態による第２のＳＯＣ演算部の構成を示す図である。
-第１の実施形態-
　以下、第１の実施形態について、図１～図７を参照して説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。図１で示す構成は、移動体向け蓄電装置、系統連系安定化用蓄電装置等幅広い用途で使用される形態であり、電力を蓄える電池システム１と、電池システム１に対し充放電を行うインバータ１０４と、インバータ１０４に接続された負荷１０５と、電池システム１やインバータ１０４を制御する上位コントローラ１０３より構成される。
　電池システム１は、二次電池１００に対する電力の蓄電や放電、及びこれらに必要な制御値である充電率ＳＯＣや、二次電池１００の現在の性能把握に必要な制御値である劣化度ＳＯＨの演算を行う。上位コントローラ１０３は、負荷１０５の状態や電池システム１が出力した二次電池１００の制御値とその他外部からの指令とに応じ二次電池１００の制御や、インバータ１０４に対する電力の入出力指令を行う。インバータ１０４は上位コントローラ１０３からの指令に従い、二次電池１００及び負荷１０５に対して電力の入出力を行う。負荷１０５は例えば三相交流モータや電力系統である。
　二次電池１００の出力する電圧は充電率ＳＯＣに応じて変化する直流電圧であり、多くの場合、交流を必要とする負荷１０５へ電力を直接提供することはできない。そこで、インバータ１０４は必要に応じ直流から交流への変換や電圧の変換を行う。このような構成にすることで、電池システム１は負荷に適した出力を適宜供給することが可能となる。以下、この構成を実現するための電池システム１の構成について述べる。
　電池システム１は、二次電池１００と、電池情報取得部１０１と、二次電池制御装置１０２から構成され、電力の蓄電・放電を行い、ＳＯＣ・許容電流といった二次電池１００の制御値を演算する。
　二次電池１００は複数の電池セルより構成される。各電池セルは、二次電池１００に要求される出力電圧や容量に応じ、直列、又は並列に接続されている。
　電池情報取得部１０１は、二次電池１００に流れる電流値を測定する電流センサ１０６、二次電池１００の表面温度を測定する温度センサ１０７、二次電池１００の電圧を測定する電圧センサ１０８を有する。
　電流センサ１０６は、二次電池１００と外部との間に１つ、もしくは複数設置する場合がある。１つ設置した場合にはコストを最小限に抑えることが可能である。複数設置した場合には並列接続している電池セル間の電流配分を把握することが可能である。
　温度センサ１０７は、二次電池１００の温度を把握するために１つ、もしくは複数設置する。１つ設置した場合には、最小限のコストで二次電池１００内の最高温度になる予測できる地点の温度を計測できる。複数設置した場合には、電池セルの温度ばらつきを計測することで、最低温度や最高温度を考慮した制御が可能となる。
　電圧センサ１０８は、各電池セルに１つ設置する。これにより各電池セル間の電圧差の測定が可能となり、これを元に各電池セルの電圧の均等化制御が可能となる。電流センサ１０６、温度センサ１０７、電圧センサ１０８で計測された電池情報Ｉ、Ｔ、Ｖは二次電池制御装置１０２へ入力される。
　二次電池制御装置１０２は、ＳＯＣ演算部１０９、ＳＯＨ演算部１１０、許容電流演算部１１１を有する。ＳＯＣ演算部１０９は、電流積算量からＳＯＣiを演算するＳＯＣi演算部１１２と、電池情報から推定したＯＣＶを元にＳＯＣｖを演算するＳＯＣｖ演算部１１３を有する。ＳＯＣiとＳＯＣｖは後で説明する。
　ＳＯＨ演算部１１０は、容量の劣化率であるＳＯＨＱを演算するＳＯＨＱ演算部１１５を有する。また、電池情報取得部１０１からの電池情報と充電率ＳＯＣを元に、抵抗の劣化率であるＳＯＨＲを演算するＳＯＨＲ演算部を有する構成であってもよい。
　許容電流演算部１１１は、ＳＯＨ演算部１１０からのＳＯＨ及び電池情報取得部１０１からの電池情報を元にして充放電可能な最大電流である許容電流Ｉlimitを演算する。
　二次電池制御装置１０２は、ＳＯＣ演算部１０９、ＳＯＨ演算部１１０、及び許容電流演算部１１１がそれぞれ演算したＳＯＣ、ＳＯＨ、及び許容電流Ｉlimitを上位コントローラ１０３へ出力する。上位コントローラ１０３は二次電池１００の状態を考慮した上で、負荷１０５に対応した電力出力指令を二次電池制御装置１０２に送る。
［ＳＯＣ演算部１０９の動作］
　ＳＯＣ演算部１０９は、ＳＯＣi演算部１１２で求められたＳＯＣiと、ＳＯＣｖ演算部１１３で求められたＳＯＣｖを元に、次式（１）により、ＳＯＣを演算する。この演算において、ＳＯＣiとＳＯＣvを重み付け加算するための重み係数Ｗを用いる。一般に、重み係数Ｗは、電流Ｉの絶対値が小さいときはＳＯＣvを主に用いてＳＯＣを算出し、電流Ｉの絶対値が大きいときはＳＯＣiを主に用いてＳＯＣを算出するように、重み係数Ｗを設定する。また、二次電池１００の内部抵抗Ｒが小さいときはＳＯＣvを主に用いてＳＯＣを算出し、内部抵抗Ｒが大きいときはＳＯＣiを主に用いてＳＯＣを算出するように、重み係数Ｗを設定する。
　　ＳＯＣ＝Ｗ×ＳＯＣi＋（１－Ｗ）×ＳＯＣv　・・・（１）
　ここで、重み係数Ｗは０以上１以下の値である。
［ＳＯＣi演算部１１２の動作］
　ＳＯＣi演算部１１２の動作について説明する。ＳＯＣi演算部１１２は、二次電池１００が充放電する電流Ｉを次式（２）にしたがって積算することにより、二次電池１００のＳＯＣiを求める。式（２）において、Ｑmaxは二次電池１００の満充電容量であり、予め図示省略した記憶部に格納されている。ＳＯＣoldは、前回の演算周期において式（１）により算出されたＳＯＣの値である。
　　ＳＯＣi＝ＳＯＣold＋１００×∫Ｉ／Ｑmax　・・・（２）
［ＳＯＣv演算部１１３の動作］
