JP7830181B2 - 電池状態推定装置及び電池状態推定方法 - Google Patents
電池状態推定装置及び電池状態推定方法Info
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Description
ΔSOC=ΔAh/Ah(0)・・・(A)
SOC’=SOC(0)+ΔSOC ・・・(A’)
(1)システムに電力供給を行う充電可能な二次電池10の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定装置であって、
前記二次電池10の電流値を取得する電流取得部30と、前記電流取得部30が取得した電流値に基づいて前記二次電池10の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出部32と、前記二次電池10の電圧値を取得する電圧取得部34と、
前記電圧取得部34が取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得し、さらに少なくとも1つの前記基準点の開回路電圧、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)と対応した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するOCV-SOC取得部42と、
前記電流積算値算出部32から入力した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得するとともに、取得した充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、取得した放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、また、前記OCV-SOC取得部42から取得した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)に基づいて、第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出するΔSOC算出部52と、
前記ΔSOC算出部52が算出した前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出部54と、
前記補正係数算出部54が算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定部56と、
前記判定部56で、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満もしくは、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1より大きいと判定された場合、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)とに基いて補正値K’(n)を算出するとともに、前記補正値K’(n)に基づいて容量補正値K(n)を設定する補正係数設定部57と、
前記補正係数設定部57が設定した容量補正値K(n)に基づいて二次電池10の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量補正部58と、
前記容量補正部58が算出した総容量Ah(n)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出部60と、を有することを特徴とする電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(2)ΔSOC算出部52が、二次電池10の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池10の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
また、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出部54が、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする上記(1)記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’)
(3)複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、
OCV-SOC取得部42はそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するとともに、
ΔSOC算出部52は、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出部54は、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする上記(2)記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(4)システムに電力供給を行う充電可能な二次電池10の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定装置であって、
前記二次電池10の電流値を取得する電流取得部30と、前記電流取得部30が取得した電流値に基づいて前記二次電池10の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出部32と、前記二次電池10の電圧値を取得する電圧取得部34と、
前記電圧取得部34が取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得し、さらに少なくとも1つの前記基準点の開回路電圧、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)と対応した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するOCV-SOC取得部42と、
前記電流積算値算出部32から入力した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得するとともに、取得した充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、取得した放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、また、前記OCV-SOC取得部42から取得した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)に基づいて、第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出するΔSOC算出部52と、
前記ΔSOC算出部52が算出した前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出部54と、
前記補正係数算出部54が算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定部56と、
前記判定部56で、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の一方が1より小さく、他方が1より大きいと判定された場合、過去の容量補正値K(n-1)を容量補正値K(n)に設定する補正係数設定部57と、
前記補正係数設定部57が設定した容量補正値K(n)に基づいて二次電池の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量補正部58と、
前記ΔSOC1(+)、SOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定するSOC補正部59と、
前記総容量Ah(n)と前記SOC補正値K(soc)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出部60と、を有することを特徴とする電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(5)ΔSOC算出部52が、二次電池10の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池10の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
