JP6428402B2 - Battery energy prediction device - Google Patents
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Description
本発明は、2次電池の電池モデルに基づいて、前記2次電池の残存エネルギを予測する電池エネルギ予測装置に関する。 The present invention relates to a battery energy prediction apparatus that predicts the remaining energy of a secondary battery based on a battery model of a secondary battery.
従来、下記特許文献1に見られるように、車載主機であるモータジェネレータ単独で車両を走行させるEV走行モードが、どの程度継続可能であるかを把握するための技術が知られている。この技術では、まず、2次電池の充電率(SOC)を0〜100%までの様々な値に仮設定した場合のそれぞれについて、現在から規定時間に渡って要求出力を2次電池から出力し続けたと仮定したときにおける2次電池の端子間電圧が充電率と関係付けられて算出される。ここで、端子間電圧の算出には、内部抵抗を直流抵抗でモデル化した電池モデルが用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as can be seen in
そして、充電率と関係付けられて算出された2次電池の端子間電圧のうち、2次電池の端子間電圧の許容下限値に対応する充電率が下限充電率として算出される。そして、2次電池の現在の充電率が、下限充電率よりも高い閾値充電率に低下するまでに利用可能な2次電池のエネルギが、エネルギ余裕量として予測される。このエネルギ余裕量によれば、EV走行モードがどの程度継続可能であるかを把握できる。 And among the voltages between the terminals of the secondary battery calculated in association with the charging rate, the charging rate corresponding to the allowable lower limit value of the voltage between the terminals of the secondary battery is calculated as the lower limit charging rate. Then, the energy of the secondary battery that can be used until the current charging rate of the secondary battery decreases to a threshold charging rate that is higher than the lower limit charging rate is predicted as the energy margin. According to this energy margin, it is possible to grasp how long the EV travel mode can be continued.
ここで、上記特許文献1に記載された電池モデルは、2次電池の電流−電圧の非線形領域の特性を表現できる構成にはなっていない。詳しくは、2次電池の電流−電圧の非線形特性は、2次電池が低温になるほど支配的になり、特に0℃以下の領域では、非線形特性が無視できない。したがって、上記特許文献1に記載された技術では、2次電池の低温時におけるエネルギ余裕量の予測精度が低下し、EV走行モードがどの程度継続可能かの把握精度が低下し得る。
Here, the battery model described in
本発明は、2次電池の低温時においても、2次電池の残存エネルギの予測精度を向上させることができる電池エネルギ予測装置を提供することを主たる目的とする。 The main object of the present invention is to provide a battery energy prediction device capable of improving the accuracy of predicting the residual energy of a secondary battery even when the secondary battery is at a low temperature.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
本発明は、2次電池(20a)の電池モデルに基づいて、前記2次電池の残存エネルギを予測する電池エネルギ予測装置において、前記電池モデルは、前記2次電池の直流抵抗(Rs)を表す直流抵抗モデルと、前記2次電池の反応抵抗を表すモデルであって、バトラーボルマー式から導かれ、交換電流密度と相関のある反応抵抗パラメータ(β)を含む反応抵抗モデルと、抵抗とキャパシタとの並列接続体を含むRC等価回路モデルであって、前記2次電池の拡散抵抗を表す拡散抵抗モデルとを含み、前記電池モデルに基づいて、現在から規定時間経過するまでの期間に渡って前記2次電池から要求電力を出力し続けたと仮定した場合の前記2次電池の端子間電圧である予測電圧を算出する電圧予測手段と、前記2次電池の充電率及び前記2次電池の温度のそれぞれが低くなるほど前記予測電圧が低くなるように、前記充電率、前記2次電池の温度及び前記予測電圧が予め関係付けられた関係情報を記憶する記憶手段(31)と、前記2次電池の現在の充電率及び前記2次電池の現在の温度のそれぞれを入力として前記関係情報から導かれた前記予測電圧と、前記電圧予測手段によって算出された前記予測電圧とのずれを一致させるように前記関係情報を補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された前記関係情報において前記予測電圧が前記2次電池の端子間電圧の許容下限値となる場合の前記充電率を下限充電率と定義し、補正された前記関係情報に基づいて、前記2次電池の現在の充電率が前記下限充電率に低下するまでに利用可能な前記2次電池のエネルギを前記残存エネルギとして予測するエネルギ予測手段とを備えることを特徴とする。 The present invention relates to a battery energy predicting apparatus that predicts the remaining energy of the secondary battery based on the battery model of the secondary battery (20a), wherein the battery model represents a DC resistance (Rs) of the secondary battery. A DC resistance model, a model representing the reaction resistance of the secondary battery, a reaction resistance model including a reaction resistance parameter (β) derived from a Butler-Volmer equation and correlated with an exchange current density, a resistance and a capacitor RC equivalent circuit model including a parallel connection body, and a diffusion resistance model representing a diffusion resistance of the secondary battery, and based on the battery model, over a period until a specified time elapses from now Voltage prediction means for calculating a predicted voltage that is a voltage across the terminals of the secondary battery when it is assumed that the required power continues to be output from the secondary battery, a charging rate of the secondary battery, and the Storage means (31) for storing relationship information in which the charging rate, the temperature of the secondary battery, and the predicted voltage are related in advance so that the predicted voltage becomes lower as the temperature of each secondary battery becomes lower; The difference between the predicted voltage derived from the relationship information using each of the current charging rate of the secondary battery and the current temperature of the secondary battery as input, and the predicted voltage calculated by the voltage predicting unit. A correction unit that corrects the relationship information so as to match, and the charge rate when the predicted voltage is an allowable lower limit value of the inter-terminal voltage of the secondary battery in the relationship information corrected by the correction unit; Based on the corrected relationship information, the charging rate is defined as the energy of the secondary battery that can be used before the current charging rate of the secondary battery decreases to the lower limit charging rate. And an energy predicting means for predicting the remaining energy.