　次に、ＳＯＣｖ演算部１１３の動作について図２を参照して説明する。ＳＯＣｖ演算部１１３は二次電池１００の等価回路を用いてＳＯＣｖを演算する。演算に用いる二次電池１００の等価回路モデルを図２に示す。この等価回路モデルは、開回路電圧ＯＣＶを電圧源２００で表現し、電解液の抵抗等を表現する直流抵抗を抵抗２０１（二次電池の内部抵抗Ｒ）で表現している。更に、分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分は、電解液中のイオンの濃度分極等に由来する分極の抵抗成分である抵抗２０２と、分極の容量成分であるキャパシタ２０３とにより表現している。そして、二次電池１００の開回路電圧ＯＣＶ，二次電池１００の内部抵抗による電圧Ｖ０，分極成分による電圧（以下、分極電圧）Ｖｐを足し合わせることで二次電池１００の現在の電圧（Ｃｌｏｓｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｖｏｌｔａｇｅ、以下ＣＣＶと略す）を表現する。なお、本実施形態では抵抗２０２とキャパシタ２０３からなる分極項が１個の例を示したが、複数個用いて等価回路モデルの高精度化を図ってもよい。
　二次電池１００に電流Ｉを印加すると、二次電池１００の端子間電圧である閉回路電圧ＣＣＶは次式（３）で表される。式（３）において、Ｖｐは分極電圧であり、Ｉ・Ｒは抵抗２０２とキャパシタ２０３の並列接続対の両端電圧に相当する。
　　ＣＣＶ＝ＯＣＶ＋Ｉ・Ｒ＋Ｖｐ　・・・（３）
　ＳＯＣvの算出には開回路電圧ＯＣＶが用いられるが、二次電池１００が充放電している間は直接測定することができない。そこで、ＳＯＣv演算部１１３は、次式（４）のように閉回路電圧ＣＣＶからＩＲドロップと分極電圧Ｖｐを差し引くことにより、開回路電圧ＯＣＶを求める。
　　ＯＣＶ＝ＣＣＶ－Ｉ・Ｒ－Ｖｐ　・・・（４）
　開回路電圧ＯＣＶとＳＯＣとの対応関係は二次電池１００の特性によって定まるものであり、図示省略した記憶部には、その対応関係を定義するデータがＳＯＣテーブルとして予め格納されている。ＳＯＣv演算部１１３は、上述の式（４）を用いて開回路電圧ＯＣＶを算出し、これをキーにしてＳＯＣテーブルを参照することにより、二次電池１００のＳＯＣvを算出する。
　図３は、ＳＯＨ演算部１１０の構成を示す図である。
　ＳＯＨ演算部１１０は、ＳＯＨＱ演算部１１５と同様に、容量劣化率であるＳＯＨＱを算出するように構成される例で説明する。ＳＯＨＱ演算部１１５は、電池電圧推定部３０３、ＳＯＣｖ誤差演算部３０４、ＳＯＣｖ２点選択部３００、電流積算部３０１、ＱｍａｘＳＯＣｖ演算部３０２、最終的なＱｍａｘ’演算部３０５、ＳＯＨＱ変換部３０６を有する。
　電池電圧推定部３０３は、電池の等価回路モデルの情報を元に電池電圧を推定する。推定電池電圧Ｖｃａｌｃの演算例は後述する。ＳＯＣｖ誤差演算部３０４は、電圧センサ１０８より入力する電池電圧Ｖから推定電池電圧Ｖｃａｌｃを引いた値、すなわち電池電圧Ｖと推定電池電圧Ｖｃａｌｃとの誤差αを演算する。ＳＯＣｖ２点選択部３００は、誤差αの絶対値が所定値Ｖthreshold以下の場合、ＳＯＣｖの２点、すなわちＳＯＣｖ１、２を選択する。２点選択の具体例は後述するが、電流センサ１０６で検出されている電流Ｉも参照する場合がある。電流積算部３０１は、電流積算部３０１は、選択されたＳＯＣｖ１、２間で流れた電流値を積算し、ＳＯＣｖ１、２間の充放電容量∫Ｉｄｔを演算する。ＱｍａｘＳＯＣｖ演算部３０２は、ＳＯＣｖ１、２と∫Ｉｄｔを用いて満充電容量ＱｍａｘＳＯＣｖを演算する。最終的なＱｍａｘ’演算部３０５は、入力される満充電容量ＱｍａｘＳＯＣｖとＱｍａｘ’演算の前回結果Ｑｍａｘ＿ｚとを用いた平均化処理を行うことで最終的なＱｍａｘ’を演算する。ＳＯＨＱ変換部３０６は、最終的なＱｍａｘ’を新品時の満充電容量Ｑｍａｘと比較することでＳＯＨＱを演算する。
　次に、ＳＯＨ演算部１１０の動作について説明する。
　ＳＯＣｖ２点選択部３００は、ＳＯＣｖ演算部１１３より逐次出力されるＳＯＣｖの中から演算に適切な２点のＳＯＣｖ１、ＳＯＣｖ２を選択する。前述したようにＳＯＣｖ演算部１１３は二次電池１００の等価回路モデルを用いてＯＣＶを推定してＳＯＣｖを算出している。この電池の等価回路モデルに誤差が少なく、ＳＯＣ真値とＳＯＣｖが近い値を選択し、且つＳＯＣｖの適切な２点を選択することが重要になる。
　以下では、ＳＯＣｖを２点選択するための選択条件として、電池の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の差が小の点を選択する選択条件１について述べる。なお、選択条件２から選択条件７については後述する。
［選択条件１：電池の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の差が小の点を選択する］
　電池電圧推定部３０３は、以下の式（５）により電池の等価回路モデルの情報を元に電池電圧を推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ＯＣＶ（ＳＯＣ）は、予め記憶部に記憶されているＳＯＣとＯＣＶの対応関係（ＳＯＣテーブル）に基づいて、ＳＯＣ演算部１０９により式（１）に基づいて求めたＳＯＣを参照して求めたＯＣＶである。内部抵抗電圧Ｖ０と分極電圧Ｖｐは二次電池１００の等価回路モデルで示した値である。電池電圧推定部３０３は、式（５）で推定した電池電圧ＶｃａｌｃをＳＯＣｖ誤差演算部３０４に出力する。
　なお、式（５）に記載のＯＣＶ（ＳＯＣ）は、ＳＯＣi演算部１１２により式（２）に基づいて求めたＳＯＣiを元に、予め記憶部に記憶されているＳＯＣとＯＣＶの対応関係（ＳＯＣテーブル）から求めたＯＣＶを用いてもよい。本実施形態では、これらのＯＣＶを第２開回路電圧と称する。
　ＳＯＣｖ誤差演算部３０４は、電圧センサ１０８から入力する電池電圧ＶとＶｃａｌｃとの差をとり、誤差αを演算する。以下の式（６）が誤差αの演算式である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　この誤差αの絶対値が所定値Ｖthreshold以下の場合、ＳＯＣｖ２点選択部３００を有効化し、２点のＳＯＣｖ１、ＳＯＣｖ２を選択して、以降の各演算部に出力する。一方、この誤差αの絶対値が所定値Ｖthresholdより大きい場合は、２点のＳＯＣｖを選択せず以降の各演算部には出力しない。このような構成にすることで誤差の少ないＳＯＣｖを選択することができる。