また、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出部54が、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする上記(4)記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’)
(6)複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、
OCV-SOC取得部42はそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するとともに、
ΔSOC算出部52は、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出部54は、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする上記(5)記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(7)補正係数設定部57が、1よりも小さい補正下限値K(min)を有し、補正値K’(n)が補正下限値K(min)よりも小さい場合には、補正下限値K(min)を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする上記(1)乃至上記(3)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(8)補正係数設定部57が軽減係数Aを有し、前記軽減係数Aと1つ前の容量補正値K(n-1)とから下記(4’)式に基づいて容量補正値K(n)を算出することを特徴とする上記(1)乃至上記(3)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
K(n)=(1-A×(1-K’(n)))×K(n-1)・・・(4’)
(9)SOC補正部59が、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定することを特徴とする上記(4)乃至上記(6)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(10)SOC補正部59が、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値の平均値をSOC補正値K(soc)とすることを特徴とする上記(9)記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(11)基準点の開回路電圧OCV(0)、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)のうち少なくとも1つに、システム起動時の二次電池10の開回路電圧を用いることを特徴とする上記(1)乃至上記(10)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(12)判定部56が充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1よりも大きいと判定した場合、補正係数設定部57が下記(4’’)式に基づいて、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)との平均値に1つ前の容量補正値K(n-1)を乗じた値を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする上記(1)乃至上記(11)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
K(n)=((K(+)+K(-))/2)×K(n-1)・・・(4’’)
(13)容量補正部58が、下記(7)式に基づいて総容量Ah(n-1)を補正し総容量Ah(n)を算出することを特徴とする上記(1)乃至上記(12)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
Ah(n)=Ah(n-1)×K(n)・・・(5)
(14)OCV-SOC取得部42が取得した充電点もしくは放電点が、基準点の上下に設定された所定の閾値の範囲を超えた場合に、この点を充電点もしくは放電点として設定することを特徴とする上記(1)乃至上記(13)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(15)電流取得部30からの電流値が予め設定された所定の時間、ゼロ近傍の予め設定された所定の電流ゼロ状態を継続した場合に、OCV-SOC取得部42に対し開回路電圧の取得を許可する緩和状態判定部56をさらに有することを特徴とする上記(1)乃至上記(14)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(16)補正後の総容量Ah(n)を適用した後、再度、容量補正値K(n+1)を算出することを特徴とする上記(1)乃至上記(15)のいずれかに記載の電池状態推定装置80。
(17)1回のシステムの稼働期間における容量補正値K(n)の算出動作の回数に上限を設けることを特徴とする上記(16)記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(18)システムオフ時点に適用されていた容量補正値K(n-1)を少なくとも記録する記録部55をさらに有し、
システムの起動時には、前記記録部55に記録されている前記容量補正値K(n-1)を読み出して、前記容量補正値K(n-1)を容量補正値K(n)とし、下記(5’)式に基づいて初回の総容量Ah(n)を算出することを特徴とする上記(1)乃至上記(17)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
Ah(n)=Ah(0)×K(n)・・・(5’)
(19)システムオフ時点に適用されていた容量補正値K(n-1)とそのときの基準点の充電率SOC(0)’と前回のシステム起動からシステムオフ時点までの全ての期間の電流積算値ΔAh(total)とを少なくとも記録する記録部55をさらに有し、
システムの起動時には、起動時の開回路電圧OCV(0)から充電率SOC(0)を取得するとともに、前記記録部55に記録されている基準点の充電率SOC(0)’と前記電流積算値ΔAh(total)とを読み出して、
前記電流積算値ΔAh(total)がシステムオフ時点の基準点に対して充電側に位置するか放電側に位置するかを判別した上で前記電流積算値ΔAh(total)に基づいてΔSOC1(+)もしくはΔSOC1(-)を算出し、
前記充電率SOC(0)’と充電率SOC(0)とに基づいてΔSOC2(+)もしくはΔSOC2(-)を算出し、充電側補正値K(+)もしくは放電側補正値K(-)のいずれか一方を算出することを特徴とする上記(1)乃至上記(17)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(20)二次電池10の内部抵抗と電池容量の関係を記録したデータマッピングをさらに有し、
電圧取得部34の取得した電圧値と電流取得部30が取得した電流値とから二次電池10の推定内部抵抗値を算出し、前記推定内部抵抗値と対応する電池容量を前記データマッピングから取得して、前記電池容量が容量低下を示し且つ、判定部56が充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満と判定した場合に総容量Ah(n)を算出することを特徴とする上記(1)乃至上記(19)のいずれかに記載の電池状態推定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(21)システムに電力供給を行う充電可能な二次電池10の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定方法であって、
前記二次電池10の電流値を取得する電流取得ステップと、
前記電流取得ステップで取得した電流値に基づいて前記二次電池10の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出ステップと、
前記二次電池10の電圧値を取得する電圧取得ステップと、
前記電圧取得ステップで取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得する開回路電圧取得ステップと、