上記発明において、現在から規定時間経過するまでの期間に渡って2次電池から要求電力を出力し続けたと仮定した場合の2次電池の端子間電圧を予測電圧と定義する。上記発明では、2次電池の充電率及び2次電池の温度のそれぞれが低くなるほど予測電圧が低くなるように、充電率、2次電池の温度及び予測電圧が予め関係付けられた関係情報が記憶手段に記憶されている。そして、関係情報において予測電圧が2次電池の端子間電圧の許容下限値となる場合の充電率を下限充電率と定義し、関係情報に基づいて、2次電池の現在の充電率が下限充電率に低下するまでに利用可能な2次電池のエネルギを残存エネルギとして予測する。 In the above invention, the voltage between the terminals of the secondary battery is defined as the predicted voltage when it is assumed that the required power is continuously output from the secondary battery over the period from the present until the specified time elapses. In the above invention, the relationship information in which the charging rate, the temperature of the secondary battery, and the predicted voltage are related in advance is stored so that the predicted voltage decreases as the charging rate of the secondary battery and the temperature of the secondary battery decrease. Stored in the means. Then, the charging rate when the predicted voltage is the allowable lower limit value of the inter-terminal voltage of the secondary battery in the relationship information is defined as the lower limit charging rate, and the current charging rate of the secondary battery is the lower limit charging based on the relationship information. The energy of the secondary battery that can be used until the rate drops is predicted as the remaining energy.
ここで、2次電池の劣化の進行や2次電池の個体差等に起因して、記憶手段に記憶されている関係情報が、2次電池の実際の特性を表した関係情報からずれ得る。この場合、関係情報に基づく2次電池の残存エネルギの予測精度が低下する懸念がある。 Here, the relationship information stored in the storage means may deviate from the relationship information representing the actual characteristics of the secondary battery due to the progress of deterioration of the secondary battery, individual differences of the secondary battery, and the like. In this case, there is a concern that the prediction accuracy of the remaining energy of the secondary battery based on the relationship information may be reduced.
そこで上記発明では、まず、電圧予測手段によって予測電圧を算出する。ここで予測電圧の算出には、直流抵抗モデル及び拡散抵抗モデルに加え、反応抵抗モデルを含む電池モデルが用いられる。反応抵抗モデルは、バトラーボルマー式の交換電流密度と相関のあるパラメータであって、2次電池の温度と相関を持たせた反応抵抗パラメータを含む。この反応抵抗モデルを電池モデルに含むことにより、例えば上記特許文献1に記載された電池モデルでは表現できなかった低温時における電流−電圧の非線形特性を精度よく表すことができる。このため上記発明では、2次電池の低温時においても予測電圧の算出精度を向上できる。
Therefore, in the above invention, first, the predicted voltage is calculated by the voltage predicting means. Here, in order to calculate the predicted voltage, a battery model including a reaction resistance model is used in addition to the DC resistance model and the diffusion resistance model. The reaction resistance model is a parameter correlated with the Butler-Volmer exchange current density, and includes a reaction resistance parameter correlated with the temperature of the secondary battery. By including this reaction resistance model in the battery model, for example, the current-voltage non-linear characteristic at low temperatures that could not be expressed by the battery model described in
そして上記発明では、2次電池の現在の充電率及び現在の温度のそれぞれを入力として関係情報から導かれた予測電圧と、電圧予測手段によって算出された予測電圧とのずれを一致させるように関係情報を補正する。関係情報が補正されることにより、下限充電率が更新される。2次電池の低温時においても予測電圧の算出精度を向上できるため、関係情報の補正精度を向上させることができる。 And in the said invention, it is related so that the shift | offset | difference of the prediction voltage derived | led-out from the relationship information by inputting each of the present charging rate and the present temperature of a secondary battery, and the prediction voltage calculated by the voltage prediction means may correspond. Correct the information. By correcting the related information, the lower limit charging rate is updated. Since the calculation accuracy of the predicted voltage can be improved even when the secondary battery is at a low temperature, the correction accuracy of the related information can be improved.
そして、補正された関係情報に基づいて、2次電池の現在の充電率が、更新された下限充電率に低下するまでに利用可能な2次電池のエネルギを残存エネルギとして予測する。これにより、2次電池の低温時においても、2次電池の残存エネルギの予測精度を向上させることができる。 Then, based on the corrected relationship information, the secondary battery energy that can be used until the current charging rate of the secondary battery decreases to the updated lower limit charging rate is predicted as the remaining energy. Thereby, the prediction accuracy of the residual energy of the secondary battery can be improved even at the low temperature of the secondary battery.
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、例えば、車載主機としての回転電機(モータジェネレータ)及びエンジンを備える車両(例えば、ハイブリッド車)や、車載主機としてモータジェネレータのみを備える車両(例えば、電気自動車)に適用される。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is applied to, for example, a rotating electric machine (motor generator) as an in-vehicle main machine and a vehicle (for example, a hybrid car) including an engine, and a vehicle (for example, an electric car) including only a motor generator as the in-vehicle main machine.
図1に示すように、電池パック10は、組電池20と、電池ECU30とを備えている。組電池20は、複数の電池セル20aの直列接続体から構成され、図示しないモータジェネレータ等と電力の授受を行う。電池セル20aは、2次電池であり、本実施形態では、リチウムイオン2次電池を用いている。
As shown in FIG. 1, the
電池パック10は、電圧センサ21、温度センサ22、及び電流センサ23を備えている。電圧センサ21は、各電池セル20aの端子間電圧を検出する電圧検出手段である。温度センサ22は、組電池20(各電池セル20a)の温度を検出する温度検出手段である。電流センサ23は、組電池20(各電池セル20a)に流れる充放電電流を検出する電流検出手段である。
The
電池ECU30は、CPU、記憶手段としてのメモリ31、及び図示しないI/O等を備えるコンピュータとして構成されている。CPUは、複数の電池セル20aのそれぞれに対応した単セル演算部32と、エネルギ予測部33とを含む。電池ECU30には、電圧センサ21、温度センサ22及び電流センサ23の検出値が入力される。
The
電池ECU30は、組電池20の残存エネルギを予測する処理を行う。以下、この予測処理について、単セル演算部32及びエネルギ予測部33の順に説明する。
The
<1.単セル演算部32の処理>
図2を用いて、各単セル演算部32(CPU)のそれぞれが行う処理の概要について説明する。単セル演算部32は、直流抵抗電圧算出部34、反応抵抗電圧算出部35、分極電圧算出部36、及びSOC変換部37等を備えている。
<1. Processing of Single
With reference to FIG. 2, an outline of processing performed by each single cell arithmetic unit 32 (CPU) will be described. The single
各算出部34〜36は、図3に示す電池セル20aの各パラメータを推定する。ここで、図3は、各電池セル20aの内部インピーダンス等を表現する電池モデルを示す。本実施形態において、電池モデルは、直流抵抗モデル、反応抵抗モデル、及び拡散抵抗モデルの直列接続体として表されている。図3において、「Rs」は、溶液中や電極の通電抵抗を表す直流抵抗を示し、「Vs」は直流抵抗Rsにおける電位差(以下、直流抵抗電圧)を示す。「Vbv」は、正極及び負極における電極界面反応を表す反応抵抗における電位差(以下、反応抵抗電圧)を示す。「Rw1,Rw2,Rw4,Rw4」は、活物質中や溶液中のイオン拡散を表す拡散抵抗における抵抗成分項を示し、「Cw1,Cw2,Cw3,Cw4」は、経過時間とともに抵抗が変化することを表現するための容量成分項を示し、「Vw1,Vw2,Vw3,Vw4」は、各拡散抵抗における分極電圧を示す。本実施形態において、拡散抵抗は、抵抗成分及び容量成分の並列接続体が複数個(本実施形態では4個)直列に接続された構成とする。抵抗成分と容量成分の並列接続による等価回路は、フォスター型等価回路と呼ばれる。
Each calculation part 34-36 estimates each parameter of the
なお、本実施形態において、図3に示す反応抵抗モデルは、便宜的に直流抵抗のみで表され、モデルにおける時定数が無視されている。これは、本実施形態において、単セル演算部32(CPU)の1処理周期が、反応抵抗における時定数よりも十分長く設定されているためである。 In the present embodiment, the reaction resistance model shown in FIG. 3 is represented only by DC resistance for convenience, and the time constant in the model is ignored. This is because in this embodiment, one processing cycle of the single cell calculation unit 32 (CPU) is set sufficiently longer than the time constant in the reaction resistance.
