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JP7103809B2 - Battery control device - Google Patents
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JP7103809B2 - Battery control device - Google Patents

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Description

本発明は、電池制御装置に関する。 The present invention relates to a battery control device.

電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド自動車などに搭載される電池制御装置は、二次電池とモータ等の負荷との間に電気的に接続される。そして、電池制御装置は、二次電池の過度な使用を検知した場合は、二次電池の劣化による出力低下を抑制するために、二次電池からモータ等の負荷にかかる電力を制限する。 A battery control device mounted on an electric vehicle (EV), a plug-in hybrid vehicle, a hybrid vehicle, or the like is electrically connected between a secondary battery and a load such as a motor. When the battery control device detects excessive use of the secondary battery, the battery control device limits the power applied to the load of the motor or the like from the secondary battery in order to suppress a decrease in output due to deterioration of the secondary battery.

特許文献1には、規定時間内に実効電流値が許容値を超えた時間の割合が所定の閾値よりも高い場合に充放電制限を行う技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technique for limiting charge / discharge when the ratio of the time when the effective current value exceeds the permissible value within a specified time is higher than a predetermined threshold value.

国際公開WO2015/019875号International release WO2015 / 019875

二次電池は、車両等の実際の使用状態によって劣化の進み度合いが様々に変化する。特許文献1に記載の技術と比較して、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することが要望されている。 The degree of deterioration of the secondary battery varies depending on the actual usage conditions of the vehicle and the like. Compared with the technique described in Patent Document 1, it is required to more accurately reflect the usage state of the secondary battery and determine the power to be limited.

本発明による電池制御装置は、二次電池と接続され、前記二次電池の充放電を制御する電池制御装置であって、前記二次電池の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、前記二次電池に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部と、前記負荷特徴量に基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限値演算部とを備える。 The battery control device according to the present invention is a battery control device that is connected to a secondary battery and controls charging / discharging of the secondary battery, and is based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery in a predetermined period. A charge / discharge frequency calculation unit that obtains the load characteristic amount of the load applied to the secondary battery, and a power limit value calculation unit that obtains a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the load characteristic amount. To be equipped.

本発明によれば、負荷特徴量に基づいて二次電池の入出力可能電力を制限するようにしたので、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。 According to the present invention, since the input / output power of the secondary battery is limited based on the load feature amount, the power to be limited is determined by more accurately reflecting the usage state of the secondary battery. Can be done.

電池システムの構成図である。It is a block diagram of a battery system. 単電池制御部の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the cell cell control part. 電池制御部のブロック構成図である。It is a block block diagram of a battery control part. (a)(b)二次電池を流れる電流および通電時間回数テーブルを示す図である。(A) (b) It is a figure which shows the current flowing through a secondary battery, and the energization time number table. 電力制限率演算部のブロック構成図である。It is a block block diagram of the power limit rate calculation part. 負荷判定指標(%)と電力制限率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a load judgment index (%) and a power limit rate. (a)(b)制限閾値マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of (a) (b) limit threshold map. (a)(b)連続通電時間の異なる電流波形を示すグラフである。(A) (b) is a graph showing current waveforms having different continuous energization times. (a)(b)連続通電時間の異なる電流波形が入力されたときの劣化挙動を示すグラフである。(A) (b) It is a graph which shows the deterioration behavior when the current waveforms with different continuous energization times are input. 電池制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the battery control part. (a)(b)は、本実施形態を適用しない場合のバッテリ電力、SOHRをそれぞれ示すグラフである。(A) and (b) are graphs showing battery power and SOHR when this embodiment is not applied, respectively. (a)(b)(c)は、本実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示すグラフである。(A), (b), and (c) are graphs showing battery power, load determination index, and SOHR when this embodiment is applied. (a)(b)制限閾値マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of (a) (b) limit threshold map. 第2の実施形態における電力制限率演算部のブロック構成図である。It is a block block diagram of the power limit rate calculation part in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における制限開始終了閾値テーブルを示す図である。It is a figure which shows the limit start end threshold table in 2nd Embodiment. (a)(b)第2の実施形態における負荷判定指標と電力制限率を対応付けた電力制限率マップである。(A) (b) is a power limit rate map in which the load determination index and the power limit rate in the second embodiment are associated with each other. 第2の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the battery control part in 2nd Embodiment. (a)(b)(c)は、第2の実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示すグラフである。(A), (b), and (c) are graphs showing the battery power, the load determination index, and the SOHR when the second embodiment is applied. 第3の実施形態における二次電池を流れる電流とサンプリング点を示す図である。It is a figure which shows the current flowing through the secondary battery and the sampling point in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるパワースペクトルと周波数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the power spectrum and the frequency in 3rd Embodiment. (a)(b)は、第3の実施形態における制限閾値マップの一例を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing an example of a limit threshold map according to the third embodiment. 第3の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the battery control part in 3rd Embodiment.

以下に説明する実施形態では、本発明による電池制御装置をプラグインハイブリッド自動車(PHEV)に適用した例で説明する。この他、本発明は、ハイブリッド自動車(HEV)、電気自動車(EV)などの乗用車やハイブリッド鉄道車両といった産業用車両にも適用できる。また、以下に説明する実施形態の構成では、二次電池としてリチウムイオン電池を適用した場合を例に説明する。二次電池としては、他にもニッケル水素電池や鉛電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどを用いてもよい。 In the embodiment described below, an example in which the battery control device according to the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle (PHEV) will be described. In addition, the present invention can be applied to passenger cars such as hybrid vehicles (HEV) and electric vehicles (EV) and industrial vehicles such as hybrid railroad vehicles. Further, in the configuration of the embodiment described below, a case where a lithium ion battery is applied as the secondary battery will be described as an example. As the secondary battery, a nickel hydrogen battery, a lead battery, an electric double layer capacitor, a hybrid capacitor and the like may also be used.

[第1の実施形態]
第1の実施形態について、図1から図13を参照して説明する。
図1は、ハイブリッド自動車の電池システム100の構成図である。
電池システム100は、複数の単電池111から構成される組電池110と、単電池111の状態を監視する単電池管理部120と、組電池110に流れる電流を検知する電流検知部130と、組電池110の総電圧を検知する電圧検知部140と、組電池110の制御を行う電池制御部150と、組電池110、単電池111、単電池群112の電池特性に関する情報を格納する記憶部180とで構成される。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
FIG. 1 is a configuration diagram of a battery system 100 of a hybrid vehicle.
The battery system 100 includes an assembled battery 110 composed of a plurality of single batteries 111, a single battery management unit 120 that monitors the state of the single battery 111, and a current detection unit 130 that detects the current flowing through the assembled battery 110. A voltage detection unit 140 that detects the total voltage of the battery 110, a battery control unit 150 that controls the assembled battery 110, and a storage unit 180 that stores information on the battery characteristics of the assembled battery 110, the cell 111, and the cell group 112. It is composed of and.

電池制御部150には、単電池管理部120からフォトカプラのような絶縁素子170を介して送信される単電池111の電池電圧や温度、電流検知部130から送信される電池システム100に流れる電流値、電圧検知部140から送信される組電池110の総電圧値が入力される。電池制御部150は、入力された情報をもとに組電池110の状態検知などを行い、電力制限値等の演算を行う。また、電池制御部150が行った演算結果は、単電池管理部120や車両制御部200へ送信される。 The battery control unit 150 includes the battery voltage and temperature of the cell 111 transmitted from the cell management unit 120 via an insulating element 170 such as a photocoupler, and the current flowing through the battery system 100 transmitted from the current detection unit 130. The value and the total voltage value of the assembled battery 110 transmitted from the voltage detection unit 140 are input. The battery control unit 150 detects the state of the assembled battery 110 based on the input information, and calculates the power limit value and the like. Further, the calculation result performed by the battery control unit 150 is transmitted to the cell management unit 120 and the vehicle control unit 200.