前記開回路電圧取得ステップで取得した少なくとも1つの基準点の開回路電圧と、充電点の開回路電圧OCV(+)と、放電点の開回路電圧OCV(-)とにそれぞれ対応した少なくとも1つの基準点の充電率と、充電点の充電率SOC(+)と、放電点の充電率SOC(-)とを取得する充電率取得ステップと、
前記電流積算値算出ステップで取得した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得する充放電電流積算値取得ステップと、
前記充放電電流積算値取得ステップで得られた充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて、第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出する第1の充電率変化量算出ステップと、
前記充電率取得ステップで得られた少なくとも1つの基準点の充電率と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出する第2の充電率変化量算出ステップと、
前記第1の充電率変化量算出ステップと前記第2の充電率変化量算出ステップにより得られた前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数算出ステップで算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定ステップと、
前記判定ステップで充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満もしくは、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1より大きいと判定された場合、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)とに基いて補正値K’(n)を算出するとともに、前記補正値K’(n)に基づいて容量補正値K(n)を設定する補正係数設定ステップと、
前記補正係数設定ステップで設定された容量補正値K(n)に基づいて二次電池の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量値補正ステップと、
前記容量値補正ステップで算出された総容量Ah(n)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出ステップと、を有することを特徴とする電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(22)第1の充電率変化量算出ステップが、二次電池10の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池10の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
第2の充電率変化量算出ステップが、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出ステップが、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする上記(21)記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’)
(23)開回路電圧取得ステップが、複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、充電率取得ステップはそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得し、
充電率変化量算出ステップは、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出ステップは、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする上記(22)記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(24)システムに電力供給を行う充電可能な二次電池10の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定方法であって、
前記二次電池10の電流値を取得する電流取得ステップと、
前記電流取得ステップで取得した電流値に基づいて前記二次電池10の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出ステップと、
前記二次電池10の電圧値を取得する電圧取得ステップと、
前記電圧取得ステップで取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得する開回路電圧取得ステップと、
前記開回路電圧取得ステップで取得した少なくとも1つの基準点の開回路電圧と、充電点の開回路電圧OCV(+)と、放電点の開回路電圧OCV(-)とにそれぞれ対応した少なくとも1つの基準点の充電率と、充電点の充電率SOC(+)と、放電点の充電率SOC(-)とを取得する充電率取得ステップと、
前記電流積算値算出ステップで取得した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得する充放電電流積算値取得ステップと、
前記充放電電流積算値取得ステップで得られた充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて、第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出する第1の充電率変化量算出ステップと、
前記充電率取得ステップで得られた少なくとも1つの基準点の充電率と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出する第2の充電率変化量算出ステップと、
前記第1の充電率変化量算出ステップと前記第2の充電率変化量算出ステップにより得られた前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数算出ステップで算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定ステップと、
前記判定ステップで、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の一方が1より小さく、他方が1より大きいと判定された場合、
過去の容量補正値K(n-1)に基づいて容量補正値K(n)を設定する補正係数設定ステップと、
前記補正係数設定ステップで設定された容量補正値K(n)に基づいて二次電池10の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量値補正ステップと、
前記ΔSOC1(+)、SOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定するSOC補正値設定ステップと、
前記容量値補正ステップで算出された総容量Ah(n)と前記SOC補正値設定ステップで設定されたSOC補正値K(soc)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出ステップと、を有することを特徴とする電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(25)第1の充電率変化量算出ステップが、二次電池10の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池10の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
第2の充電率変化量算出ステップが、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出ステップが、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする上記(24)記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’)
(26)開回路電圧取得ステップが、複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、充電率取得ステップはそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得し、