　図４（ａ）は、電圧センサから入力する実測電池電圧Ｖとモデル推定電圧Ｖｃａｌｃの推移を示している。図４（ｂ）は、誤差αの推移を示している。図４（ｂ）において、点線は正負側の判定所定値Ｖthresholdを示している。図４（ａ）に示すように、Ｖｃａｌｃは大電流が入力されて急激な電圧変動が生じた時刻ｔ1や、電流が長時間の通電した時刻ｔ2で実測電圧から乖離する。誤差αはこのようなタイミングを捉え、精度の悪いＳＯＣｖを選択しないようにしている。所定値Ｖthresholdを小さくすることでＳＯＨＱの精度は向上するため、所定値Ｖthresholdは許容できるＳＯＨＱ誤差を元に決定する。
　図５（ａ）、（ｂ）は、誤差αとＳＯＣｖ演算誤差の関係を示す図である。図５（ａ）は、ＳＯＣ真値とＳＯＣｖの推移を示している。図５（ｂ）は、誤差αを示している。図中の点線の丸で囲った部分はＳＯＣｖが真値から乖離している部分である。同じタイミングにおいて、図５（ｂ）に示すように、誤差αの値も増大し、誤差αが閾値以上となっていることが確認できる。このことから、誤差αを判定することでＳＯＣｖの誤差を捉え、誤差の少ないＳＯＣｖ１、ＳＯＣｖ２を選択する事が可能である。
　電流積算部３０１は、上記条件で選択されたＳＯＣｖ１、ＳＯＣｖ２間で流れた電流値を積算し、ＳＯＣｖ１、ＳＯＣｖ２間の充放電容量∫Ｉｄｔを演算する。ＱｍａｘＳＯＣｖ演算部３０２は、ＳＯＣｖ１、ＳＯＣｖ２と∫Ｉｄｔを用いて満充電容量ＱｍａｘＳＯＣｖを以下の式（７）により演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　ここで、ΔＳＯＣｖ＝｜ＳＯＣｖ１－ＳＯＣｖ２｜である。
　このようにして演算されたＱｍａｘＳＯＣｖは最終的なＱｍａｘ’演算部３０５に出力される。最終的なＱｍａｘ’演算部３０５では、Ｑｍａｘ’演算の前回結果Ｑｍａｘ＿ｚと式（８）で示す平均化処理を行うことで最終的なＱｍａｘ’を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　ここで、Ｎとは平均化のサンプリング数である。Ｑｍａｘ’は急激に変動しないため、前回値とＮを使用し、演算値の平滑化を図っている。
　図６は、Ｑｍａｘ’の推移を示す図である。この図において、横軸は時間、縦軸はＱｍａｘ’であり、図中の点線は本実施形態を適用する前の場合、図中の実線は本実施形態を適用した場合を示す。本実施形態を適用する前はＳＯＣｖ演算誤差の大きなＳＯＣｖを選択することで誤差が大きくなり真値から大きく乖離してしまっていた。本実施形態の適用後は精度の良いＳＯＣｖのみを選択したため、Ｑｍａｘ’の演算が高精度化していることが確認できる。
　ＳＯＨＱ変換部３０６は、平滑化されたＱｍａｘ’が入力され、Ｑｍａｘ’を新品時の満充電容量Ｑｍａｘと比較することでＳＯＨＱを演算する。演算式は以下の式（９）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
このような構成にすることで、ＳＯＣｖ演算誤差の少ない点を選択しＳＯＨＱを演算できるため、高精度なＳＯＨＱ演算が可能である。
　以上の説明では、ＳＯＣｖを２点選択するための選択条件として、電池の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の差が小の点を選択する選択条件１について述べた。ＳＯＣｖを２点選択するための条件として、以下に述べる選択条件２から選択条件７のいずれか１つ、もしくは２つ以上を追加して選択しても良い。これにより、満充電容量を精度良く算出することが可能となる。
［選択条件２：電流の絶対値が小の条件で選択する］
　二次電池１００に流れる電流が大の場合、ＳＯＣｖ演算部１１３は電流Ｉと抵抗２０１の積を算出するため、算出結果である誤差が拡大してしまう。ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２を選択する場合、それぞれ電流が小の条件で選択することで電流Ｉと抵抗２０１の積の誤差が小、すなわちＳＯＣｖ誤差の小さい点を選択することが出来る。よって、ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２は電流小となる点をそれぞれ選択する。
［選択条件３：電池温度が所定値以内の２点を選択する］
　電池温度によって抵抗２０１、分極部抵抗２０２の値は変化する。特に温度が低い場合には抵抗が大きくなり、電流Ｉと抵抗２０１の積の誤差の拡大が懸念される。また、低温領域では、電流に依存して抵抗が変化する挙動が知られており、考慮すべき誤差条件が増える。温度は室温程度の２点を選択するのが良い。また、電池の本来使用すべき温度よりも高い状態で演算すると想定外の誤差が発生し得るので適切ではない。よって、ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２は温度が所定値範囲内の点をそれぞれ選択する。
［選択条件４：ΔＳＯＣｖが所定値以上である２点を選択する］
　ＳＯＣｖ１、ＳＯＣｖ２それぞれの誤差が大きい場合でも、ΔＳＯＣｖ＝｜ＳＯＣｖ１－ＳＯＣｖ２｜が大きい２点を選択できれば各ＳＯＣｖの誤差の影響は小さくなり、満充電容量の演算精度が向上する。よって、ＳＯＣｖの２点はΔＳＯＣｖが所定値よりも大きい２点を選択する。
［選択条件５：ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２の電流の符号が同一である２点を選択する］
　二次電池１００の等価回路モデルにおいて抵抗２０１や分極部抵抗２０２の値は充電と放電で異なる場合がある。そのため、ＳＯＣｖ１の電流符号とＳＯＣｖ２の電流符号が同一になるように選択することで、この充電抵抗と放電抵抗の差による誤差を除外することができる。よって、ＳＯＣｖの２点の電流の符号は同一の点を選択する。
［選択条件６：ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２までの時間が所定値以下となる２点を選択する］
　ＳＯＣｖ１からＳＯＣｖ２に至るまでの時間が長い場合、電流センサ１０６のオフセット誤差等の蓄積により誤差が発散してしまう危険性がある。よって、ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２の検出時間が所定時間ｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以上離れていない点を選択する。