組電池(二次電池)110は、電気エネルギーの蓄積及び放出(直流電力の充放電)が可能な複数の単電池111(リチウムイオン電池)を電気的に直列に接続して構成される。1つの単電池111は、出力電圧が3.0~4.2V(平均出力電圧:3.6V)であるとした場合を例に挙げて説明するが、これ以外の電圧仕様のものでも構わない。 The assembled battery (secondary battery) 110 is configured by electrically connecting a plurality of single batteries 111 (lithium ion batteries) capable of storing and discharging electric energy (charging / discharging DC power) in series. The case where the output voltage of one cell 111 is 3.0 to 4.2 V (average output voltage: 3.6 V) will be described as an example, but other voltage specifications may be used. ..

組電池110を構成する単電池111は、電池状態の管理・制御を行う上で、所定の単位数にグループ分けが行われている。グループ分けされた単電池111は、電気的に直列に接続され、単電池群112a、112bを構成する。単電池群112a、112bのそれぞれの単電池111の個数は、例えば1個、4個、6個・・・というように、同数にグループ分けされる場合もあれば、4個と6個とを組み合わせる、異なる数にグループ分けされる場合もある。本実施形態では、説明を簡単にするために、組電池110は、4個の単電池111を電気的に直列に接続して、単電池群112a及び112bを構成し、さらに電気的に直列に接続し、合計8個の単電池111を備えるものとした。 The unit cells 111 constituting the assembled battery 110 are grouped into a predetermined number of units in order to manage and control the battery state. The grouped cell cells 111 are electrically connected in series to form the cell group 112a and 112b. The number of each cell 111 of the cell groups 112a and 112b may be grouped into the same number, for example, 1, 4, 6, ..., 4 and 6 respectively. They may be combined and grouped into different numbers. In the present embodiment, for the sake of simplicity, the assembled battery 110 electrically connects four cell batteries 111 in series to form the cell group 112a and 112b, and further electrically connects them in series. It was connected and provided with a total of eight cell batteries 111.

組電池110を構成する単電池111の状態を監視する単電池管理部120は、複数の単電池制御部121a、121bから構成されており、グループ分けされた単電池群112aに対して単電池制御部121aが、単電池群112bに対して単電池制御部121bが割り当てられる。単電池制御部121a、121bは割り当てられた単電池群112a、112bからの電力を受けて動作し、単電池群112a、112bを構成する単電池111の状態を監視及び制御する。 The cell management unit 120 that monitors the state of the cell 111 that constitutes the assembled battery 110 is composed of a plurality of cell control units 121a and 121b, and controls the cell group 112a that is grouped. The unit 121a is assigned the cell control unit 121b to the cell group 112b. The cell control units 121a and 121b operate by receiving electric power from the assigned cell groups 112a and 112b, and monitor and control the state of the cell cells 111 constituting the cell groups 112a and 112b.

図2は、単電池制御部121aの回路構成を示す図である。単電池制御部121bも同様の回路構成であるのでその説明を省略する。
単電池制御部121aは、電圧検出回路122、制御回路123、信号入出力回路124、温度検知部125を備える。電圧検出回路122は、各単電池111の端子間電圧を測定する。温度検知部125は、単電池群112aの温度を測定する。制御回路123は、電圧検出回路122および温度検知部125からの測定結果を受け取り、信号入出力回路124を介して電池制御部150に送信する。なお、自己放電や消費電流ばらつき等に伴い発生する単電池111間の電圧ばらつきを均等化する回路は、単電池制御部121aに実装されている一般的なものであるのでその記載を省略する。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the cell control unit 121a. Since the cell control unit 121b also has the same circuit configuration, the description thereof will be omitted.
The cell control unit 121a includes a voltage detection circuit 122, a control circuit 123, a signal input / output circuit 124, and a temperature detection unit 125. The voltage detection circuit 122 measures the voltage between the terminals of each cell 111. The temperature detection unit 125 measures the temperature of the cell group 112a. The control circuit 123 receives the measurement results from the voltage detection circuit 122 and the temperature detection unit 125 and transmits them to the battery control unit 150 via the signal input / output circuit 124. Since the circuit for equalizing the voltage variation between the cell cells 111 generated due to self-discharge, the variation in current consumption, etc. is a general circuit mounted on the cell cell control unit 121a, the description thereof will be omitted.

図2における単電池制御部121aが備える温度検知部125は、単電池群112aの温度を測定する機能を有する。温度検知部125は、単電池群112a全体として1つの温度を測定し、単電池群112aを構成する単電池111の温度代表値としてその温度を取り扱う。温度検知部125が測定した温度は、単電池111、単電池群112a、または組電池110の状態を検知するための各種演算に用いられる。なお、単電池111毎に温度検知部125を設けて単電池111毎に温度を測定し、単電池111毎の温度に基づいて各種演算を実行してもよい。この場合は温度検知部125の数が多くなる分、単電池制御部121の構成が複雑となる。 The temperature detection unit 125 included in the cell control unit 121a in FIG. 2 has a function of measuring the temperature of the cell group 112a. The temperature detection unit 125 measures one temperature of the cell group 112a as a whole, and handles the temperature as a representative temperature value of the cell 111 constituting the cell group 112a. The temperature measured by the temperature detection unit 125 is used for various calculations for detecting the state of the cell 111, the cell group 112a, or the assembled battery 110. A temperature detection unit 125 may be provided for each cell 111 to measure the temperature of each cell 111, and various calculations may be executed based on the temperature of each cell 111. In this case, as the number of temperature detection units 125 increases, the configuration of the cell control unit 121 becomes complicated.

図2では、温度検知部125を簡易的に図示したが、より詳細には、温度測定対象に温度センサが設置され、設置した温度センサが温度情報を電圧として出力する。この出力された測定結果が制御回路123を介して信号入出力回路124に送信され、信号入出力回路124が単電池制御部121aの外に測定結果を出力する。この一連の流れを実現する機能が単電池制御部121に温度検知部125として実装され、温度情報(電圧)の測定には電圧検出回路122を用いることもできる。 In FIG. 2, the temperature detection unit 125 is simply illustrated, but more specifically, a temperature sensor is installed in the temperature measurement target, and the installed temperature sensor outputs temperature information as a voltage. The output measurement result is transmitted to the signal input / output circuit 124 via the control circuit 123, and the signal input / output circuit 124 outputs the measurement result to the outside of the cell control unit 121a. A function for realizing this series of flows is mounted on the cell control unit 121 as a temperature detection unit 125, and a voltage detection circuit 122 can also be used for measuring temperature information (voltage).

図1の説明に戻り、電池制御部150には、単電池管理部120から出力される単電池111の電池電圧や温度の計測値、電流検知部130からの電流値、電圧検知部140から出力される組電池110の総電圧値、記憶部180に格納された単電池111の電池特性情報が入力される。また、単電池管理部120は、単電池111が過充電もしくは過放電であるかの診断を行う機能や、単電池管理部120に通信エラーなどが発生した場合に異常信号を出力する機能を有しており、それらの診断結果や異常信号も電池制御部150に入力される。さらに、電池制御部150には、上位の制御装置である車両制御部200からの信号も入力される。 Returning to the description of FIG. 1, the battery control unit 150 outputs the measured values of the battery voltage and temperature of the cell 111 output from the cell management unit 120, the current value from the current detection unit 130, and the voltage detection unit 140. The total voltage value of the assembled battery 110 and the battery characteristic information of the cell 111 stored in the storage unit 180 are input. Further, the cell management unit 120 has a function of diagnosing whether the cell 111 is overcharged or overdischarged, and a function of outputting an abnormal signal when a communication error or the like occurs in the cell management unit 120. The diagnosis results and abnormal signals are also input to the battery control unit 150. Further, a signal from the vehicle control unit 200, which is a higher-level control device, is also input to the battery control unit 150.