充電率変化量算出ステップは、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出ステップは、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする上記(25)記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(27)補正係数設定ステップが、1よりも小さい補正下限値K(min)よりも補正値K’(n)が小さい場合には、補正下限値K(min)を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする上記(21)乃至上記(23)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(28)補正係数設定ステップが、1よりも小さい軽減係数Aと1つ前の容量補正値K(n-1)とから下記(4’)式に基づいて容量補正値K(n)を算出することを特徴とする上記(21)乃至上記(23)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
K(n)=(1-A×(1-K’(n)))×K(n-1)・・・(4’)
(29)SOC補正値設定ステップが、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定することを特徴とする上記(24)乃至上記(26)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(30)SOC補正値設定ステップが、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値の平均値をSOC補正値K(soc)とすることを特徴とする上記(29)に記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(31)開回路電圧取得ステップが、基準点の開回路電圧OCV(0)、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)のうち少なくとも1つに、システム起動時の二次電池10の開回路電圧を用いることを特徴とする上記(21)乃至上記(30)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(32)判定ステップで、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1よりも大きいと判定された場合、補正係数設定ステップが下記(4’’)式に基づいて、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)との平均値に1つ前の容量補正値K(n-1)を乗じた値を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする上記(21)乃至上記(31)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
K(n)=((K(+)+K(-))/2)×K(n-1)・・・(4’’)
(33)容量値補正ステップが、下記(5)式に基づいて総容量Ah(n-1)を補正し総容量Ah(n)を算出することを特徴とする上記(21)乃至上記(32)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
Ah(n)=Ah(n-1)×K(n)・・・(5)
(34)開回路電圧取得ステップが、取得した充電点もしくは放電点が基準点の上下に設定された所定の閾値の範囲を超えた場合に、この点を充電点もしくは放電点として設定することを特徴とする上記(21)乃至上記(33)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(35)開回路電圧取得ステップが、電流取得部30からの電流値が予め設定された所定の時間、ゼロ近傍の予め設定された所定の電流ゼロ状態を継続した場合に、開回路電圧を取得する緩和状態待機ステップをさらに有することを特徴とする上記(21)乃至上記(34)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(36)補正後の総容量Ah(n)を適用した後、再度、容量補正値K(n+1)を算出することを特徴とする上記(21)乃至上記(35)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(37)1回のシステムの稼働期間における容量補正値K(n)の算出動作の回数に上限を設けることを特徴とする上記(36)記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(38)システムオフ時点で適用中の容量補正値K(n-1)を少なくとも記録する記録ステップと、
システムの起動時に実行される初期補正値算出ステップと、をさらに有し、
前記初期補正値算出ステップは、前記記録ステップで記録された前記容量補正値K(n-1)を読み出して、前記容量補正値K(n-1)を容量補正値K(n)とし、下記(5’)式に基づいて初回の総容量Ah(n)を算出することを特徴とする上記(21)乃至上記(37)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
Ah(n)=Ah(0)×K(n)・・・(5’)
(39)システムオフ時点に適用されていた容量補正値K(n-1)とそのときの基準点の充電率SOC(0)’と前回のシステム起動からシステムオフ時点までの全ての期間の電流積算値ΔAh(total)とを少なくとも記録する記録ステップをさらに有し、
システムの起動時には、起動時の開回路電圧OCV(0)から充電率SOC(0)を取得するとともに、前記記録ステップで記録された基準点の充電率SOC(0)’と前記電流積算値ΔAh(total)とを読み出して、
前記電流積算値ΔAh(total)がシステムオフ時点の基準点に対して充電側に位置するか放電側に位置するかを判別した上で前記電流積算値ΔAh(total)に基づいてΔSOC1(+)もしくはΔSOC1(-)を算出し、
前記充電率SOC(0)’と充電率SOC(0)とに基づいてΔSOC2(+)もしくはΔSOC2(-)を算出し、充電側補正値K(+)もしくは放電側補正値K(-)のいずれか一方を算出することを特徴とする上記(21)乃至上記(37)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
(40)二次電池10の内部抵抗と電池容量の関係を記録したデータマッピングを備えるとともに、
電圧取得ステップで取得した電圧値と電流取得ステップで取得した電流値とから二次電池10の推定内部抵抗値を算出する内部抵抗算出ステップと、
前記内部抵抗算出ステップで算出した推定内部抵抗値と対応する電池容量を前記データマッピングから取得する電池容量取得ステップと、
前記電池容量取得ステップが取得した電池容量が容量低下を示すか否かを判定する容量低下判定ステップと、をさらに有し、
前記容量低下判定ステップにて前記電池容量取得ステップで取得した電池容量が容量低下を示し、且つ判定ステップにて充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満と判定した場合に総容量Ah(n)を算出することを特徴とする上記(21)乃至上記(39)のいずれかに記載の電池状態推定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
SOC’=ΔAh/Ah(n)+SOC(0)・・・(A’’)
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’)
K(n)=K’(n)×K(n-1)・・・(4)
また、1つ前の容量補正値K(n-1)が存在せず、(1)式、(1’)式においてAh(n-1)の代わりに基準総容量Ah(0)が用いられてΔSOC1(+)とΔSOC1(-)が算出されている場合には、この補正値K’(n)をそのまま容量補正値K(n)として設定しても良い。
K(n)=(1-A×(1-K’(n)))×K(n-1)・・・(4’)
これらの補正下限値K(min)を設定した構成、軽減係数Aを設定した構成でも、異常に小さな補正値K’(n)が算出されたときの影響を軽減することができる。そして、補正係数設定部57はこの算出もしくは設定した容量補正値K(n)を容量補正部58に出力する。以上が充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方がともに1未満の場合の補正係数設定ステップ(ステップS310A)に相当する。
K(n)=((K(+)+K(-))/2)×K(n-1)・・・(4’’)