まず、図4を用いて、直流抵抗電圧算出部34について説明する。
First, the DC resistance
直流抵抗電圧算出部34において、Rs算出部34aは、温度センサ22によって検出された電池温度Tsに基づいて、直流抵抗Rsを算出する。直流抵抗Rsの算出に電池温度Tsを用いるのは、直流抵抗Rsが電池セル20aの温度に依存するためである。本実施形態では、直流抵抗Rs及び電池温度Tsが予め関係付けられたRsマップを用いて、直流抵抗Rsを算出する。本実施形態では、電池温度Tsが高いほど、直流抵抗Rsが低くなるようにRsマップが適合されている。本実施形態において、Rsマップは、メモリ31に記憶されている。
In the DC resistance
第1乗算部34bは、Rs算出部34aによって算出された直流抵抗Rsと、電流センサ23によって検出された電流(以下、検出電流Is)との乗算値として、直流抵抗電圧Vsを算出する。ちなみに本実施形態では、電池セル20aの放電電流を負の値で表す。このため本実施形態において、直流抵抗電圧Vsは、電池セル20aの放電時において負の値となる。
The first multiplication unit 34b calculates a DC resistance voltage Vs as a multiplication value of the DC resistance Rs calculated by the Rs calculation unit 34a and a current detected by the current sensor 23 (hereinafter, detected current Is). Incidentally, in this embodiment, the discharge current of the
続いて、図5を用いて、反応抵抗電圧算出部35について説明する。
Next, the reaction resistance
反応抵抗電圧算出部35において、β算出部35aは、電池温度Tsに基づいて、反応抵抗パラメータβを算出する。反応抵抗パラメータβの算出に電池温度Tsを用いるのは、反応抵抗パラメータβが電池セル20aの温度に依存するためである。本実施形態では、反応抵抗パラメータβの自然対数「lnβ」と電池温度Ts(絶対温度)とが予め関係付けられたβマップを用いて、反応抵抗パラメータβを算出する。以下、反応抵抗パラメータβについて説明する。
In the reaction resistance
電気化学におけるバトラーボルマー式は、下式(eq1)で表される。 The Butler-Volmer equation in electrochemistry is represented by the following equation (eq1).
上式(eq1)において、簡素化のために正負極を等価(すなわち、充放電効率が同一)として「a=αs=1−αs」とすると、上式(eq1)は下式(eq2)となる。 In the above equation (eq1), for the sake of simplicity, assuming that the positive and negative electrodes are equivalent (that is, the charge / discharge efficiency is the same) and “a = αs = 1−αs”, the above equation (eq1) is the following equation (eq2): Become.
ここで、交換電流密度ioが電池温度Tに依存することから、反応抵抗パラメータβも電池温度Tに依存する。このため、本実施形態では、アレニウスプロットに従って、反応抵抗パラメータβの自然対数を、電池温度Tsの逆数、又は電池温度Tsに対する1次式となる形で適合したβマップをメモリ31に記憶させている。ここで図6には、反応抵抗パラメータβの自然対数を、電池温度Tsの逆数に対する1次式となる形で適合したβマップを例示した。
Here, since the exchange current density io depends on the battery temperature T, the reaction resistance parameter β also depends on the battery temperature T. For this reason, in the present embodiment, according to the Arrhenius plot, a β map in which the natural logarithm of the reaction resistance parameter β is adapted to be the inverse of the battery temperature Ts or a linear expression with respect to the battery temperature Ts is stored in the
先の図5の説明に戻り、β算出部35aによって算出された反応抵抗パラメータβは、電位差算出部35bに入力される。電位差算出部35bは、反応抵抗パラメータβと、検出電流Isとを入力として、上式(eq8)に基づいて、反応抵抗電圧Vbvを算出する。上式(eq8)は、図7に示すように、低温になると電流に対して反応抵抗電圧Vbvが非線形になる式である。電池セルの温度が低い場合には、反応抵抗パラメータβを用いることにより、電流−電圧の非線形特性を精度よく表現した反応抵抗電圧Vbvを算出することができる。
Returning to the description of FIG. 5, the reaction resistance parameter β calculated by the
続いて、図8を用いて、分極電圧算出部36について説明する。分極電圧算出部36は、拡散抵抗に係るパラメータを算出する。以下、拡散抵抗に係るパラメータについて説明した後、分極電圧の算出手法について説明する。
Next, the polarization
電気化学における拡散方程式に基づいて、拡散抵抗に係るワールブルグインピーダンスZを導出する。ここで、インピーダンスZを下式(eq9)によって表す。 Based on the diffusion equation in electrochemistry, the Warburg impedance Z relating to the diffusion resistance is derived. Here, the impedance Z is expressed by the following equation (eq9).
上式(eq9)を整理すると、下式(eq10)が導かれる。 By arranging the above equation (eq9), the following equation (eq10) is derived.