電池制御部150は、入力された情報、および記憶部180に予め記憶されている電流制限値や単電池111の電池特性に基づいて、組電池110の充放電を適切に制御するための電力制限値の演算、単電池111の充電状態(SOC:State Of Charge)や劣化状態(SOHR:State Of Health based on Resistance)の演算などを実行する。電池制御部150は、これらの演算結果や、その演算結果に基づく指令を、単電池管理部120や車両制御部200に出力する。 The battery control unit 150 limits the charge and discharge of the assembled battery 110 appropriately based on the input information, the current limit value stored in advance in the storage unit 180, and the battery characteristics of the cell 111. Calculation of the value, calculation of the state of charge (SOC: State Of Charge) and deterioration state (SOHR: State Of Health based on Resistance) of the cell 111, and the like are executed. The battery control unit 150 outputs these calculation results and commands based on the calculation results to the cell management unit 120 and the vehicle control unit 200.

記憶部180は、電池システム100の制限値や組電池110、単電池111、単電池群112a、112bの電池特性に関する情報を格納する。なお、本実施形態では、記憶部180は電池制御部150または単電池管理部120の外部に設置されている構成としたが、電池制御部150または単電池管理部120が記憶部を備える構成とし、この記憶部に上述の情報を格納してもよい。 The storage unit 180 stores information on the limit value of the battery system 100 and the battery characteristics of the assembled battery 110, the cell 111, and the cell groups 112a and 112b. In the present embodiment, the storage unit 180 is configured to be installed outside the battery control unit 150 or the cell management unit 120, but the battery control unit 150 or the cell management unit 120 is configured to include the storage unit. , The above-mentioned information may be stored in this storage unit.

電池制御部150と単電池管理部120は、フォトカプラのような絶縁素子170を介して、信号線160により信号の送受信を行う。絶縁素子170を設けるのは、電池制御部150と単電池管理部120とで、動作電源が異なるためである。すなわち、単電池管理部120は、組電池110から電力をうけて動作するのに対して、電池制御部150は、車載補機用のバッテリ(例えば14V系バッテリ)を電源として用いている。絶縁素子170は、単電池管理部120を構成する回路基板に実装しても良いし、電池制御部150を構成する回路基板に実装しても良い。尚、システム構成によっては、絶縁素子170を省略することも可能である。 The battery control unit 150 and the cell management unit 120 transmit and receive signals by the signal line 160 via an insulating element 170 such as a photocoupler. The reason why the insulating element 170 is provided is that the operating power sources are different between the battery control unit 150 and the cell management unit 120. That is, the cell management unit 120 operates by receiving electric power from the assembled battery 110, whereas the battery control unit 150 uses a battery for an in-vehicle auxiliary machine (for example, a 14V system battery) as a power source. The insulating element 170 may be mounted on the circuit board that constitutes the cell management unit 120, or may be mounted on the circuit board that constitutes the battery control unit 150. Depending on the system configuration, the insulating element 170 may be omitted.

本実施形態における電池制御部150と、単電池制御部121a、121bとの通信について説明する。単電池制御部121a、121bは、それぞれが監視する単電池群112a、112bの電位の高い順に従って直列に接続されている。電池制御部150が送信した信号は、絶縁素子170を介して、信号線160により単電池制御部121aに入力される。単電池制御部121aの出力と単電池制御部121bの入力との間も同様に、信号線160により接続され、信号の伝送を行う。尚、本実施形態では、単電池制御部121aと単電池制御部121bと間の接続には、絶縁素子170を介していないが、絶縁素子170を介していても良い。そして、単電池制御部121bの出力は、絶縁素子170、信号線160を介して、電池制御部150へ伝送される。このように、電池制御部150と、単電池制御部121a、121bは、信号線160により、ループ状に接続されている。このループ接続は、デイジーチェーン接続あるいは数珠繋ぎ接続もしくは芋づる式接続と呼ぶ場合もある。 The communication between the battery control unit 150 and the cell control units 121a and 121b in the present embodiment will be described. The cell control units 121a and 121b are connected in series in descending order of potential of the cell groups 112a and 112b monitored by each. The signal transmitted by the battery control unit 150 is input to the cell control unit 121a by the signal line 160 via the insulating element 170. Similarly, the output of the cell control unit 121a and the input of the cell control unit 121b are also connected by a signal line 160 to transmit a signal. In the present embodiment, the connection between the cell control unit 121a and the cell control unit 121b is not via the insulating element 170, but may be via the insulating element 170. Then, the output of the cell control unit 121b is transmitted to the battery control unit 150 via the insulating element 170 and the signal line 160. In this way, the battery control unit 150 and the cell control units 121a and 121b are connected in a loop by the signal line 160. This loop connection is sometimes referred to as a daisy chain connection, a beaded connection, or a potato-type connection.

車両制御部200は、電池制御部150の情報をもとに、電池システム100とリレー300及び310を介して接続されるインバータ400の制御を行う。電池システム100はインバータ400と接続され、組電池110が蓄えているエネルギーをもとに、モータジェネレータ410を駆動する。なお、車両制御部200は、電池制御部150から電力制限値を示す情報を受信した場合は、この電力制限値を超えないように、インバータ400の制御を行い、モータジェネレータ410を駆動する。電池制御部150が出力する電力制限値については後述する。 The vehicle control unit 200 controls the inverter 400 connected to the battery system 100 via the relays 300 and 310 based on the information of the battery control unit 150. The battery system 100 is connected to the inverter 400 and drives the motor generator 410 based on the energy stored in the assembled battery 110. When the vehicle control unit 200 receives information indicating the power limit value from the battery control unit 150, the vehicle control unit 200 controls the inverter 400 and drives the motor generator 410 so as not to exceed the power limit value. The power limit value output by the battery control unit 150 will be described later.

図3は、電池制御部150のブロック構成図である。
電池制御部150は、電池状態検知部151と、入出力可能電力演算部152と、充放電頻度演算部153と、電力制限率演算部154と、電力制限率反映部155とから構成される。
FIG. 3 is a block configuration diagram of the battery control unit 150.
The battery control unit 150 includes a battery state detection unit 151, an input / output possible power calculation unit 152, a charge / discharge frequency calculation unit 153, a power limit rate calculation unit 154, and a power limit rate reflection unit 155.

電池状態検知部151は、組電池110に流れる電流、組電池110の電圧、組電池110の温度の情報をもとに、組電池110のSOCやSOHRを演算して出力する。 The battery state detection unit 151 calculates and outputs the SOC and SOHR of the assembled battery 110 based on the information of the current flowing through the assembled battery 110, the voltage of the assembled battery 110, and the temperature of the assembled battery 110.

入出力可能電力演算部152は、SOC、SOHR、組電池110の温度をもとに、入出力可能電力を演算して出力する。尚、SOC、SOHR、入出力可能電力の演算手法については周知であるのでその説明を省略する。 The input / output possible power calculation unit 152 calculates and outputs the input / output possible power based on the temperatures of the SOC, SOHR, and the assembled battery 110. Since the calculation methods of SOC, SOHR, and input / output possible power are well known, the description thereof will be omitted.

充放電頻度演算部153は、組電池110に流れる電流をもとに、電流が連続して流れた通電時間を計測し、通電時間毎の頻度(回数)を格納する通電時間回数テーブルを出力する。出力された通電時間回数テーブルは、記憶部180に書き込まれ、次回の車両の起動時に読み出し、通電時間回数テーブルの中から最も頻度の高い通電時間を負荷特徴量として抽出し、電力制限率演算部154へ出力する。 The charge / discharge frequency calculation unit 153 measures the energization time in which the current flows continuously based on the current flowing in the assembled battery 110, and outputs an energization time frequency table that stores the frequency (number of times) for each energization time. .. The output energization time count table is written in the storage unit 180, read out at the next vehicle startup, extracts the most frequent energization time from the energization time count table as the load feature amount, and power limit rate calculation unit. Output to 154.