［選択条件７：電池の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の誤差αの符号が同一の２点を選択する］
　電池の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の誤差αの符号が同一のＳＯＣｖを２点選択する方が、満充電容量の演算精度が向上する。図７は、充放電時におけるＯＣＶ近似曲線を示す図である。この図において、横軸はＳＯＣを、縦軸はＯＣＶを、ａは充電分極による誤差を含むＯＣＶ近似曲線を、ｂは放電分極による誤差を含むＯＣＶ近似曲線を示す。電池の等価回路モデルが実電池を正しく表現できず、放電側に分極が残った状態や充電側に分極が残った状態でＳＯＣｖを選択してしまうことが想定される。放電側同士でＳＯＣｖを２点選択すれば、放電分極由来の誤差方向が一致するため２点間で誤差は打ち消しあう。しかし充電と放電で取得してしまうと分極由来の誤差が残ってしまう。このため、誤差方向が揃い誤差を打ち消しあうことが望ましい。二次電池１００の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の誤差αの符号は誤差方向に対応している。よつて、電池の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の誤差αの符号が同一の２点を選択する。
　第１の実施形態によれば、電池の等価回路モデルから演算したＳＯＣｖの誤差を実測電圧と電池の等価回路モデルの電圧の比較により、判定することが可能である。これにより、ＳＯＨＱ演算に使用するＳＯＣvとして高精度な２点を選択することが可能になる。
-第２の実施形態-
　図８は、第２の実施形態によるＳＯＨ演算部の構成を示す図である。
　図３に示した第１の実施形態によるＳＯＨ演算部の構成と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態との差異は重み演算部４００と重み付け演算平均化Ｑｍａｘ’演算部４０１を追加している点である。第１の実施形態ではＳＯＣｖ選択部３００で精度の良いＳＯＣｖを２点選択しているが、ＳＯＣｖの２点の選択条件によっては期待される精度に差がある。精度が高い条件で選択された演算結果が精度良く満充電容量を演算できるため、最終結果に大きく反映することが望ましい。そのため、ＳＯＣｖ２点選択部３００での２点の選択条件を元に、重み演算部４００で以下の重みＷを演算し、重み付け演算平均化Ｑｍａｘ’演算部４０１で重み付け平均を行うことで精度の高い結果を最終結果に大きく反映できるようにしている。
　以下に重みＷに関して述べる。
［重み１：電池の等価回路モデルの演算している電圧値と実測電池電圧の差αの大きさに基づいて重みを設定する］
　第１の実施形態の選択条件１で述べたように、ＳＯＣｖ誤差演算部３０４で演算した誤差αが小さいほどＳＯＣｖの誤差は小さくなり、満充電容量の精度は向上する。よって、誤差αに基づいて重みを設定する。例えば以下の式（１０）式で示す重み１を導入する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　重み１に代えて以下に示す重み２、重み３のいずれかを選択して用いても良い。以降の重みを追加することで、満充電容量を精度良く算出することが可能となる。これらの重みを用いる際には、例えばこれらの重みの積を最終的な重みＷとしてもよい。
［重み２：ΔＳＯＣｖに基づいて重みを設定する］
　第１の実施形態の選択条件４で述べたように、ΔＳＯＣｖ＝｜ＳＯＣｖ１－ＳＯＣｖ２｜が大きいほどＳＯＨＱ演算の精度は向上する。よって、ΔＳＯＣｖに基づいて重みを設定する。例えば以下の式（１１）で示す重みを導入する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
［重み３：ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２までの時間に基づいて重みを設定する］
　第１の実施形態の選択条件６で述べたように、ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２間の時間は短い方が、電流センサ１０６のオフセット誤差等の影響を受けにくく高精度化が可能である。よって、ＳＯＣｖ１とＳＯＣｖ２間の時間に基づいて重みを設定する。例えば以下の式（１２）で示す重みを導入する。ｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄは第１の実施形態の選択条件６で示した所定時間を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　このようにして、重み演算部４００で演算された重みＷは、重み付け平均化Ｑｍａｘ’演算部４０１に出力する。重み付け平均化Ｑｍａｘ’演算部４０１ではＱｍａｘＳＯＣｖ演算部３０２でのＱｍａｘＳＯＣｖ演算結果と、その演算時の条件で演算した重みＷにて重み付け平均を行う。重み付け平均は以下の式（１３）により行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　ここで、Ｑｍａｘ’_ｚは、式（１３）の前回の演算結果である。
　第２の実施形態によれば、重み付け平均化により、信頼のできるデータが大きく反映されることで高精度化できるとともに、真値への収束を早めることが可能となる。
-第３の実施形態-
　図９は、第３の実施形態による第２のＳＯＣ演算部１１４の構成を示す図である。
　第３に実施の形態にあっては、ＳＯＣ演算部として、第１の実施形態におけるＳＯＣ演算部１０９に代えて第２のＳＯＣ演算部１１４を備えている。その他の構成は図１と同様であり、その説明を省略する。
　第２のＳＯＣ演算部１１４は、第１のＳＯＣ演算部１０９Ａと、電池電圧推定部３０３と、ＳＯＣｖ誤差演算部３０４と、最終的なＳＯＣ演算部５００とを有する。