ただし、(4’’)式によって算出されたK(n)が1を超える場合、補正係数設定部57はK(n)を「1」としても良い。
A’(+)=電流積算値ΔAh(+)/(区間電流積算絶対値(+))・・・(B)
A’(-)=電流積算値ΔAh(-)/(区間電流積算絶対値(-))・・・(B’)
ここで、区間電流積算絶対値(+)とは充電点の電流積算値ΔAh(+)を測定する際の測定開始点から測定完了点までのすべての充電区間と放電区間の各電流積算値の絶対値の合計である。また、区間電流積算絶対値(-)とは放電点の電流積算値ΔAh(-)を測定する際の測定開始点から測定完了点までのすべての充電区間と放電区間の各電流積算値の絶対値の合計である。
Ah(n)=Ah(0)×K(n)・・・(5)
そして、この補正後の総容量Ah(n)を推定充電率算出部60に出力する。
SOC’=ΔAh/Ah(n)+SOC(0)+K(soc)・・・(6)
尚、SOC補正値K(soc)が存在しない場合にはK(soc)=0となる。また、新たなSOC補正値K(soc)が算出されなかった場合、SOC補正値K(soc)は過去の値が維持される。尚、記録部55にSOC補正値K(soc)を記録させておき、システムの再起動時にはこの過去のSOC補正値K(soc)を読み出して使用しても良い。この構成によれば、起動時に二次電池10に電流が流れ開回路電圧OCV(0)が取得できず、システムオフ時点の推定充電率SOC’を基準点の充電率SOC(0)とする場合に、SOC補正値K(soc)を読み出して適用できるため、起動時の推定充電率SOC’をより正確に算出することができる。
Ah(n)=Ah(0)×K(n)・・・(5’)
また、推定充電率算出部60は、この補正後総容量Ah(n)と、上記のステップS114、ステップS116で取得された起動時の充電率SOC(0)とそのときの電流積算値ΔAh(0)(=ΔAh)とに基づいて上記(6)式により推定充電率SOC’を算出する。以上が初期補正値算出ステップS120に相当する。
ΔSOC1’=ΔAh’/(Ah(0)×K(n-1))・・・(7)
ΔSOC2’=|SOC(0)-SOC(0)’|・・・(8)
そして、下記(9)式に基づいて、容量補正値K(n)を算出する。
K(n)=ΔSOC1’/ΔSOC2’・・・(9)
そして、補正係数設定部57はこの容量補正値K(n)を容量補正部58に出力する。また、容量補正部58はこの容量補正値K(n)に基づいて上記(5’)式により、初回の補正後総容量Ah(n)を算出し、推定充電率算出部60に出力する。そして、推定充電率算出部60はこの補正後総容量Ah(n)を用いて上記(6)式により推定充電率SOC’を算出する。
30 電流取得部
32 電流積算値算出部
34 電圧取得部
42 OCV-SOC取得部
46 緩和状態判定部
52 ΔSOC算出部
54 補正係数算出部
55 記録部
56 判定部
57 補正係数設定部
58 容量補正部
59 SOC補正部
60 推定充電率算出部
80 電池状態推定装置
Claims (40)
- システムに電力供給を行う充電可能な二次電池の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定装置であって、
前記二次電池の電流値を取得する電流取得部と、
前記電流取得部が取得した電流値に基づいて前記二次電池の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出部と、
前記二次電池の電圧値を取得する電圧取得部と、
前記電圧取得部が取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得し、さらに少なくとも1つの前記基準点の開回路電圧、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)と対応した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するOCV-SOC取得部と、
前記電流積算値算出部から入力した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得するとともに、取得した充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、取得した放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、また、前記OCV-SOC取得部から取得した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)に基づいて、第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出するΔSOC算出部と、
前記ΔSOC算出部が算出した前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数算出部が算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定部と、
前記判定部で、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満もしくは、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1より大きいと判定された場合、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)とに基いて補正値K’(n)を算出するとともに、前記補正値K’(n)に基づいて容量補正値K(n)を設定する補正係数設定部と、
前記補正係数設定部が設定した容量補正値K(n)に基づいて二次電池の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量補正部と、
前記容量補正部が算出した総容量Ah(n)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出部と、を有することを特徴とする電池状態推定装置。 - ΔSOC算出部が、二次電池の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
また、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出部が、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする請求項1記載の電池状態推定装置。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’) - 複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、
OCV-SOC取得部はそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するとともに、
ΔSOC算出部は、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出部は、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする請求項2記載の電池状態推定装置。 - システムに電力供給を行う充電可能な二次電池の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定装置であって、
前記二次電池の電流値を取得する電流取得部と、
前記電流取得部が取得した電流値に基づいて前記二次電池の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出部と、
前記二次電池の電圧値を取得する電圧取得部と、
前記電圧取得部が取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得し、さらに少なくとも1つの前記基準点の開回路電圧、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)と対応した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するOCV-SOC取得部と、
前記電流積算値算出部から入力した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得するとともに、取得した充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、取得した放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、また、前記OCV-SOC取得部から取得した少なくとも1つの基準点の充電率、充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)に基づいて、第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出するΔSOC算出部と、