電力制限率演算部154は、負荷特徴量と電圧、温度、SOCに基づいて、電力制限率を演算し、電力制限率反映部155に出力する。電力制限率反映部155は、入出力可能電力と電力制限率とに基づき、電力制限値を演算する。電力制限率、電力制限値については後述する。 The power limit rate calculation unit 154 calculates the power limit rate based on the load feature amount, voltage, temperature, and SOC, and outputs the power limit rate to the power limit rate reflection unit 155. The power limit rate reflection unit 155 calculates the power limit value based on the input / output possible power and the power limit rate. The power limit rate and the power limit value will be described later.

図4(a)は、組電池110である二次電池を流れる電流を、図4(b)は、通電時間回数テーブルを示す図である。これらの図を参照して、充放電頻度演算部153による通電時間回数テーブルについて説明する。 FIG. 4A is a diagram showing a current flowing through a secondary battery which is an assembled battery 110, and FIG. 4B is a diagram showing a table of the number of times of energization time. With reference to these figures, the energization time number table by the charge / discharge frequency calculation unit 153 will be described.

図4(a)の横軸は時間であり、縦軸は二次電池を流れる電流の一例を示す。図4(a)において、電流を太線で示し、電流有効判定閾値を一点鎖線で示す。電流の絶対値が電流有効判定閾値より大きい領域は通電時間カウント有効領域である。電流の絶対値が電流有効判定閾値を下回る領域は通電時間カウント無効領域である。充放電頻度演算部153は、電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい場合、通電時間の計測を開始し、電流有効判定閾値を下回ったら、計測を終了する。そして、図4(b)に示す通電時間回数テーブルに、計測した通電時間に対応する頻度を+1加算する。 The horizontal axis of FIG. 4A is time, and the vertical axis shows an example of the current flowing through the secondary battery. In FIG. 4A, the current is indicated by a thick line, and the current effective determination threshold value is indicated by a alternate long and short dash line. The region where the absolute value of the current is larger than the current valid determination threshold is the energization time count effective region. The region where the absolute value of the current is below the current valid determination threshold is the energization time count invalid region. The charge / discharge frequency calculation unit 153 starts measuring the energization time when the absolute value of the current is larger than the current valid determination threshold value, and ends the measurement when it falls below the current valid determination threshold value. Then, the frequency corresponding to the measured energization time is added by +1 to the energization time frequency table shown in FIG. 4 (b).

図4(b)に示す通電時間は3秒毎に区分されており、図4(a)に示す電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい通電時間が1秒の場合は、図4(b)の通電時間0~2に対応する頻度を+1加算する。図4(a)に示す電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい通電時間が5秒の場合は、図4(b)の通電時間4~6に対応する頻度を+1加算する。図4(a)に示す電流の絶対値が電流有効判定閾値よりも大きい通電時間が18秒の場合は、図4(b)の通電時間16~18に対応する頻度を+1加算する。このようにして、充放電頻度演算部153は、通電時間毎の頻度情報を通電時間回数テーブルに蓄積する。頻度情報が蓄積された通電時間回数テーブルは、車両停止時に記憶部180に格納され、次回の車両起動時に記憶部180から読み込まれる。読み込んだテーブルから最も頻度の高い通電時間を選択し、選択した結果を負荷特徴量として電力制限率演算部154へ出力する。充放電頻度演算部153は、負荷特徴量を決定したら、内部に記憶している通電時間回数テーブルの頻度情報はクリアし、再度、頻度情報の蓄積を再開する。 The energization time shown in FIG. 4B is divided every 3 seconds, and when the absolute value of the current shown in FIG. 4A is larger than the current valid determination threshold value, the energization time is 1 second, and the energization time is shown in FIG. 4 (a). Add +1 to the frequency corresponding to the energization time 0 to 2 in b). When the energization time in which the absolute value of the current shown in FIG. 4 (a) is larger than the current valid determination threshold value is 5 seconds, the frequency corresponding to the energization times 4 to 6 in FIG. 4 (b) is added by +1. When the energization time in which the absolute value of the current shown in FIG. 4 (a) is larger than the current valid determination threshold value is 18 seconds, the frequency corresponding to the energization times 16 to 18 in FIG. 4 (b) is added by +1. In this way, the charge / discharge frequency calculation unit 153 stores the frequency information for each energization time in the energization time frequency table. The energization time frequency table in which the frequency information is accumulated is stored in the storage unit 180 when the vehicle is stopped, and is read from the storage unit 180 when the vehicle is started next time. The most frequent energization time is selected from the read table, and the selected result is output to the power limit rate calculation unit 154 as a load feature amount. After determining the load feature amount, the charge / discharge frequency calculation unit 153 clears the frequency information in the energization time frequency table stored internally, and resumes the accumulation of the frequency information again.

図5は、電力制限率演算部154のブロック構成図である。電力制限率演算部154は、閾値マップ選定部154-1と、閾値演算部154-2と、負荷判定指標演算部154-3と、制限率演算部154-4とにより構成される。 FIG. 5 is a block configuration diagram of the power limit rate calculation unit 154. The power limit rate calculation unit 154 is composed of a threshold map selection unit 154-1, a threshold value calculation unit 154-2, a load determination index calculation unit 154.3, and a limit rate calculation unit 154-2.

閾値マップ選定部154-1は、予め記憶部180に格納しておいた各負荷特徴量、本実施形態では、通電時間に対応した制限閾値マップのデータベースから、充放電頻度演算部153で決定された負荷特徴量に対応した制限閾値マップ(図7(a)または(b))を選択する。閾値演算部154-2は選択された図7(a)または(b)の制限閾値マップに基づいて、二次電池の温度と予め定められた時間窓Twに対応した電圧差制限値を決定して出力する。制限閾値マップおよび時間窓Twについては図7を参照して後述する。なお、制限閾値マップは電圧もしくは電流の制限特性である。 The threshold map selection unit 154-1 is determined by the charge / discharge frequency calculation unit 153 from each load feature amount stored in the storage unit 180 in advance, and in this embodiment, a database of limit threshold maps corresponding to the energization time. Select the limit threshold map (FIGS. 7A or 7B) corresponding to the load feature amount. The threshold value calculation unit 154-2 determines the voltage difference limit value corresponding to the temperature of the secondary battery and the predetermined time window Tw based on the selected limit threshold value map of FIG. 7A or FIG. 7B. And output. The limit threshold map and the time window Tw will be described later with reference to FIG. The limit threshold map is a voltage or current limit characteristic.

負荷判定指標演算部154-3は、電圧差制限値と、二次電池の電圧、SOCに基づいて負荷判定指標を演算して出力する。以下、負荷判定指標の演算について説明する。
負荷判定指標演算部154-3は、入力されたSOCを開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)に変換し、以下の式(1)により電池電圧(CCV:Closed circuit voltage)と開放電圧の差分(以下、電圧差)を求める。

Figure 0007103809000001
ここで、ΔV(t)は電圧差(V)である。 The load determination index calculation unit 154-3 calculates and outputs the load determination index based on the voltage difference limit value, the voltage of the secondary battery, and the SOC. Hereinafter, the calculation of the load determination index will be described.
The load determination index calculation unit 154-3 converts the input SOC into an open circuit voltage (OCV), and the difference between the battery voltage (CCV: Closed circuit voltage) and the open circuit voltage (CCV: Closed circuit voltage) according to the following equation (1). Hereinafter, the voltage difference) is obtained.
Figure 0007103809000001
Here, ΔV (t) is the voltage difference (V).

次に、過去の二次電池の使用履歴を判定する指標として、式(1)のΔV(t)の二乗に対する一次遅れフィルタ適用結果を以下の式(2)に基づいて演算する。

Figure 0007103809000002
ここで、ΔVFiter(t)はΔV2の一次遅れフィルタ適用結果(V2)、tsは制御周期(sec)、Twは時間窓(sec)である。 Next, as an index for determining the past usage history of the secondary battery, the result of applying the first-order lag filter to the square of ΔV (t) in the equation (1) is calculated based on the following equation (2).
Figure 0007103809000002
Here, ΔV Fiter (t) is the result of applying the first-order lag filter of ΔV2 (V2), t s is the control period (sec), and Tw is the time window (sec).