分極電圧算出部36において、Rd算出部36aは、上述したRdマップと電池温度Tsとを用いて、第1パラメータRdを算出する。τd算出部36bは、上述したτdマップと電池温度Tsとを用いて、第2パラメータτdを算出する。
In the polarization
抵抗成分算出部36cは、第1パラメータRdに基づいて、拡散抵抗を構成する第1〜第4抵抗の各抵抗値Rw1〜Rw4を下式(eq22)によって算出する。
Based on the first parameter Rd, the resistance
第1電圧算出部36eは、検出電流Isと、抵抗成分算出部36cによって算出された第1抵抗値Rw1と、容量成分算出部36dによって算出された第1容量Cw1とに基づいて、拡散抵抗における第1分極電圧Vw1を算出する。本実施形態では、拡散抵抗モデルを構成する抵抗とキャパシタとの並列回路を表す伝達関数を離散化した式に基づいて、現在の第1分極電圧Vw1を逐次算出する。具体的には、本実施形態では、前回の処理周期で算出された第1分極電圧Vw1と、前回の処理周期の検出電流Isと、現在(今回の処理周期)の検出電流Isとを入力として、下式(eq24)を用いて、第1分極電圧Vw1を算出する。
The first
先の図2の説明に戻り、第1加算部38は、各電圧算出部36e〜36hによって算出された各分極電圧Vw1〜Vw4の加算値として、合計分極電圧Vwtを算出する。第2加算部39は、直流抵抗電圧Vs、反応抵抗電圧Vbv、及び合計分極電圧Vwtの加算値を算出する。開放端電圧算出部40は、電圧センサ21によって検出された電池セル20aの端子間電圧CCVから第2加算部39の出力値を減算することで、電池セル20aの開放端電圧OCVを算出する。
Returning to the description of FIG. 2, the
SOC変換部37は、開放端電圧算出部40によって算出された開放端電圧OCVに基づいて、電池セル20aの充電率SOCrを算出する。本実施形態では、開放端電圧OCV及びSOCrが予め関係付けられたSOCマップを用いて、充電率SOCrを算出する。本実施形態において、SOCマップは、メモリ31に記憶されている。
The
<2.エネルギ予測部33の処理>
続いて、エネルギ予測部33が行う組電池20の残存エネルギの予測処理について説明する。この処理は、現在から規定時間Tff経過するまでの期間に渡って組電池20から要求電力Ptgtを出力し続けたと仮定した場合の組電池20の残存エネルギEbat[Wh]を予測するための処理である。予測対象をエネルギとするのは、車両走行制御に利用しやすいためである。ここで要求電力Ptgtは、先の図1に示すように、例えば以下のように設定することができる。
<2. Processing of
Next, the remaining energy prediction process of the assembled
電池ECU30がハイブリッド車に搭載される場合の具体例について説明する。この場合、要求電力Ptgtは、主機としてのエンジン及び第1モータジェネレータのうち、第1モータジェネレータのみを回転駆動させて車両をEV走行モードで走行させている状況下において、エンジンを始動させるための第2モータジェネレータに要求される電力に設定される。この場合、残存エネルギEbatを予測することにより、エンジン始動用のエネルギを確保した上で、EV走行モードでどの程度走行できるかを把握できる。
A specific example when the
電池ECU30が電気自動車に搭載される場合の具体例について説明する。この場合、要求電力Ptgtは、EV走行モードで車両を走行させている状況下において、車両を加速させるために主機モータジェネレータに要求される電力に設定される。
A specific example when the
本実施形態において、組電池20の残存エネルギEbatは、メモリ31に記憶されている定電力特性マップを用いて予測される。定電力特性マップは、各電池セル20aに対応して設けられている。定電力特性マップは、図9に示すように、電池セル20aの充電率SOC及び電池温度Tのそれぞれが低くなるほど予測電圧Vffが連続的に低くなるように、充電率SOC及び予測電圧Vffの関係が電池温度T毎に規定されたマップ情報である。図9には、電池温度Tとして、−30℃、−20℃、25℃、50℃、60℃を例示した。ここで予測電圧Vffとは、現在から規定時間Tff経過するまでの期間に渡って組電池20から要求電力Ptgtを出力し続けたと仮定した場合の電池セル20aの端子間電圧のことである。定電力特性マップによれば、充電率SOCを様々な値に仮設定して予測電圧Vffを都度算出する必要がないことから、CPUの演算負荷を低減できる。
In the present embodiment, the remaining energy Ebat of the assembled
エネルギ予測部33は、まず、現在の電池温度Tsを入力として、現在の電池温度Tsに対応する充電率SOC及び予測電圧Vffの関係を規定するマップ情報を定電力特性マップから選択する。そして、図10に示すように、電池セル20aの充電率が現在の充電率SOCrから下限充電率Sminに低下するまでに利用可能な各電池セル20aのエネルギEcellを下式(eq25)によって算出する。ここで、下限充電率Sminとは、予測電圧Vffが電池セル20aの端子間電圧の許容下限値(以下、許容下限電圧Vmin)となる充電率のことである。なお、図10には、電池温度Tsが−20℃となる場合の残存エネルギEcellを示す領域を例示した。
First, the
そして、上式(eq25)を用いて算出した各電池セル20aの残存エネルギEcellの合計値として、組電池20の残存エネルギEbatを予測する。
And the residual energy Ebat of the assembled
ここで、電池セル20aの劣化の進行や、電池セル20aの個体差に起因して、メモリ31に予め記憶されている定電力特性マップが、電池セル20aの実際の特性を表した定電力特性マップからずれ得る。この場合、組電池20の残存エネルギEbatの予測精度が低下する懸念がある。そこで本実施形態では、定電力特性マップを補正する補正処理を行う。以下、補正手法について説明する。
Here, the constant power characteristic map stored in advance in the
図11に、定電力特性マップの補正処理の手順を示す。この処理は、エネルギ予測部33によって実行される。
FIG. 11 shows the procedure of the constant power characteristic map correction process. This process is executed by the
この一連の処理では、まずステップS10において、現在の電池温度Tsを取得する。 In this series of processing, first, in step S10, the current battery temperature Ts is acquired.