　第１のＳＯＣ演算部１０９Ａは、第１の実施形態で説明したＳＯＣ演算部１０９と同様であり、ＳＯＣi演算部１１２とＳＯＣｖ演算部１１３とを備え、第１の実施形態で説明した式（１）により、ＳＯＣを演算する。演算されたＳＯＣは電池電圧推定部３０３に送信される。
　ＳＯＣｉ演算部１１２は、第１の実施形態で説明した内容と同様であり、二次電池１００が充放電する電流Ｉを式（２）にしたがって積算することにより、二次電池１００のＳＯＣiを求め、最終的なＳＯＣ演算部５００へ出力する。
　ＳＯＣｖ演算部１１３は、第１の実施形態で説明した内容と同様であり、二次電池１００の等価回路モデルからＳＯＣｖを演算し、Ｖ０、Ｖｐを電池電圧推定部３０３に、ＳＯＣｖを最終的なＳＯＣ演算部５００へ出力する。
　電池電圧推定部３０３は、第１の実施形態で説明した内容と同様であり、式（５）で推定した電池電圧ＶｃａｌｃをＳＯＣｖ誤差演算部３０４に出力する。ＯＣＶ（ＳＯＣ）は、ＳＯＣ演算部１０９により式（１）に基づいて求めたＳＯＣを元に、予め記憶部に記憶されているＳＯＣとＯＣＶの対応関係（ＳＯＣテーブル）から求めたＯＣＶである。Ｖ０とＶｐは二次電池１００の等価回路モデルで示した値である。
　なお、式（５）に記載のＯＣＶ（ＳＯＣ）は、ＳＯＣi演算部１１２により式（２）に基づいて求めたＳＯＣiを元に、予め記憶部に記憶されているＳＯＣとＯＣＶの対応関係（ＳＯＣテーブル）から求めたＯＣＶを用いてもよい。本実施形態では、これらのＯＣＶを第２開回路電圧と称する。
　ＳＯＣｖ誤差演算部３０４は、電圧センサ１０８から入力する電池電圧ＶとＶｃａｌｃと差をとり誤差αを式（６）に基づいて演算し、最終的なＳＯＣ演算部５００に誤差αを出力する。
　最終的なＳＯＣ演算部５００にはＳＯＣｖとＳＯＶｉが入力され、最終的なＳＯＣ演算部５００は誤差αの値に基づいて、最終的なＳＯＣを演算する。例えば、誤差αが所定値Ｖthreshold以下であれば、ＳＯＣｖの誤差が小さいと判断しＳＯＣｖを最終的なＳＯＣとして後段に出力する。誤差αが所定値Ｖthresholdより大きい場合は、充電率ＳＯＣｉを最終的なＳＯＣとして後段に出力する。
　なお、誤差αの値によって重みＷ１を式（１０）により演算し、Ｗ１＝Ｗとして式（１）により重み付け平均化しても良い。
　本実施形態によれば、最終的なＳＯＣを誤差αに基づいてＳＯＣｖとＳＯＣｉから選択して、決定することで、信頼できる演算結果を反映できるため、ＳＯＣの演算の高精度化が可能である。
　以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）二次電池制御装置１０２は、分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分と、二次電池１００の内部抵抗成分Ｒと、を少なくとも有する等価回路から二次電池１００の第１開回路電圧ＯＣＶを求め、第１開回路電圧ＯＣＶ、および、二次電池１００の充電率との関係から二次電池１００の充電率ＳＯＣｖを求める。そして、二次電池制御装置１０２は、二次電池１００の実測電圧の値から、第１開回路電圧ＯＣＶとは異なる方法で演算された第２開回路電圧の値、二次電池１００の電流情報に応じて演算される分極成分の電圧値Ｖｐ、および内部抵抗成分Ｒと二次電池１００の電流値Ｉの積にて表される値ＲＩ、を引いた値を演算する。これにより、二次電池１００の実測電圧の値とＳＯＣｖの演算の値との差を求めることができる。
（２）二次電池制御装置１０２は、分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分と、二次電池１００の内部抵抗成分と、を少なくとも有する等価回路から二次電池１００の第１開回路電圧ＯＣＶを求め、第１開回路電圧ＯＣＶと二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係から二次電池の充電率ＳＯＣｖを求めるＳＯＣｖ演算部１１３と、第１開回路電圧ＯＣＶとは異なる第２開回路電圧ＯＣＶ、二次電池の電流情報に応じて演算される分極成分の電圧値Ｖｐ、および内部抵抗成分Ｒと二次電池の電流値Ｉの積で表される値ＲＩを元に電池電圧を推定する電池電圧推定部３０３と、電池電圧推定部３０３で推定された電池電圧Ｖｃａｌｃと二次電池の実測電圧との誤差αを求めるＳＯＣｖ誤差演算部３０４と、を備える。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差を演算することができる。
（３）二次電池制御装置１０２は、二次電池１００が充放電する電流を積算して求めた二次電池１００の充電率ＳＯＣiを演算するＳＯＣi演算部１１２を備え、電池電圧推定部３０３は、第２開回路電圧の値を、第１開回路電圧と二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係に基づいて、充電率ＳＯＣｉを参照して求める。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差を演算することができる。
（４）二次電池制御装置１０２は、充電率ＳＯＣiと充電率ＳＯＣvを重み付け加算して充電率ＳＯＣを求め、電池電圧推定部３０３は、第２開回路電圧の値を、第１開回路電圧と二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係に基づいて、重み付け加算した充電率ＳＯＣを参照して求める。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（５）二次電池制御装置１０２は、充電率ＳＯＣｖの少なくとも２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を示す間で二次電池に流れた電流値を積算して充放電容量を演算する電流積算部３０１と、少なくとも２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２と二次電池の電流積分値を用いて二次電池の容量劣化率ＳＯＨＱを演算するＳＯＨＱ演算部１１５と、を備え、ＳＯＨＱ演算部１１５は、誤差演算部３０４が演算した誤差が所定値以下の場合に、容量劣化率ＳＯＨＱを演算する、または、演算した容量劣化率ＳＯＨＱを有効とする。これにより、ＳＯＨＱ演算に使用するＳＯＣvとして高精度な２点を選択することが可能になる。