更に、式(3)で電圧の単位を揃える。

Figure 0007103809000003
ここで、ΔVRMS(t)は実効電圧差(V)である。そして、次式(4)で負荷判定指標(%)を求める。
Figure 0007103809000004
ここで、ΔVThresh(t)は制限閾値(V)、ΔVRatio(t)は負荷判定指標(%)である。 Further, the units of the voltage are aligned by the equation (3).
Figure 0007103809000003
Here, ΔV RMS (t) is the effective voltage difference (V). Then, the load determination index (%) is obtained by the following equation (4).
Figure 0007103809000004
Here, ΔV Thresh (t) is the limiting threshold value (V), and ΔV Ratio (t) is the load determination index (%).

次に、制限率演算部154-4について図6を参照して説明する。図6は、負荷判定指標(%)と電力制限率との関係を示すグラフである。図6の横軸は負荷判定指標、縦軸は電力制限率を示している。負荷判定指標がTh1を超えると、電力制限率が1から減少し、Th2に到達したところで0となる。制限率演算部154-4は、負荷判定指標演算部154-3から出力された負荷判定指標をもとに図6に示すグラフを参照して電力制限率を演算する。 Next, the limit rate calculation unit 154-4 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the load determination index (%) and the power limit rate. The horizontal axis of FIG. 6 shows the load determination index, and the vertical axis shows the power limit rate. When the load determination index exceeds Th1, the power limit rate decreases from 1, and becomes 0 when Th2 is reached. The limit rate calculation unit 154-4 calculates the power limit rate with reference to the graph shown in FIG. 6 based on the load determination index output from the load determination index calculation unit 154-3.

図3に戻って、電力制限率反映部155について説明する。電力制限率反映部155では、電力制限率演算部154で演算した電力制限率と入出力可能電力演算部152で演算した入出力可能電力とから、以下の式(5)(6)に基づき、電力制限値を演算する。

Figure 0007103809000005
ここで、k(t)は電力制限率、Pchg_nolimit(t)は充電側の入出力可能電力、Pchg(t)は充電側の電力制限値である。
Figure 0007103809000006
ここで、k(t)は電力制限率、Pdis_nolimit(t)は放電側の入出力可能電力、Pdis(t)は放電側の電力制限値である。 Returning to FIG. 3, the power limit rate reflecting unit 155 will be described. In the power limit rate reflection unit 155, the power limit rate calculated by the power limit rate calculation unit 154 and the input / output possible power calculated by the input / output possible power calculation unit 152 are based on the following equations (5) and (6). Calculate the power limit value.
Figure 0007103809000005
Here, k (t) is the power limit rate, Pchg_nolimit (t) is the input / output possible power on the charging side, and Pchg (t) is the power limit value on the charging side.
Figure 0007103809000006
Here, k (t) is the power limit rate, Pdis_nolimit (t) is the input / output possible power on the discharge side, and Pdis (t) is the power limit value on the discharge side.

図7(a)、図7(b)は、制限閾値マップの一例を示す図である。制限閾値マップは負荷特徴量、本実施形態では通電時間、に対応して記憶部180に格納されている。図7(a)、図7(b)の横軸は時間窓を、縦軸は電圧差制限値を表す。時間窓は、一次遅れフィルタの時定数であり、予め定められた定数である。 7 (a) and 7 (b) are diagrams showing an example of a limit threshold map. The limit threshold map is stored in the storage unit 180 according to the load feature amount and the energization time in the present embodiment. The horizontal axis of FIGS. 7 (a) and 7 (b) represents the time window, and the vertical axis represents the voltage difference limit value. The time window is the time constant of the first-order lag filter, which is a predetermined constant.

図7(a)は短時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップである。図7(b)は長時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップであり、図7(a)と比較して、電圧差制限値も低くなる。また、二次電池の温度が低くなるほど電圧差制限値も低くなる。例えば、算出した負荷特徴量が短時間の連続通電である場合には、図7(a)の制限閾値マップが適用される。これらの負荷特徴量に応じた制限閾値マップは、予め二次電池の充放電試験により取得したもので、二次電池の制限特性を反映したものである。なお、制限閾値マップは図7(a)、図7(b)に示す2つに限定せず、通電時間に対応して複数設けてもよい。 FIG. 7A is a limit threshold map corresponding to the case where the frequency of continuous energization for a short time is high. FIG. 7B is a limit threshold map corresponding to a case where the frequency of continuous energization for a long time is high, and the voltage difference limit value is also lower than that of FIG. 7A. Further, the lower the temperature of the secondary battery, the lower the voltage difference limit value. For example, when the calculated load feature amount is continuous energization for a short time, the limit threshold map of FIG. 7A is applied. These limit threshold maps according to the load feature amount are obtained in advance by the charge / discharge test of the secondary battery, and reflect the limit characteristics of the secondary battery. The limit threshold map is not limited to the two shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), and a plurality of limit threshold maps may be provided according to the energization time.

図8(a)、図8(b)は、連続通電時間の異なる電流波形を示すグラフである。各図において、横軸は時間を、縦軸は電流を表す。さらに各図において、電流を太線で示し、電流有効判定閾値を一点鎖線で示す。図8(a)は、短時間通電の頻度が高い充放電の場合を示す。図8(b)は、長時間通電の頻度が高い充放電の場合を示す。 8 (a) and 8 (b) are graphs showing current waveforms having different continuous energization times. In each figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current. Further, in each figure, the current is indicated by a thick line, and the current effective determination threshold value is indicated by a long-dotted chain line. FIG. 8A shows the case of charging / discharging in which the frequency of short-time energization is high. FIG. 8B shows the case of charging / discharging in which the frequency of energization for a long time is high.

図9(a)、図9(b)は、連続通電時間の異なる電流波形が入力されたときの劣化挙動を示すグラフである。各図において、横軸は時間を、縦軸はSOHRを表す。図9(a)は、図8(a)の電流波形が繰り返し入力された場合の劣化挙動に対応し、短時間通電の頻度が高い充放電時の劣化挙動を示す。図9(b)は、図8(b)の電流波形が繰り返し入力された場合の劣化挙動に対応し、長時間通電の頻度が高い充放電時の劣化挙動を示す。図9(a)、図9(b)に示すように、電流もしくは電力の二乗平均値が同一であっても、充電もしくは放電の連続通電時間が異なると劣化挙動が異なる。具体的には、連続通電時間が長いケースでは、ある時刻で抵抗が急峻に上昇する領域Qがあり、劣化が急激に進む傾向が見られる。本実施形態では、劣化の急激な進行を抑制するため、電流二乗平均値が同一、かつ、連続通電時間の異なるパルス電流によるサイクル試験を実施し、劣化の急激な進行が発現しないような制限閾値マップを設定する。 9 (a) and 9 (b) are graphs showing deterioration behavior when current waveforms having different continuous energization times are input. In each figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents SOHR. FIG. 9A corresponds to the deterioration behavior when the current waveform of FIG. 8A is repeatedly input, and shows the deterioration behavior during charging / discharging in which the frequency of short-time energization is high. FIG. 9B corresponds to the deterioration behavior when the current waveform of FIG. 8B is repeatedly input, and shows the deterioration behavior during charging / discharging in which the frequency of long-term energization is high. As shown in FIGS. 9A and 9B, even if the mean square value of current or electric power is the same, the deterioration behavior differs depending on the continuous energization time of charging or discharging. Specifically, in the case where the continuous energization time is long, there is a region Q in which the resistance rises sharply at a certain time, and the deterioration tends to progress rapidly. In the present embodiment, in order to suppress the rapid progress of deterioration, a cycle test is carried out using pulse currents having the same root mean square value and different continuous energization times, and a limiting threshold value so that the rapid progress of deterioration does not occur. Set the map.