前記ΔSOC算出部が算出した前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数算出部が算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定部と、
前記判定部で、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の一方が1より小さく、他方が1より大きいと判定された場合、過去の容量補正値K(n-1)を容量補正値K(n)に設定する補正係数設定部と、
前記補正係数設定部が設定した容量補正値K(n)に基づいて二次電池の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量補正部と、
前記ΔSOC1(+)、SOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定するSOC補正部と、
前記総容量Ah(n)と前記SOC補正値K(soc)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出部と、を有することを特徴とする電池状態推定装置。 - ΔSOC算出部が、二次電池の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
また、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出部が、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする請求項4記載の電池状態推定装置。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’) - 複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、
OCV-SOC取得部はそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得するとともに、
ΔSOC算出部は、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出部は、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする請求項5記載の電池状態推定装置。 - 補正係数設定部が、1よりも小さい補正下限値K(min)を有し、補正値K’(n)が補正下限値K(min)よりも小さい場合には、補正下限値K(min)を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電池状態推定装置。
- 補正係数設定部が軽減係数Aを有し、前記軽減係数Aと1つ前の容量補正値K(n-1)とから下記(4’)式に基づいて容量補正値K(n)を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電池状態推定装置。
K(n)=(1-A×(1-K’(n)))×K(n-1)・・・(4’) - SOC補正部が、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定することを特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか記載の電池状態推定装置。
- SOC補正部が、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値の平均値をSOC補正値K(soc)とすることを特徴とする請求項9記載の電池状態推定装置。
- 基準点の開回路電圧OCV(0)、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)のうち少なくとも1つに、システム起動時の二次電池の開回路電圧を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の電池状態推定装置。
- 判定部が充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1よりも大きいと判定した場合、補正係数設定部が下記(4’’)式に基づいて、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)との平均値に1つ前の容量補正値K(n-1)を乗じた値を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の電池状態推定装置。
K(n)=((K(+)+K(-))/2)×K(n-1)・・・(4’’) - 容量補正部が、下記(5)式に基づいて総容量Ah(n-1)を補正し総容量Ah(n)を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の電池状態推定装置。
Ah(n)=Ah(n-1)×K(n)・・・(5) - OCV-SOC取得部が取得した充電点もしくは放電点が、基準点の上下に設定された所定の閾値の範囲を超えた場合に、この点を充電点もしくは放電点として設定することを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれかに記載の電池状態推定装置。
- 電流取得部からの電流値が予め設定された所定の時間、ゼロ近傍の予め設定された所定の電流ゼロ状態を継続した場合に、OCV-SOC取得部に対し開回路電圧の取得を許可する緩和状態判定部をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の電池状態推定装置。
- 補正後の総容量Ah(n)を適用した後、再度、容量補正値K(n+1)を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれかに記載の電池状態推定装置。
- 1回のシステムの稼働期間における容量補正値K(n)の算出動作の回数に上限を設けることを特徴とする請求項16記載の電池状態推定装置。
- システムオフ時点に適用されていた容量補正値K(n-1)を少なくとも記録する記録部をさらに有し、
システムの起動時には、前記記録部に記録されている前記容量補正値K(n-1)を読み出して、前記容量補正値K(n-1)を容量補正値K(n)とし、下記(5’)式に基づいて初回の総容量Ah(n)を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれかに記載の電池状態推定装置。
Ah(n)=Ah(0)×K(n)・・・(5’) - システムオフ時点に適用されていた容量補正値K(n-1)とそのときの基準点の充電率SOC(0)’と前回のシステム起動からシステムオフ時点までの全ての期間の電流積算値ΔAh(total)とを少なくとも記録する記録部をさらに有し、
システムの起動時には、起動時の開回路電圧OCV(0)から充電率SOC(0)を取得するとともに、前記記録部に記録されている基準点の充電率SOC(0)’と前記電流積算値ΔAh(total)とを読み出して、
前記電流積算値ΔAh(total)がシステムオフ時点の基準点に対して充電側に位置するか放電側に位置するかを判別した上で前記電流積算値ΔAh(total)に基づいてΔSOC1(+)もしくはΔSOC1(-)を算出し、
前記充電率SOC(0)’と充電率SOC(0)とに基づいてΔSOC2(+)もしくはΔSOC2(-)を算出し、充電側補正値K(+)もしくは放電側補正値K(-)のいずれか一方を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれかに記載の電池状態推定装置。 - 二次電池の内部抵抗と電池容量の関係を記録したデータマッピングをさらに有し、
電圧取得部の取得した電圧値と電流取得部が取得した電流値とから二次電池の推定内部抵抗値を算出し、前記推定内部抵抗値と対応する電池容量を前記データマッピングから取得して、前記電池容量が容量低下を示し且つ、判定部が充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満と判定した場合に総容量Ah(n)を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項19のいずれかに記載の電池状態推定装置。 - システムに電力供給を行う充電可能な二次電池の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定方法であって、