続くステップS11では、現在から規定時間Tff経過するまでの期間に渡って組電池20から要求電力Ptgtを出力し続けたと仮定した場合の各電池セル20aのそれぞれの予測電圧Vfaを算出する。
In the subsequent step S11, the predicted voltage Vfa of each
詳しくは、まず、現在から規定時間Tff経過するタイミングにおける組電池20の電力Prが、要求電力Ptgt以上であってかつ要求電力Ptgtに最も近くなる各電池セル20aの放電電流Ipを探索する処理を行う。本実施形態では、放電電流Ipの探索範囲として、0から許容上限電流までの範囲を設定する。特に本実施形態では、この探索に2分法を用いる。
Specifically, first, a process of searching for the discharge current Ip of each
探索処理で様々な値に仮設定される放電電流Ipと、現在の電池温度Tsとに対応する電池セル20aの端子間電圧Vaは、下式(eq26)によって算出できる。
The terminal voltage Va of the
また、上式(eq26)における「Vwr」は、現在から規定時間Tff経過するタイミングにおける合計残電圧を示す。本実施形態では、合計残電圧Vwrを、各電池セル20aのそれぞれについて、下式(eq27)にて表される連続時間式に基づいて、合計残電圧Vwrを予測する。
Further, “Vwr” in the above equation (eq26) represents the total remaining voltage at the timing when the specified time Tff has elapsed from the present time. In the present embodiment, the total remaining voltage Vwr is predicted for each
また、上式(eq26)において、「Vws」は、拡散抵抗モデルを構成する各キャパシタCwmに電荷の蓄積がないと仮定した場合において、現在から規定時間Tff経過するタイミングにおいて新たに生じる将来の分極電圧(以下、将来分極電圧)を示す。将来分極電圧Vwsは、下式(eq28)にて表される連続時間式に基づいて予測する。なお本実施形態において、将来分極電圧Vwsを予測する処理が「第2分極電圧算出手段」に相当する。 Further, in the above equation (eq26), “Vws” is a future polarization newly generated at the timing when the specified time Tff elapses from the present when it is assumed that no charge is accumulated in each capacitor Cwm constituting the diffusion resistance model. Indicates the voltage (hereinafter, future polarization voltage). The future polarization voltage Vws is predicted based on the continuous time expression expressed by the following expression (eq28). In the present embodiment, the process of predicting the future polarization voltage Vws corresponds to “second polarization voltage calculation means”.
さらに、上式(eq26)において、ΔOCVは、現在から規定時間Tff経過するまでの期間に渡って電池セル20aに放電電流Ipを流すと仮定した場合の開放端電圧OCVの変化量(以下、開放端電圧変化量)を示す。開放端電圧変化量ΔOCVは、例えば、開放端電圧算出部40によって算出された現在の開放端電圧OCVに基づいて算出すればよい。具体的には例えば、まず、現在から規定時間Tff経過するまでの期間に渡って仮設定された放電電流Ipを流すと仮定した場合において、各電池セル20aのそれぞれについて、現在から規定時間Tff経過するまでの期間におけるSOCの変化分を算出する。上記SOCの変化分は、放電時において負の値となる。そして、SOC変換部37によって算出された現在の充電率SOCrに上記SOCの変化分を加算し、この加算値をSOCマップを用いて開放端電圧に変換する。そして、変換された開放端電圧から現在の開放端電圧OCVを減算することで、開放端電圧変化量ΔOCVを算出する。
Furthermore, in the above equation (eq26), ΔOCV is the amount of change in the open-circuit voltage OCV (hereinafter referred to as the open circuit) when it is assumed that the discharge current Ip flows through the
ちなみに、予測電圧Vfaに対する開放端電圧変化量ΔOCVの割合が小さい場合、上式(eq26)の右辺から開放端電圧変化量ΔOCVの項を除去してもよい。 Incidentally, when the ratio of the open circuit voltage change amount ΔOCV to the predicted voltage Vfa is small, the term of the open circuit voltage change amount ΔOCV may be removed from the right side of the above equation (eq26).
図12に、電池セル20aの端子間電圧Vaの予測手法の概要を示す。図12(a)は電池セル20aに流れる電流Ipの推移を示し、図12(b)は端子間電圧Vaの推移を示し、図12(c)は分極電圧Vwt,合計残電圧Vwr,将来分極電圧Vwsの推移を示す。
In FIG. 12, the outline | summary of the prediction method of the voltage Va between the terminals of the
図示されるように、端子間電圧Vaの予測には、合計残電圧Vwrが用いられる。合計残電圧Vwrは、拡散抵抗における現在の分極電圧が時間経過とともに減少し、現在から規定時間Tff経過するタイミングに残る分極電圧のことである。つまり、拡散抵抗モデルを構成する第mキャパシタに現在電荷が蓄積されている場合、拡散抵抗における現在の分極電圧の影響は、規定時間Tff経過後においても残る。このため、合計残電圧Vwrを算出しておくことで、第mキャパシタの蓄積電荷量の影響を加味することができ、電池セル20aの状態が過渡状態となる場合における予測電圧Vfaの算出精度の向上を図ることができる。
As shown in the figure, the total remaining voltage Vwr is used to predict the terminal voltage Va. The total remaining voltage Vwr is a polarization voltage that remains at the timing when the current polarization voltage in the diffusion resistance decreases with time and the specified time Tff elapses from now. That is, when the current charge is stored in the m-th capacitor constituting the diffusion resistance model, the influence of the current polarization voltage on the diffusion resistance remains even after the specified time Tff has elapsed. For this reason, by calculating the total remaining voltage Vwr, it is possible to take into account the effect of the accumulated charge amount of the m-th capacitor, and the accuracy of calculation of the predicted voltage Vfa when the state of the
仮設定された放電電流Ipと現在の電池温度Tsとを入力として上式(eq26)に基づいて算出した各電池セル20aの端子間電圧Vaの合計値と、仮設定された放電電流Ipとを乗算することにより、仮設定された放電電流Ipに対応した組電池20の電力Prを算出する。探索処理において放電電流Ipを様々な値に仮設定することにより、各放電電流Ipに対応した組電池20の電力Prを算出できる。そして、組電池20の電力Prが、要求電力Ptgt以上であってかつ要求電力Ptgtに最も近くなる各電池セル20aの放電電流Ipを探索する。そして、探索された放電電流Ipに対応する各電池セル20aの端子間電圧Vaを、各電池セル20aの予測電圧Vfaとして算出する。すなわち、予測電圧Vfaは、現在から規定時間Tffに渡って、探索された放電電流Ipを電池セル20aから放電し続けたと仮定した場合の端子間電圧となる。
Using the temporarily set discharge current Ip and the current battery temperature Ts as inputs, the total value of the voltage Va between the terminals of each
先の図11に戻り、続くステップS12では、算出した予測電圧Vfaに基づいて、各電池セル20aに対応する定電力特性マップを補正する。詳しくは、図13に示すように、まず、現在の電池温度Tsに対応するマップ情報を選択し、選択したマップ情報のうち現在の充電率SOCrに対応する予測電圧Vffを算出する。そして、定電力特性マップから算出した予測電圧Vffと、ステップS11で算出した予測電圧Vfaとの差を0とするように、現在の電池温度Tsに対応するマップ情報を更新する。図13には、充電率SOC及び予測電圧Vffのそれぞれを軸とする直交2軸座標系において、電池温度が25℃に対応するマップ情報を、予測電圧Vffの軸と平行な方向に移動させるようにして上記差を0とする例を示した。このようにして定電力特性マップを補正できるのは、各電池温度に対応するマップ情報が、互いに略相似の関係にあるためである。
Returning to FIG. 11, in the following step S12, the constant power characteristic map corresponding to each
定電力特性マップは、現在の電池温度Tsと関係付けられて補正及び更新される。そして更新された定電力特性マップに基づいて、上述した組電池20の残存エネルギEbatを予測する。