図10は、電池制御部150の動作を示すフローチャートである。
ステップS101で車両始動信号を受信すると、次のステップS102に進む。ステップS102では、充放電頻度演算部153は、前回走行終了時までの通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180から読み出し、次のステップS103に進む。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the battery control unit 150.
When the vehicle start signal is received in step S101, the process proceeds to the next step S102. In step S102, the charge / discharge frequency calculation unit 153 reads out the frequency information of the energization time until the end of the previous run, that is, the energization time number table from the storage unit 180, and proceeds to the next step S103.

ステップS103では、読み出した通電時間回数テーブルから最も頻度(回数)の高い通電時間を負荷特徴量として決定し、ステップS104へ進む。
ステップS104では、決定された通電時間、すなわち負荷特徴量に対応する制限閾値マップを記憶部180から読み出して選定する。そして、充放電頻度演算部153に記憶している通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルをクリアする。
In step S103, the most frequent (number of times) energization time is determined as the load feature amount from the read energization time number table, and the process proceeds to step S104.
In step S104, the determined energization time, that is, the limit threshold map corresponding to the load feature amount is read from the storage unit 180 and selected. Then, the frequency information of the energization time stored in the charge / discharge frequency calculation unit 153, that is, the energization time frequency table is cleared.

ステップS105では、電力制限率演算部154は、選定した制限閾値マップに基づき決定された電圧差制限値、電圧、温度、SOCに基づき、電力制限率を演算する。そして、電力制限率反映部155は、入出力可能電力と電力制限率に基づいて電力制限値を演算する。演算された電力制限値は車両制御部200へ出力される。車両制御部200は、インバータ400を駆動して、入力された電力制限値を超えないように二次電池への入出力可能電力を制限する。また、充放電頻度演算部153は、新たに通電時間の頻度情報を更新する。 In step S105, the power limit rate calculation unit 154 calculates the power limit rate based on the voltage difference limit value, the voltage, the temperature, and the SOC determined based on the selected limit threshold map. Then, the power limit rate reflection unit 155 calculates the power limit value based on the input / output possible power and the power limit rate. The calculated power limit value is output to the vehicle control unit 200. The vehicle control unit 200 drives the inverter 400 to limit the input / output power to the secondary battery so as not to exceed the input power limit value. In addition, the charge / discharge frequency calculation unit 153 newly updates the frequency information of the energization time.

ステップS106では、車両停止信号を受信したかを判定する。車両停止信号を受信するまでは、ステップS105による動作を継続し、車両停止信号を受信した後、通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180に記憶し、電池制御部150は動作を停止する。 In step S106, it is determined whether or not the vehicle stop signal has been received. Until the vehicle stop signal is received, the operation according to step S105 is continued, and after receiving the vehicle stop signal, the frequency information of the energization time, that is, the energization time number table is stored in the storage unit 180, and the battery control unit 150 operates. To stop.

図11(a)(b)は、本実施形態を適用しない場合のバッテリ電力、SOHRをそれぞれ示している。図11(a)において、Pchgは充電側の電力制限値、Pdisは放電側の電力制限値である。本実施形態を適用しない場合、車両起動時に頻度情報に基づく制限閾値マップの変更を行わず、同一の制限閾値マップを常時、使用する。このため、図11(a)に示すように、車両停止信号を受信するまでの充放電の履歴を反映した電力の制限を実行することができない。結果として、車両停止信号受信前に長い通電時間の電流が高頻度に発生するような充放電をしていたとしても、これに合わせた適切な制限を行うことが出来ず、図11(b)に示すように、過度な電池使用により、充放電中に内部抵抗が急峻に上昇する領域Qがある。 11 (a) and 11 (b) show the battery power and SOHR when this embodiment is not applied, respectively. In FIG. 11A, Pchg is the power limit value on the charging side, and Pdis is the power limit value on the discharging side. When this embodiment is not applied, the limit threshold map is not changed based on the frequency information when the vehicle is started, and the same limit threshold map is always used. Therefore, as shown in FIG. 11A, it is not possible to execute the power limitation that reflects the charge / discharge history until the vehicle stop signal is received. As a result, even if charging / discharging is performed so that a current with a long energization time is frequently generated before receiving the vehicle stop signal, it is not possible to appropriately limit the charge / discharge according to this, and FIG. 11 (b) shows. As shown in the above, there is a region Q in which the internal resistance sharply increases during charging / discharging due to excessive battery use.

図12(a)(b)(c)は、本実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示している。Pchgは充電側の電力制限値、Pdisは放電側の電力制限値である。車両停止信号を受信した場合に頻度情報を記憶し、車両起動信号を受信後に、記憶している頻度情報をもとに制限閾値マップを設定する。図12の例は、短い通電時間に対応した図7(a)の制限閾値マップに基づいて演算された負荷判定指標が、長い通電時間に対応した制限閾値マップに基づいて演算された負荷判定指標に変化した場合を想定して示している。その結果、図12(b)に示すように、負荷判定指標が閾値を上回ることになる。これにより、図12(a)に示すように、電力が制限され、電池の過渡な使用が抑えられる。そして、図12(c)に示すように、領域Q’においてもSOHRが抑えられて二次電池の劣化が抑制される。 12 (a), (b), and (c) show the battery power, the load determination index, and the SOHR when the present embodiment is applied, respectively. Pchg is the power limit value on the charging side, and Pdis is the power limit value on the discharging side. When the vehicle stop signal is received, the frequency information is stored, and after the vehicle start signal is received, the limit threshold map is set based on the stored frequency information. In the example of FIG. 12, the load determination index calculated based on the limit threshold map of FIG. 7A corresponding to the short energization time is the load determination index calculated based on the limit threshold map corresponding to the long energization time. It is shown assuming the case where it changes to. As a result, as shown in FIG. 12B, the load determination index exceeds the threshold value. As a result, as shown in FIG. 12A, the power is limited and the transient use of the battery is suppressed. Then, as shown in FIG. 12 (c), SOHR is suppressed also in the region Q', and deterioration of the secondary battery is suppressed.

尚、本実施形態では、電池電圧と開放電圧の電圧差をもとに、式(1)から式(4)に基づいて、負荷判定指標を演算する構成としているが、これに限定されるものではない。電圧差を用いた場合と同様の手法で、電流を用いて、以下の式(7)から式(9)に基づいて、負荷判定指標を演算する構成としてもよい。

Figure 0007103809000007
Figure 0007103809000008
Figure 0007103809000009
ここで、I(t):電流(A)、IFiter(t):I2の一次遅れフィルタ適用結果(A2)、ts:制御周期(sec)、Tw:時間窓(sec)、IRMS(t):実効電流(A)、IThresh(t):電流制限値(A)、IRatio(t):電流ベース負荷判定指標(%)である。 In the present embodiment, the load determination index is calculated based on the equations (1) to (4) based on the voltage difference between the battery voltage and the open circuit voltage, but the present embodiment is limited to this. is not. The load determination index may be calculated based on the following equations (7) to (9) using the current in the same manner as when the voltage difference is used.
Figure 0007103809000007
Figure 0007103809000008
Figure 0007103809000009
Here, I (t): current (A), I Fiter (t): I2 first-order lag filter application result (A2), t s : control cycle (sec), T w : time window (sec), I RMS (t): Effective current (A), I Thresh (t): Current limit value (A), I Ratio (t): Current-based load judgment index (%).