前記二次電池の電流値を取得する電流取得ステップと、
前記電流取得ステップで取得した電流値に基づいて前記二次電池の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出ステップと、
前記二次電池の電圧値を取得する電圧取得ステップと、
前記電圧取得ステップで取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得する開回路電圧取得ステップと、
前記開回路電圧取得ステップで取得した少なくとも1つの基準点の開回路電圧と、充電点の開回路電圧OCV(+)と、放電点の開回路電圧OCV(-)とにそれぞれ対応した少なくとも1つの基準点の充電率と、充電点の充電率SOC(+)と、放電点の充電率SOC(-)とを取得する充電率取得ステップと、
前記電流積算値算出ステップで取得した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得する充放電電流積算値取得ステップと、
前記充放電電流積算値取得ステップで得られた充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて、第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出する第1の充電率変化量算出ステップと、
前記充電率取得ステップで得られた少なくとも1つの基準点の充電率と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出する第2の充電率変化量算出ステップと、
前記第1の充電率変化量算出ステップと前記第2の充電率変化量算出ステップにより得られた前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数算出ステップで算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定ステップと、
前記判定ステップで充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満もしくは、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1より大きいと判定された場合、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)とに基いて補正値K’(n)を算出するとともに、前記補正値K’(n)に基づいて容量補正値K(n)を設定する補正係数設定ステップと、
前記補正係数設定ステップで設定された容量補正値K(n)に基づいて二次電池の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量値補正ステップと、
前記容量値補正ステップで算出された総容量Ah(n)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出ステップと、を有することを特徴とする電池状態推定方法。 - 第1の充電率変化量算出ステップが、二次電池の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
第2の充電率変化量算出ステップが、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出ステップが、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする請求項21記載の電池状態推定方法。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’) - 開回路電圧取得ステップが、複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、
充電率取得ステップはそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得し、
充電率変化量算出ステップは、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出ステップは、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする請求項22に記載の電池状態推定方法。 - システムに電力供給を行う充電可能な二次電池の推定充電率SOC’を算出する電池状態推定方法であって、
前記二次電池の電流値を取得する電流取得ステップと、
前記電流取得ステップで取得した電流値に基づいて前記二次電池の電流積算値ΔAhを算出する電流積算値算出ステップと、
前記二次電池の電圧値を取得する電圧取得ステップと、
前記電圧取得ステップで取得した電圧値に基づいて少なくとも1つ以上の基準点の開回路電圧と、少なくとも1つの前記基準点よりも充電方向に位置する充電点の開回路電圧OCV(+)と、少なくとも1つの前記基準点よりも放電方向に位置する放電点の開回路電圧OCV(-)とを取得する開回路電圧取得ステップと、
前記開回路電圧取得ステップで取得した少なくとも1つの基準点の開回路電圧と、充電点の開回路電圧OCV(+)と、放電点の開回路電圧OCV(-)とにそれぞれ対応した少なくとも1つの基準点の充電率と、充電点の充電率SOC(+)と、放電点の充電率SOC(-)とを取得する充電率取得ステップと、
前記電流積算値算出ステップで取得した電流積算値ΔAhに基づいて、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした充電点の電流積算値ΔAh(+)と、少なくとも1つの前記基準点の電流積算値を基準とした放電点の電流積算値ΔAh(-)とをそれぞれ取得する充放電電流積算値取得ステップと、
前記充放電電流積算値取得ステップで得られた充電点の電流積算値ΔAh(+)に基づいて第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、放電点の電流積算値ΔAh(-)に基づいて、第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出する第1の充電率変化量算出ステップと、
前記充電率取得ステップで得られた少なくとも1つの基準点の充電率と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出する第2の充電率変化量算出ステップと、
前記第1の充電率変化量算出ステップと前記第2の充電率変化量算出ステップにより得られた前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)との比率に基づいて充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)との比率に基づいて放電側補正値K(-)を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数算出ステップで算出した充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)とがそれぞれ1より大きいか小さいかを判定し、その判定結果に応じて推定充電率SOC’の算出方法を選択する判定ステップと、
前記判定ステップで、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の一方が1より小さく、他方が1より大きいと判定された場合、
過去の容量補正値K(n-1)に基づいて容量補正値K(n)を設定する補正係数設定ステップと、
前記補正係数設定ステップで設定された容量補正値K(n)に基づいて二次電池の総容量Ah(n-1)を補正して総容量Ah(n)を算出する容量値補正ステップと、
前記ΔSOC1(+)、SOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定するSOC補正値設定ステップと、
前記容量値補正ステップで算出された総容量Ah(n)と前記SOC補正値設定ステップで設定されたSOC補正値K(soc)に基づいて前記推定充電率SOC’を算出する推定充電率算出ステップと、を有することを特徴とする電池状態推定方法。 - 第1の充電率変化量算出ステップが、二次電池の総容量Ah(n-1)と充電点の電流積算値ΔAh(+)とに基づいて下記(1)式により第1の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(+)を算出し、前記二次電池の総容量Ah(n-1)と放電点の電流積算値ΔAh(-)とに基づいて下記(1’)式により第1の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC1(-)を算出し、