（６）二次電池制御装置１０２において、ＳＯＣｖ演算部１１３より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部３００を備え、選択部３００は、誤差が小さい場合に、２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（７）二次電池制御装置１０２において、ＳＯＣｖ演算部１１３より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部３００を備え、選択部３００は、二次電池１００に流れる電流の絶対値が小さい場合に、前記２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（８）二次電池制御装置１０２において、ＳＯＣｖ演算部１１３より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部３００を備え、選択部３００は、二次電池１００の温度が所定値以内の場合に、２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（９）二次電池制御装置１０２において、ＳＯＣｖ演算部１１３より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部３００を備え、選択部３００は、充電率ＳＯＣｖ１と充電率ＳＯＣｖ２の差が大きい２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（１０）二次電池制御装置１０２において、ＳＯＣｖ演算部１１３より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部３００を備え、選択部３００は、二次電池１００の放電時における充電率ＳＯＣｖ１及び充電率ＳＯＣｖ２、もしくは二次電池１００の充電時における充電率ＳＯＣｖ１及び充電率ＳＯＣｖ２の２点を選択する。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（１１）二次電池制御装置１０２において、ＳＯＣｖ演算部１１３より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部３００を備え、選択部３００は、充電率ＳＯＣｖ１と充電率ＳＯＣｖ２の検出時間が所定時間以上離れていない２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（１２）二次電池制御装置１０２において、ＳＯＣｖ演算部１１３より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部３００を備え、選択部３００は、誤差の符号が同一である場合に２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する。これにより、ＳＯＣｖの演算の誤差をより高精度に演算することができる。
（１３）二次電池制御装置１０２は、容量劣化率ＳＯＨＱの重み付け平均化を行う重み付け平均化Ｑｍａｘ’演算部４０１を備え、重み付け平均化Ｑｍａｘ’演算部４０１は、誤差に基づく重み付けにより容量劣化率ＳＯＨＱを演算する。これにより、信頼のできるデータが大きく反映されることで高精度化できるとともに、真値への収束を早めることが可能となる。
（１４）二次電池制御装置１０２は、二次電池１００が充放電する電流を積算して求めた二次電池１００の充電率ＳＯＣiを演算するＳＯＣi演算部１１２と、充電率ＳＯＣiと充電率ＳＯＣvを重み付け加算して充電率ＳＯＣを求める第１のＳＯＣ演算部１０９Ａと、電池電圧推定部３０３は、第２開回路電圧の値を、二次電池１００の開回路電圧ＯＣＶと二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係より、充電率ＳＯＣを参照して求め、第２のＳＯＣ演算部１１４は、誤差が所定値以下の場合は、充電率ＳＯＣｖを適正値として出力し、誤差が所定値より大きい場合は、充電率ＳＯＣｉを適正値として出力する。これにより、信頼できる演算結果を反映できるため、ＳＯＣの演算の高精度化が可能である。
　本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
１　　：電池システム
１００：二次電池
１０１：電池情報取得部
１０２：二次電池制御装置
１０３：上位コントローラ
１０４：インバータ
１０５：負荷
１０６：電流センサ
１０７：温度センサ
１０８：電圧センサ
１０９：ＳＯＣ演算部
１０９Ａ：第１のＳＯＣ演算部
１１０：ＳＯＨ演算部
１１１：許容電流演算部
１１２：ＳＯＣｉ演算部
１１３：ＳＯＣｖ演算部
１１４：第２のＳＯＣ演算部
１１５：ＳＯＨＱ演算部
２００：ＯＣＶ
２０１：直流抵抗
２０２：分極抵抗
２０３：分極キャパシタ
３００：ＳＯＣｖ２点選択部
３０１：電流積算部
３０２：ＱｍａｘＳＯＣｖ演算部
３０３：電池電圧推定部
３０４：ＳＯＣｖ誤差演算部
３０５：最終的なＱｍａｘ’演算部
３０６：ＳＯＨＱ変換部
４００：重み演算部 
４０１：重み付け平均化Ｑｍａx’演算部
５００：最終的なＳＯＣ演算部

Claims (14)

  1. 　分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分と、二次電池の内部抵抗成分Ｒと、を少なくとも有する等価回路から前記二次電池の第１開回路電圧ＯＣＶを求め、前記第１開回路電圧ＯＣＶ、および、前記二次電池の充電率との関係から前記二次電池の充電率ＳＯＣｖを求める二次電池制御装置であって、
    　前記二次電池制御装置は、前記二次電池の実測電圧の値から、前記第１開回路電圧ＯＣＶとは異なる方法で演算された第２開回路電圧の値、前記二次電池の電流情報に応じて演算される前記分極成分の電圧値Ｖｐ、および前記内部抵抗成分Ｒと前記二次電池の電流値Ｉの積にて表される値ＲＩ、を引いた値を演算する二次電池制御装置。