図13(a)、図13(b)は、電流制限値による制限閾値マップの一例を示す図である。制限閾値マップは、二次電池の特性に応じて、負荷特徴量、本実施形態では通電時間、に対応付けて記憶部180に格納されている。図13(a)、図13(b)の横軸は時間窓を、縦軸は電流制限値を表す。図13(a)は短時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップである。図13(b)は長時間の連続通電の頻度が高い場合に対応した制限閾値マップであり、図13(a)と比較して、電流制限値も低くなる。また、二次電池の温度が低くなるほど電流制限値も低くなる。例えば、算出した負荷特徴量が短時間の連続通電である場合には、図13(a)の制限閾値マップが適用される。これらの負荷特徴量に応じた制限閾値マップは予め二次電池の充放電試験により取得する。 13 (a) and 13 (b) are diagrams showing an example of a limit threshold map based on a current limit value. The limit threshold map is stored in the storage unit 180 in association with the load feature amount and the energization time in the present embodiment according to the characteristics of the secondary battery. The horizontal axis of FIGS. 13 (a) and 13 (b) represents the time window, and the vertical axis represents the current limit value. FIG. 13A is a limit threshold map corresponding to the case where the frequency of continuous energization for a short time is high. FIG. 13B is a limit threshold map corresponding to a case where the frequency of continuous energization for a long time is high, and the current limit value is also lower than that of FIG. 13A. Further, the lower the temperature of the secondary battery, the lower the current limit value. For example, when the calculated load feature amount is continuous energization for a short time, the limit threshold map of FIG. 13A is applied. The limit threshold map corresponding to these load features is acquired in advance by a charge / discharge test of the secondary battery.

電流制限値をもとに電力を制限する場合においても、図10に示したフローチャートと同様の手順に沿って処理を行う。この場合も、先に述べた電圧差制限値をもとに電力を制限する場合と同等の効果を得ることができる。 Even when the power is limited based on the current limit value, the process is performed according to the same procedure as the flowchart shown in FIG. In this case as well, the same effect as in the case of limiting the power based on the voltage difference limit value described above can be obtained.

本実施形態によれば、二次電池の使用状態に応じた適切な電力制限値を演算することが可能となり、二次電池の劣化を適切に抑制し、結果として電池システムの保護とエネルギーの最大活用を両立することが可能な電池制御装置を提供することが出来る。 According to this embodiment, it is possible to calculate an appropriate power limit value according to the usage state of the secondary battery, appropriately suppress the deterioration of the secondary battery, and as a result, protect the battery system and maximize the energy. It is possible to provide a battery control device capable of achieving both utilization.

[第2の実施形態]
第2の実施形態について図14~図18を参照して説明する。第1の実施形態において、図1に示した電池システムの構成図、図2に示した単電池制御部の回路構成を示す図、図3に示した電池制御部のブロック構成図は、本実施形態でも同様であるので、図示およびその説明を省略する。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 18. In the first embodiment, the configuration diagram of the battery system shown in FIG. 1, the diagram showing the circuit configuration of the cell control unit shown in FIG. 2, and the block configuration diagram of the battery control unit shown in FIG. 3 are the present embodiment. Since the same applies to the form, the illustration and description thereof will be omitted.

第1の実施形態では、図7(a)、図7(b)に例示するような、短時間の通電の頻度、長時間の通電の頻度に対応する制限閾値マップを記憶部180に格納し、通電時間の頻度(回数)の多いものを負荷特徴量として、この負荷特徴量に対応する電圧差制限閾値マップまたは電流制限閾値マップを選択して電力を制限する電池制御装置について述べた。第2の実施形態では、負荷特徴量に対応する電力制限率マップを用いて電力を制限する電池制御装置について述べる。 In the first embodiment, the storage unit 180 stores a limit threshold map corresponding to the frequency of short-time energization and the frequency of long-term energization as illustrated in FIGS. 7 (a) and 7 (b). The battery control device that limits the electric power by selecting the voltage difference limit threshold map or the current limit threshold map corresponding to the load feature amount is described. In the second embodiment, the battery control device that limits the power using the power limit rate map corresponding to the load feature amount will be described.

図14は、第2の実施形態における電力制限率演算部154’のブロック構成図である。電力制限率演算部154’は、閾値演算部154-2’と、負荷判定指標演算部154-3’と、制限率演算部154-4’と、制限開始/終了閾値決定部154-5’とにより構成される。 FIG. 14 is a block configuration diagram of the power limit rate calculation unit 154'in the second embodiment. The power limit rate calculation unit 154'has a threshold value calculation unit 154-2', a load determination index calculation unit 154-3', a limit rate calculation unit 154.4', and a limit start / end threshold value determination unit 154-5'. It is composed of.

図15は、制限開始終了閾値テーブルを示す図である。制限開始終了閾値テーブルは、負荷特徴量(通電時間)に対応して、制限開始閾値(Th1)と制限終了閾値(Th2)とを記憶している。例えば、負荷特徴量(通電時間)が5秒以上で30秒未満では、制限開始閾値は、Th1-1であり、制限終了閾値は、Th2-1である。制限開始閾値および制限終了閾値は、例えば、通電時間が長い程、小さい値を設定する。制限開始終了閾値テーブルは予め記憶部180に記憶されている。 FIG. 15 is a diagram showing a limit start / end threshold table. The limit start / end threshold table stores the limit start threshold (Th1) and the limit end threshold (Th2) corresponding to the load feature amount (energization time). For example, when the load feature amount (energization time) is 5 seconds or more and less than 30 seconds, the limit start threshold value is Th1-1 and the limit end threshold value is Th2-1. For example, the longer the energization time, the smaller the limit start threshold value and the limit end threshold value are set. The limit start / end threshold table is stored in the storage unit 180 in advance.

制限開始/終了閾値決定部154-5’は、入力された負荷特徴量に対応した制限開始閾値および制限終了閾値を図15に示す制限開始終了閾値テーブルを参照して決定する。決定した制限開始閾値および制限終了閾値は、制限率演算部154-4’へ送信される。 The limit start / end threshold determination unit 154-5'determines the limit start threshold and the limit end threshold corresponding to the input load feature amount with reference to the limit start / end threshold table shown in FIG. The determined limit start threshold value and limit end threshold value are transmitted to the limit rate calculation unit 154-4'.

閾値演算部154-2’は、図7を参照して説明した制限閾値マップのうち平均的な制限閾値マップを一つ記憶している。そして、閾値演算部154-2’は、記憶している制限閾値マップに基づいて、二次電池の温度と予め定められた時間窓Twに対応した電圧差制限値を決定して出力する。 The threshold value calculation unit 154-2'stores one average limit threshold value map among the limit threshold value maps described with reference to FIG. 7. Then, the threshold value calculation unit 154-2'determines and outputs the voltage difference limit value corresponding to the temperature of the secondary battery and the predetermined time window Tw based on the stored limit threshold value map.

負荷判定指標演算部154-3’は、電圧差制限値と、二次電池の電圧、SOCに基づいて負荷判定指標を演算して出力する。負荷判定指標の演算は、第1の実施形態で述べた負荷判定指標演算部154-3による演算と同様であるのでその説明を省略する。 The load determination index calculation unit 154-3'calculates and outputs the load determination index based on the voltage difference limit value, the voltage of the secondary battery, and the SOC. Since the calculation of the load determination index is the same as the calculation by the load determination index calculation unit 154-3 described in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

制限率演算部154-4’は、制限開始閾値および制限終了閾値に対応する電力制限率マップと負荷判定指標とに基づき、電力制限率を演算して出力する。 The limit rate calculation unit 154-4'calculates and outputs the power limit rate based on the power limit rate map corresponding to the limit start threshold value and the limit end threshold value and the load determination index.

図16(a)、図16(b)は、制限率演算部154-4’における負荷判定指標と電力制限率を対応付けた電力制限率マップである。図16(a)、図16(b)において、横軸は負荷判定指標を、縦軸は電力制限率を示す。これらの電力制限率マップは、図15で示した制限開始終了閾値テーブルの制限開始閾値(Th1)と制限終了閾値(Th2)で規定されるマップを示している。これらの負荷特徴量に応じた電力制限率マップは、予め二次電池の充放電試験により取得したもので、二次電池の制限特性を反映したものである。なお、電力制限率マップは記憶部180に記憶してもよく、また記憶部180に記憶されている制限開始終了閾値テーブルの制限開始閾値(Th1)と制限終了閾値(Th2)に基づいて演算・生成してもよい。 16 (a) and 16 (b) are power limit rate maps in which the load determination index and the power limit rate in the limit rate calculation unit 154-4'are associated with each other. In FIGS. 16A and 16B, the horizontal axis represents the load determination index and the vertical axis represents the power limit rate. These power limit rate maps show maps defined by the limit start threshold value (Th1) and the limit end threshold value (Th2) in the limit start / end threshold value table shown in FIG. The power limit rate map according to these load features was obtained in advance by a charge / discharge test of the secondary battery, and reflects the limiting characteristics of the secondary battery. The power limit rate map may be stored in the storage unit 180, and is calculated based on the limit start threshold value (Th1) and the limit end threshold value (Th2) of the limit start / end threshold value table stored in the storage unit 180. It may be generated.