ΔSOC1(+)=ΔAh(+)/Ah(n-1)・・・(1)
ΔSOC1(-)=ΔAh(-)/Ah(n-1)・・・(1’)
第2の充電率変化量算出ステップが、少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と充電点の充電率SOC(+)とに基づいて下記(2’’)式により第2の充電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(+)を算出し、
少なくとも1つの基準点の充電率SOC(0)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、もしくは、前記充電率SOC(0)とは異なる別の基準点の充電率SOC(0’)と放電点の充電率SOC(-)とに基づいて下記(2’’’)式により第2の放電側の充電率の変化量としてのΔSOC2(-)を算出し、
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0)|・・・(2)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0)|・・・(2’)
ΔSOC2(+)=|SOC(+)-SOC(0’)|・・・(2’’)
ΔSOC2(-)=|SOC(-)-SOC(0’)|・・・(2’’’)
補正係数算出ステップが、前記ΔSOC1(+)とΔSOC2(+)とに基づいて下記(3)式により充電側補正値K(+)を算出し、前記ΔSOC1(-)とΔSOC2(-)とに基づいて下記(3’)式により放電側補正値K(-)を算出することを特徴とする請求項24記載の電池状態推定方法。
K(+)=ΔSOC1(+)/ΔSOC2(+)・・・(3)
K(-)=ΔSOC1(-)/ΔSOC2(-)・・・(3’) - 開回路電圧取得ステップが、複数の充電点もしくは複数の放電点を取得した場合に、
充電率取得ステップはそれぞれの充電点の充電率SOC(+)、放電点の充電率SOC(-)を取得し、
充電率変化量算出ステップは、それぞれの充電点もしくは放電点に対して個別にΔSOC1(+)、ΔSOC1(-)、ΔSOC2(+)、ΔSOC2(-)を算出し、
補正係数算出ステップは、前記(3)式、(3’)式に基づいて、それぞれの充電点もしくは放電点の暫定充電側補正値、暫定放電側補正値を個別に算出した上で、これら暫定充電側補正値、暫定放電側補正値の充電点もしくは放電点ごとの平均値を充電側補正値K(+)、放電側補正値K(-)とすることを特徴とする請求項25記載の電池状態推定方法。 - 補正係数設定ステップが、1よりも小さい補正下限値K(min)よりも補正値K’(n)が小さい場合には、補正下限値K(min)を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする請求項21乃至請求項23のいずれかに記載の電池状態推定方法。
- 補正係数設定ステップが、1よりも小さい軽減係数Aと1つ前の容量補正値K(n-1)とから下記(4’)式に基づいて容量補正値K(n)を算出することを特徴とする請求項21乃至請求項23のいずれかに記載の電池状態推定方法。
K(n)=(1-A×(1-K’(n)))×K(n-1)・・・(4’) - SOC補正値設定ステップが、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値に基づいてSOC補正値K(soc)を設定することを特徴とする請求項24乃至請求項26のいずれかに記載の電池状態推定方法。
- SOC補正値設定ステップが、|ΔSOC2(+)-ΔSOC1(+)|の値及び|ΔSOC2(-)-ΔSOC1(-)|の値の平均値をSOC補正値K(soc)とすることを特徴とする請求項29に記載の電池状態推定方法。
- 開回路電圧取得ステップが、基準点の開回路電圧OCV(0)、充電点の開回路電圧OCV(+)、放電点の開回路電圧OCV(-)のうち少なくとも1つに、システム起動時の二次電池の開回路電圧を用いることを特徴とする請求項21乃至請求項30のいずれかに記載の電池状態推定方法。
- 判定ステップで、充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1よりも大きいと判定された場合、補正係数設定ステップが下記(4’’)式に基づいて、前記充電側補正値K(+)と前記放電側補正値K(-)との平均値に1つ前の容量補正値K(n-1)を乗じた値を容量補正値K(n)として設定することを特徴とする請求項21乃至請求項31のいずれかに記載の電池状態推定方法。
K(n)=((K(+)+K(-))/2)×K(n-1)・・・(4’’) - 容量値補正ステップが、下記(5)式に基づいて総容量Ah(n-1)を補正し総容量Ah(n)を算出することを特徴とする請求項21乃至請求項32のいずれかに記載の電池状態推定方法。
Ah(n)=Ah(n-1)×K(n)・・・(5) - 開回路電圧取得ステップが、取得した充電点もしくは放電点が基準点の上下に設定された所定の閾値の範囲を超えた場合に、この点を充電点もしくは放電点として設定することを特徴とする請求項21乃至請求項33のいずれかに記載の電池状態推定方法。
- 開回路電圧取得ステップが、電流取得部からの電流値が予め設定された所定の時間、ゼロ近傍の予め設定された所定の電流ゼロ状態を継続した場合に、開回路電圧を取得する緩和状態待機ステップをさらに有することを特徴とする請求項21乃至請求項34のいずれかに記載の電池状態推定方法。
- 補正後の総容量Ah(n)を適用した後、再度、容量補正値K(n+1)を算出することを特徴とする請求項21乃至請求項35のいずれかに記載の電池状態推定方法。
- 1回のシステムの稼働期間における容量補正値K(n)の算出動作の回数に上限を設けることを特徴とする請求項36記載の電池状態推定方法。
- システムオフ時点で適用中の容量補正値K(n-1)を少なくとも記録する記録ステップと、
システムの起動時に実行される初期補正値算出ステップと、をさらに有し、
前記初期補正値算出ステップは、前記記録ステップで記録された前記容量補正値K(n-1)を読み出して、前記容量補正値K(n-1)を容量補正値K(n)とし、下記(5’)式に基づいて初回の総容量Ah(n)を算出することを特徴とする請求項21乃至請求項37のいずれかに記載の電池状態推定方法。
Ah(n)=Ah(0)×K(n)・・・(5’) - システムオフ時点に適用されていた容量補正値K(n-1)とそのときの基準点の充電率SOC(0)’と前回のシステム起動からシステムオフ時点までの全ての期間の電流積算値ΔAh(total)とを少なくとも記録する記録ステップをさらに有し、
システムの起動時には、起動時の開回路電圧OCV(0)から充電率SOC(0)を取得するとともに、前記記録ステップで記録された基準点の充電率SOC(0)’と前記電流積算値ΔAh(total)とを読み出して、
前記電流積算値ΔAh(total)がシステムオフ時点の基準点に対して充電側に位置するか放電側に位置するかを判別した上で前記電流積算値ΔAh(total)に基づいてΔSOC1(+)もしくはΔSOC1(-)を算出し、
前記充電率SOC(0)’と充電率SOC(0)とに基づいてΔSOC2(+)もしくはΔSOC2(-)を算出し、充電側補正値K(+)もしくは放電側補正値K(-)のいずれか一方を算出することを特徴とする請求項21乃至請求項37のいずれかに記載の電池状態推定方法。 - 二次電池の内部抵抗と電池容量の関係を記録したデータマッピングを備えるとともに、
電圧取得ステップで取得した電圧値と電流取得ステップで取得した電流値とから二次電池の推定内部抵抗値を算出する内部抵抗算出ステップと、
前記内部抵抗算出ステップで算出した推定内部抵抗値と対応する電池容量を前記データマッピングから取得する電池容量取得ステップと、
前記電池容量取得ステップが取得した電池容量が容量低下を示すか否かを判定する容量低下判定ステップと、をさらに有し、
前記容量低下判定ステップにて前記電池容量取得ステップで取得した電池容量が容量低下を示し、且つ判定ステップにて充電側補正値K(+)と放電側補正値K(-)の双方が1未満と判定した場合に総容量Ah(n)を算出することを特徴とする請求項21乃至請求項39のいずれかに記載の電池状態推定方法。
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