  2. 　分極抵抗と容量成分との並列接続で表わされる分極成分と、二次電池の内部抵抗成分と
    、を少なくとも有する等価回路から前記二次電池の第１開回路電圧を求め、前記第１開回路電圧と前記二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係から前記二次電池の充電率ＳＯＣｖを求めるＳＯＣｖ演算部と、
    　前記第１開回路電圧とは異なる第２開回路電圧、前記二次電池の電流情報に応じて演算される前記分極成分の電圧値、および前記内部抵抗成分と前記二次電池の電流値の積で表される値を元に電池電圧を推定する電池電圧推定部と、
    　前記電池電圧推定部で推定された電池電圧と前記二次電池の実測電圧との誤差を演算する誤差演算部と、
    　を備える二次電池制御装置。
  3. 　請求項２に記載の二次電池制御装置において、
    　前記二次電池が充放電する電流を積算して求めた前記二次電池の充電率ＳＯＣiを演算するＳＯＣi演算部を備え、
    　前記電池電圧推定部は、前記第２開回路電圧の値を、前記第１開回路電圧と前記二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係に基づいて、前記充電率ＳＯＣｉを参照して求める二次電池制御装置。
  4. 　請求項３に記載の二次電池制御装置において、
    　前記充電率ＳＯＣiと前記充電率ＳＯＣvを重み付け加算して充電率ＳＯＣを求め、
    　前記電池電圧推定部は、前記第２開回路電圧の値を、前記第１開回路電圧と前記二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係に基づいて、前記重み付け加算した充電率ＳＯＣを参照して求める二次電池制御装置。
  5. 　請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の二次電池制御装置において、
    　前記充電率ＳＯＣｖの少なくとも２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を示す間で前記二次電池に流れた電流値を積算して充放電容量を演算する電流積算部と、
    　前記少なくとも２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２と前記二次電池の電流積分値を用いて前記二次電池の容量劣化率ＳＯＨＱを演算するＳＯＨＱ演算部と、
    　を備え、
    　前記ＳＯＨＱ演算部は、
    　前記誤差演算部が演算した誤差が所定値以下の場合に、容量劣化率ＳＯＨＱを演算する
    、または、演算した容量劣化率ＳＯＨＱを有効とする二次電池制御装置。
  6. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記ＳＯＣｖ演算部より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部を備え、
    　前記選択部は、前記誤差が小さい場合に、前記２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する二次電池制御装置。
  7. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記ＳＯＣｖ演算部より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部を備え、
    　前記選択部は、前記二次電池に流れる電流の絶対値が小さい場合に、前記２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する二次電池制御装置。
  8. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記ＳＯＣｖ演算部より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部を備え、
    　前記選択部は、前記二次電池の温度が所定値以内の場合に、前記２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する二次電池制御装置。
  9. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記ＳＯＣｖ演算部より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部を備え、
    　前記選択部は、前記充電率ＳＯＣｖ１と前記充電率ＳＯＣｖ２の差が大きい前記２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する二次電池制御装置。
  10. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記ＳＯＣｖ演算部より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部を備え、
    　前記選択部は、前記二次電池の放電時における前記充電率ＳＯＣｖ１及び前記充電率ＳＯＣｖ２、もしくは前記二次電池の充電時における前記充電率ＳＯＣｖ１及び前記充電率ＳＯＣｖ２の２点を選択する二次電池制御装置。
  11. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記ＳＯＣｖ演算部より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部を備え、
    　前記選択部は、前記充電率ＳＯＣｖ１と前記充電率ＳＯＣｖ２の検出時間が所定時間以上離れていない前記２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する二次電池制御装置。
  12. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記ＳＯＣｖ演算部より出力される充電率ＳＯＣｖの中から２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する選択部を備え、