The constant power characteristic map is corrected and updated in relation to the current battery temperature Ts. Based on the updated constant power characteristic map, the above-described remaining energy Ebat of the assembled
このように、本実施形態では、電池セル20aの現在の充電率SOCr及び現在の電池温度Tsのそれぞれを入力として定電力特性マップから算出された予測電圧Vffと、先の図11のステップS11の処理によって算出された予測電圧Vfaとの差を0とするように、定電力特性マップを都度補正した。そして、補正した定電力特性マップ、現在の充電率SOCr、及び現在の電池温度Tsに基づいて、組電池20の残存エネルギEbatを予測した。このため、エンジン始動用のエネルギや、車両の加速のためのエネルギを除外した形で組電池20の残存エネルギEbatを都度予測できる。さらに、各電池セル20aの劣化度合い及び各電池セル20aの温度が加味されて残存エネルギEbatを予測できる。これにより、残存エネルギEbatの予測精度を向上でき、EV走行モードでどの程度走行を継続できるかを精度よく把握することができる。
As described above, in the present embodiment, the predicted voltage Vff calculated from the constant power characteristic map using each of the current charging rate SOCr and the current battery temperature Ts of the
特に本実施形態では、電池モデルに、反応抵抗パラメータβを含む反応抵抗モデルを含めたことが、予測電圧Vfaの算出精度を向上させることに寄与している。また、上式(eq27),(eq28)を用いて分極電圧を算出したことが、電池セル20aの過渡状態における予測電圧Vfaの算出精度を向上させることに寄与している。予測電圧Vfaの算出精度の向上により、定電力特性マップの補正精度を向上させることができ、ひいては残存エネルギEbatの予測精度を向上させることができる。
In particular, in the present embodiment, including the reaction resistance model including the reaction resistance parameter β in the battery model contributes to improving the calculation accuracy of the predicted voltage Vfa. Moreover, the calculation of the polarization voltage using the above equations (eq27) and (eq28) contributes to improving the calculation accuracy of the predicted voltage Vfa in the transient state of the
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態にかかる定電力特性マップは、図14に示すように、予測電圧Vft及び充電率SOCtのそれぞれを軸とする直交2軸座標系において、電池セル20aの基準温度(例えば25℃)に対して予測電圧Vft及び充電率SOCtが関係付けられた基準情報を含む。本実施形態では、この基準情報を下式(eq29)の4次の多項式によって表す。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment. As shown in FIG. 14, the constant power characteristic map according to the present embodiment has a reference temperature (for example, 25 ° C.) of the
そして、下式(eq30),(eq31)に示すように、上記座標系において、予測電圧Vftの軸と平行な方向における基準情報の第1移動量y、及び充電率SOCtの軸と平行な方向における基準情報の第2移動量xのそれぞれが、電池温度Tに応じて定められている。各移動量x,yは、電池温度Tと関係付けられてメモリ31に記憶されている。
Then, as shown in the following equations (eq30) and (eq31), in the coordinate system, the first movement amount y of the reference information in the direction parallel to the axis of the predicted voltage Vft and the direction parallel to the axis of the charging rate SOCt Each of the second movement amounts x of the reference information is determined according to the battery temperature T. Each movement amount x, y is stored in the
本実施形態の定電力特性マップによれば、複数の電池温度のそれぞれに対応するマップ情報をメモリ31に記憶させる必要がなく、メモリ31に記憶されるマップ情報量を低減できる。
According to the constant power characteristic map of the present embodiment, it is not necessary to store map information corresponding to each of a plurality of battery temperatures in the
続いて、本実施形態にかかる定電力特性マップの補正手法について説明する。本実施形態では、現在の充電率SOCr及び現在の電池温度Tsのそれぞれを入力として、上式(eq29)〜(eq31)を用いて算出された予測電圧Vftと、先の図11のステップS11で算出された予測電圧Vfaとの差を0とするように、第1移動量y及び第2移動量xのそれぞれを現在の電池温度Tsと関係付けて補正する。これにより、各移動量x,yのそれぞれがその初期値から更新される。なお、図14には、基準温度と電池温度Tsが一致する場合の各移動量x,yが補正される例を示した。 Next, a method for correcting the constant power characteristic map according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the current charging rate SOCr and the current battery temperature Ts are input, and the predicted voltage Vft calculated using the above equations (eq29) to (eq31) and the previous step S11 in FIG. Each of the first movement amount y and the second movement amount x is corrected in relation to the current battery temperature Ts so that the difference from the calculated predicted voltage Vfa is zero. As a result, each of the movement amounts x and y is updated from the initial value. FIG. 14 shows an example in which the movement amounts x and y are corrected when the reference temperature and the battery temperature Ts match.
以上説明した本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、上記第2実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、先の図14に示す座標系において、予測電圧Vftの軸と平行な方向における基準情報の第1倍率A、及び充電率SOCtの軸と平行な方向における基準情報の第2倍率Bのそれぞれが電池温度Tに応じて定められている。各倍率A,B(>0)は、電池温度Tと関係付けられてメモリ31に記憶されている。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the second embodiment. In the present embodiment, in the coordinate system shown in FIG. 14, the first magnification A of the reference information in the direction parallel to the axis of the predicted voltage Vft and the second magnification of the reference information in the direction parallel to the axis of the charging rate SOCt. Each of B is determined according to the battery temperature T. Each magnification A and B (> 0) is stored in the
続いて、本実施形態にかかる定電力特性マップの補正手法について説明する。本実施形態では、上式(eq29)〜(eq31)によって算出された予測電圧Vftと、先の図11のステップS11で算出された予測電圧Vfaとの差を0とするように、第1倍率A及び第2倍率Bのそれぞれを現在の電池温度Tsと関係付けて補正する。これにより、各倍率A,Bのそれぞれがその初期値から更新される。 Next, a method for correcting the constant power characteristic map according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the first magnification is set so that the difference between the predicted voltage Vft calculated by the above equations (eq29) to (eq31) and the predicted voltage Vfa calculated in step S11 of FIG. Each of A and the second magnification B is corrected in relation to the current battery temperature Ts. Thereby, each magnification A, B is updated from its initial value.