    　前記選択部は、前記誤差の符号が同一である場合に前記２点の充電率ＳＯＣｖ１、充電率ＳＯＣｖ２を選択する二次電池制御装置。
  13. 　請求項５に記載の二次電池制御装置において、
    　前記容量劣化率ＳＯＨＱの重み付け平均化を行う重み付け平均化演算部を備え、
    　前記重み付け平均化演算部は、前記誤差に基づく重み付けにより前記容量劣化率ＳＯＨＱを演算する二次電池制御装置。
  14. 　請求項２に記載の二次電池制御装置において、
    　前記二次電池が充放電する電流を積算して求めた前記二次電池の充電率ＳＯＣiを演算するＳＯＣi演算部と、
    　前記充電率ＳＯＣiと前記充電率ＳＯＣvを重み付け加算して充電率ＳＯＣを求めるＳＯＣ演算部と、をさらに備え、
    　前記電池電圧推定部は、前記第２開回路電圧の値を、前記二次電池の開回路電圧ＯＣＶと前記二次電池の充電率ＳＯＣとの対応関係より、前記重み付け加算した充電率ＳＯＣを参照して求め、
    　前記ＳＯＣ演算部は、前記誤差が所定値以下の場合は、前記充電率ＳＯＣｖを適正値として出力し、前記誤差が所定値より大きい場合は、前記充電率ＳＯＣｉを適正値として出力する二次電池制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111077387A (zh) * 2019-11-28 2020-04-28 深圳市元征科技股份有限公司 电压检测***、方法、控制装置和存储介质
CN112034366A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 惠州市蓝微电子有限公司 一种soc动态补偿方法及电子***

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239634B (zh) * 2020-03-20 2022-10-14 中创新航科技股份有限公司 一种电池***支路状态的检测方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011106953A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Honda Motor Co Ltd 電池容量検出方法
JP2011106952A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Honda Motor Co Ltd 電池の残容量推定方法
JP2012063244A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Calsonic Kansei Corp バッテリの充電率推定装置
WO2014122721A1 (ja) * 2013-02-05 2014-08-14 日立ビークルエナジー株式会社 電池制御装置
US20150316618A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-05 Apple Inc. Methods and apparatus for battery power and energy availability prediction
JP2017067788A (ja) * 2015-02-19 2017-04-06 三菱電機株式会社 電池状態推定装置
US20170146608A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method of dynamically extracting entropy of battery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011106953A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Honda Motor Co Ltd 電池容量検出方法
JP2011106952A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Honda Motor Co Ltd 電池の残容量推定方法
JP2012063244A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Calsonic Kansei Corp バッテリの充電率推定装置
WO2014122721A1 (ja) * 2013-02-05 2014-08-14 日立ビークルエナジー株式会社 電池制御装置
US20150316618A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-05 Apple Inc. Methods and apparatus for battery power and energy availability prediction
JP2017067788A (ja) * 2015-02-19 2017-04-06 三菱電機株式会社 電池状態推定装置
US20170146608A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method of dynamically extracting entropy of battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111077387A (zh) * 2019-11-28 2020-04-28 深圳市元征科技股份有限公司 电压检测***、方法、控制装置和存储介质
CN111077387B (zh) * 2019-11-28 2021-12-07 深圳市元征科技股份有限公司 电压检测***、方法、控制装置和存储介质
CN112034366A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 惠州市蓝微电子有限公司 一种soc动态补偿方法及电子***

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