以上説明した本実施形態によっても、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。 Also by this embodiment described above, the same effect as the second embodiment can be obtained.
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記第2,第3実施形態において、基準情報を表す数式は、上式(eq29)に限らず、他の数式であってもよい。 In the second and third embodiments, the mathematical expression representing the reference information is not limited to the above expression (eq29), and may be another mathematical expression.
・上記第2実施形態で説明した第1,第2移動量x,yと、上記第3実施形態で説明した第1,第2倍率A,Bとを組み合わせて定電力特性マップを表してもよい。 Even if the constant power characteristic map is expressed by combining the first and second movement amounts x and y described in the second embodiment and the first and second magnifications A and B described in the third embodiment. Good.
・上記第1実施形態において、放電電流Ipを探索する探索法としては、2分法に限らず、黄金分割法等、他の探索法であってもよい。 In the first embodiment, the search method for searching for the discharge current Ip is not limited to the bisection method, and other search methods such as the golden section method may be used.
・拡散抵抗モデルとしては、抵抗とキャパシタとの並列接続体が4つ直列接続されたRC等価回路モデルに限らず、上記並列接続体が複数(4つ以外)接続されたRC等価回路モデルであってもよい。また、拡散抵抗モデルとしては、抵抗とキャパシタとの並列接続体が複数接続されたRC等価回路に限らず、簡素化のために上記並列接続体が1つのRC等価回路であってもよい。 -The diffusion resistance model is not limited to an RC equivalent circuit model in which four parallel connection bodies of resistors and capacitors are connected in series, but is an RC equivalent circuit model in which a plurality of the parallel connection bodies (other than four) are connected. May be. The diffusion resistance model is not limited to an RC equivalent circuit in which a plurality of parallel connection bodies of resistors and capacitors are connected, and the parallel connection body may be a single RC equivalent circuit for simplification.
・2次電池としては、リチウムイオン2次電池に限らず、ニッケル水素電池等、他の2次電池であってもよい。 The secondary battery is not limited to a lithium ion secondary battery, but may be another secondary battery such as a nickel metal hydride battery.
・上記各実施形態において、各処理に用いる電池温度としては、温度センサ22の検出値に限らず、何らかの手法によって推定された電池温度であってもよい。 In each of the above embodiments, the battery temperature used for each process is not limited to the detection value of the temperature sensor 22, and may be a battery temperature estimated by some method.
・本発明が適用される車両としては、所定の自動停止条件が成立する場合に主機エンジンを自動停止させ、その後所定の再始動条件が成立する場合に主機エンジンを再始動させるアイドリングストップシステムを備える車両であってもよい。この場合、現在から規定時間に渡って、エンジン始動用のスタータ駆動に要求される電力をスタータに接続されたバッテリから出力すると仮定した場合の残存エネルギEbatを予測する。そして、残存エネルギEbatを、バッテリからスタータへと流れる電流と、バッテリ電圧とのそれぞれで除算することにより、エンジンを自動停止できる時間を把握することができる。 The vehicle to which the present invention is applied includes an idling stop system that automatically stops the main engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and then restarts the main engine when the predetermined restart condition is satisfied. It may be a vehicle. In this case, the remaining energy Ebat is predicted when it is assumed that the power required for starting the starter for starting the engine is output from the battery connected to the starter over a specified time from the present. Then, by dividing the remaining energy Ebat by the current flowing from the battery to the starter and the battery voltage, it is possible to grasp the time during which the engine can be automatically stopped.
・本発明の適用対象としては、車両に限らない。 -The application object of this invention is not restricted to a vehicle.
20a…電池セル、30…電池ECU。 20a ... battery cell, 30 ... battery ECU.
Claims (12)
前記電池モデルは、
前記2次電池の直流抵抗(Rs)を表す直流抵抗モデルと、
前記2次電池の反応抵抗を表すモデルであって、バトラーボルマー式から導かれ、交換電流密度と相関のある反応抵抗パラメータ(β)を含む反応抵抗モデルと、
抵抗とキャパシタとの並列接続体を含むRC等価回路モデルであって、前記2次電池の拡散抵抗を表す拡散抵抗モデルとを含み、
前記電池モデルに基づいて、現在から規定時間経過するまでの期間に渡って前記2次電池から要求電力を出力し続けたと仮定した場合の前記2次電池の端子間電圧である予測電圧を算出する電圧予測手段と、
前記2次電池の充電率及び前記2次電池の温度のそれぞれが低くなるほど前記予測電圧が低くなるように、前記充電率、前記2次電池の温度及び前記予測電圧が予め関係付けられた関係情報を記憶する記憶手段(31)と、
前記2次電池の現在の充電率及び前記2次電池の現在の温度のそれぞれを入力として前記関係情報から導かれた前記予測電圧と、前記電圧予測手段によって算出された前記予測電圧とのずれを一致させるように前記関係情報を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された前記関係情報において前記予測電圧が前記2次電池の端子間電圧の許容下限値となる場合の前記充電率を下限充電率と定義し、補正された前記関係情報に基づいて、前記2次電池の現在の充電率が前記下限充電率に低下するまでに利用可能な前記2次電池のエネルギを前記残存エネルギとして予測するエネルギ予測手段とを備えることを特徴とする電池エネルギ予測装置。 In the battery energy predicting device for predicting the remaining energy of the secondary battery based on the battery model of the secondary battery (20a),
The battery model is
A DC resistance model representing the DC resistance (Rs) of the secondary battery;
A model representing a reaction resistance of the secondary battery, the reaction resistance model including a reaction resistance parameter (β) derived from a Butler-Volmer equation and correlated with an exchange current density;
An RC equivalent circuit model including a parallel connection body of a resistor and a capacitor, the diffusion resistance model representing a diffusion resistance of the secondary battery,
Based on the battery model, a predicted voltage that is a voltage across the terminals of the secondary battery is calculated when it is assumed that the required power is continuously output from the secondary battery over a period from the current time until the specified time elapses. Voltage prediction means;
Relation information in which the charging rate, the temperature of the secondary battery, and the predicted voltage are related in advance so that the predicted voltage decreases as the charging rate of the secondary battery and the temperature of the secondary battery decrease. Storage means (31) for storing
The difference between the predicted voltage derived from the relationship information using each of the current charging rate of the secondary battery and the current temperature of the secondary battery as input, and the predicted voltage calculated by the voltage predicting unit. Correction means for correcting the relationship information to match,
In the relation information corrected by the correction means, the charging rate when the predicted voltage is an allowable lower limit value of the inter-terminal voltage of the secondary battery is defined as a lower limit charging rate, and based on the corrected relation information And an energy predicting means for predicting, as the remaining energy, the energy of the secondary battery that can be used before the current charging rate of the secondary battery decreases to the lower limit charging rate. Prediction device.
前記補正手段は、前記ずれを一致させるように、前記第1移動量及び前記第2移動量のそれぞれを補正する請求項3に記載の電池エネルギ予測装置。 The relationship information includes reference information in which the predicted voltage and the charging rate are related to a reference temperature of the secondary battery in an orthogonal biaxial coordinate system having the predicted voltage and the charging rate as axes. And in the coordinate system, the first movement amount of the reference information in a direction parallel to the axis of the predicted voltage and the second movement amount of the reference information in a direction parallel to the axis of the charging rate are It is determined according to the temperature of the secondary battery,
The battery energy prediction apparatus according to claim 3, wherein the correction unit corrects each of the first movement amount and the second movement amount so as to match the deviation.
前記補正手段は、前記ずれを一致させるように、前記第1倍率及び前記第2倍率のそれぞれを補正する請求項3又は4に記載の電池エネルギ予測装置。 The relationship information includes reference information in which the predicted voltage and the charging rate are related to a reference temperature of the secondary battery in an orthogonal biaxial coordinate system having the predicted voltage and the charging rate as axes. And in the coordinate system, each of the first magnification of the reference information in a direction parallel to the axis of the predicted voltage and the second magnification of the reference information in a direction parallel to the axis of the charging rate are the second order. It is determined according to the battery temperature,
5. The battery energy prediction apparatus according to claim 3, wherein the correction unit corrects each of the first magnification and the second magnification so that the deviations coincide with each other.
前記要求電力は、前記主機回転電機のみを前記車両の走行動力源としている状況下において、前記主機エンジンを始動させるために前記補機回転電機に供給する電力に設定されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の電池エネルギ予測装置。 The battery energy prediction device is applied to a vehicle including a main machine rotating electrical machine and a main engine that are driving power sources, and an auxiliary machine rotating electrical machine for starting the main engine.
The required power is set to a power supplied to the auxiliary rotating electrical machine to start the main engine in a situation where only the main rotating electrical machine is used as a driving power source of the vehicle. The battery energy prediction apparatus according to any one of the above.
前記要求電力は、前記主機回転電機のみを前記車両の走行動力源としている状況下において、前記車両を加速させるために前記主機回転電機に供給する電力に設定されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の電池エネルギ予測装置。 The battery energy prediction device is applied to a vehicle including a main rotating electrical machine that serves as a driving power source,
The said required electric power is set to the electric power supplied to the said main machine rotary electric machine in order to accelerate the said vehicle in the condition which uses only the said main machine rotary electric machine as the driving power source of the said vehicle. The battery energy prediction apparatus according to claim 1.
前記RC等価回路モデルの回路定数を含む式であって、前記拡散抵抗モデルの現在の分極電圧を算出する離散式に基づいて、前記現在の分極電圧を算出する第1分極電圧算出手段と、
前記回路定数を含む式であって、前記現在の分極電圧が時間経過とともに減少して現在から前記規定時間経過後に残る前記分極電圧である残電圧を予測する連続時間式に、前記現在の分極電圧を入力することにより前記残電圧を予測する残電圧予測手段と、
現在から前記規定時間経過後に新たに生じる前記拡散抵抗モデルの将来の分極電圧を予測する連続時間式に基づいて、前記将来の分極電圧を予測する第2分極電圧算出手段とを含み、前記残電圧と前記将来の分極電圧との合計値、前記直流抵抗モデルにおける電位差、及び前記反応抵抗モデルにおける電位差に基づいて、前記予測電圧を算出する請求項1〜8のいずれか1項に記載の電池エネルギ予測装置。 The voltage predicting means includes
A formula including circuit constants of the RC equivalent circuit model, and a first polarization voltage calculating means for calculating the current polarization voltage based on a discrete expression for calculating the current polarization voltage of the diffusion resistance model;
An equation including the circuit constant, wherein the current polarization voltage decreases to a continuous time equation for predicting a residual voltage, which is the polarization voltage remaining after the lapse of the specified time from the present, and the current polarization voltage. A residual voltage predicting means for predicting the residual voltage by inputting
A second polarization voltage calculation means for predicting the future polarization voltage based on a continuous time formula for predicting the future polarization voltage of the diffusion resistance model newly generated after the lapse of the specified time from the present time, and the residual voltage The battery energy according to any one of claims 1 to 8, wherein the predicted voltage is calculated based on a total value of the current and the future polarization voltage, a potential difference in the DC resistance model, and a potential difference in the reaction resistance model. Prediction device.
前記拡散抵抗モデルにおいて、前記RC等価回路モデルを構成するm番目(mは正の整数)の前記並列接続体の前記抵抗の抵抗値をRwm、前記キャパシタの容量をCwmと定義し、
前記残電圧予測手段は、前記規定時間をTff、前記現在の分極電圧をVwmと定義すると、前記残電圧Vwrを
前記第2分極電圧演算手段は、現在から前記規定時間経過するまでの期間に渡って前記2次電池から放電する電流をIpと定義すると、前記将来の分極電圧Vwsを
In the diffusion resistance model, the resistance value of the resistor of the m-th (m is a positive integer) constituting the RC equivalent circuit model is defined as Rwm, and the capacitance of the capacitor is defined as Cwm.
The residual voltage prediction means defines the residual voltage Vwr by defining the specified time as Tff and the current polarization voltage as Vwm.
The second polarization voltage calculating means defines the future polarization voltage Vws as Ip when a current discharged from the secondary battery over a period from the present to the lapse of the specified time is defined as Ip.
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