図16(a)は、短時間の通電頻度が高い場合を示している。この図では、負荷判定指標が比較的大きい範囲で制限開始閾値Th1-1、制限終了閾値Th2-1が設定されている。制限開始閾値Th1-1以下の負荷判定指標では電力出力の制限は行わない。制限開始閾値Th1-1から徐々に電力出力の制限を行い、制限終了閾値Th2-1では完全に電力を制限する。 FIG. 16A shows a case where the frequency of energization for a short time is high. In this figure, the limit start threshold Th1-1 and the limit end threshold Th2-1 are set in a range in which the load determination index is relatively large. The power output is not limited by the load determination index below the limit start threshold Th1-1. The power output is gradually limited from the limit start threshold Th1-1, and the power is completely limited at the limit end threshold Th2-1.

図16(b)は、長時間の通電頻度が高い場合を示している。制限開始閾値Th1-2、制限終了閾値Th2-2を、短時間の通電頻度が高い場合よりも、より負荷判定指標が小さい範囲で設定されている。これにより、短時間通電の場合よりもより制限を厳しく設定することができる。 FIG. 16B shows a case where the frequency of energization for a long time is high. The limit start threshold value Th1-2 and the limit end threshold value Th2-2 are set in a range in which the load determination index is smaller than that in the case where the energization frequency for a short time is high. This makes it possible to set stricter restrictions than in the case of short-time energization.

図17は、第2の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。
ステップS201で車両始動信号を受信すると、次のステップS202に進む。ステップS202では、充放電頻度演算部153は、前回走行終了時までの通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180から読み出し、次のステップS203に進む。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the battery control unit according to the second embodiment.
When the vehicle start signal is received in step S201, the process proceeds to the next step S202. In step S202, the charge / discharge frequency calculation unit 153 reads out the frequency information of the energization time until the end of the previous run, that is, the energization time number table from the storage unit 180, and proceeds to the next step S203.

ステップS203では、読み出した通電時間回数テーブルから最も頻度(回数)の高い通電時間を負荷特徴量として決定し、ステップS204へ進む。
ステップS204では、決定された通電時間、すなわち負荷特徴量に対応する制限開始終了閾値テーブルを記憶部180から読み出して、制限開始閾値および制限終了閾値を決定する。そして、充放電頻度演算部153に記憶している通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルをクリアする。
In step S203, the most frequent (number of times) energization time is determined as the load feature amount from the read energization time number table, and the process proceeds to step S204.
In step S204, the limit start / end threshold table corresponding to the determined energization time, that is, the load feature amount is read from the storage unit 180, and the limit start threshold and the limit end threshold are determined. Then, the frequency information of the energization time stored in the charge / discharge frequency calculation unit 153, that is, the energization time frequency table is cleared.

ステップS205では、電力制限率演算部154’は、決定した制限開始閾値および制限終了閾値に対応する電力制限率マップに基づいて、電力制限率を演算する。そして、電力制限率反映部155は、入出力可能電力と電力制限率に基づいて電力制限値を演算する。演算された電力制限値は車両制御部200へ出力される。車両制御部200は、インバータ400を駆動して、入力された電力制限値を超えないように二次電池への入出力可能電力を制限する。また、充放電頻度演算部153は、新たに通電時間の頻度情報を更新する。 In step S205, the power limit rate calculation unit 154'calculates the power limit rate based on the power limit rate map corresponding to the determined limit start threshold value and limit end threshold value. Then, the power limit rate reflection unit 155 calculates the power limit value based on the input / output possible power and the power limit rate. The calculated power limit value is output to the vehicle control unit 200. The vehicle control unit 200 drives the inverter 400 to limit the input / output power to the secondary battery so as not to exceed the input power limit value. In addition, the charge / discharge frequency calculation unit 153 newly updates the frequency information of the energization time.

ステップS206では、車両停止信号を受信したかを判定する。車両停止信号を受信するまでは、ステップS205による動作を継続し、車両停止信号を受信した後、通電時間の頻度情報、すなわち通電時間回数テーブルを記憶部180に記憶し、電池制御部150は動作を停止する。 In step S206, it is determined whether or not the vehicle stop signal has been received. Until the vehicle stop signal is received, the operation according to step S205 is continued, and after receiving the vehicle stop signal, the frequency information of the energization time, that is, the energization time number table is stored in the storage unit 180, and the battery control unit 150 operates. To stop.

図18(a)(b)(c)は、本実施形態を適用した場合のバッテリ電力、負荷判定指標、SOHRをそれぞれ示している。Pchgは充電側の電力制限値、Pdisは放電側の電力制限値である。車両停止信号受信した場合に頻度情報を記憶し、車両起動信号受信した場合に、記憶している頻度情報をもとに制限開始閾値および制限終了閾値を決定する。その結果、長い通電時間に対応した制限開始閾値および制限終了閾値に対応する電力制限率マップを適用すると、図18(b)に示すように、負荷判定指標が閾値を上回る。これにより、図18(a)に示すように、電力が制限され、電池の過渡な使用が抑えられる。そして、図18(c)に示すように、領域Q’’においてもSOHRが抑えられて二次電池の劣化が抑制されることが分かる。 18 (a), (b), and (c) show the battery power, the load determination index, and the SOHR when the present embodiment is applied, respectively. Pchg is the power limit value on the charging side, and Pdis is the power limit value on the discharging side. When the vehicle stop signal is received, the frequency information is stored, and when the vehicle start signal is received, the limit start threshold value and the limit end threshold value are determined based on the stored frequency information. As a result, when the power limit rate map corresponding to the limit start threshold value and the limit end threshold value corresponding to the long energization time is applied, the load determination index exceeds the threshold value as shown in FIG. 18 (b). As a result, as shown in FIG. 18A, the power is limited and the transient use of the battery is suppressed. Then, as shown in FIG. 18C, it can be seen that SOHR is suppressed and the deterioration of the secondary battery is suppressed also in the region Q ″.

本実施形態によれば、二次電池の使用状態に応じた適切な電力制限値を演算することが可能となり、二次電池の劣化を適切に抑制し、結果として電池システムの保護とエネルギーの最大活用を両立することが可能な電池制御装置を提供することが出来る。 According to this embodiment, it is possible to calculate an appropriate power limit value according to the usage state of the secondary battery, appropriately suppress the deterioration of the secondary battery, and as a result, protect the battery system and maximize the energy. It is possible to provide a battery control device capable of achieving both utilization.

[第3の実施形態]
第1の実施形態や第2の実施形態では、負荷特徴量を通電時間の頻度情報をもとに、最も頻度の高い通電時間に対応した制限閾値マップや電力制限率マップを用いた。第3の実施形態では、電流値を周波数分析(フーリエ変換)し、周波数に応じたパワースペクトルを求めて、最もパワースペクトルの高い周波数に対応した制限閾値マップを選択し、負荷判定指標を演算する。
[Third Embodiment]
In the first embodiment and the second embodiment, the limit threshold map and the power limit rate map corresponding to the most frequent energization time are used for the load feature amount based on the frequency information of the energization time. In the third embodiment, the current value is frequency-analyzed (Fourier transform), the power spectrum corresponding to the frequency is obtained, the limit threshold map corresponding to the frequency having the highest power spectrum is selected, and the load determination index is calculated. ..

第3の実施形態について図19~図22を参照して説明する。
第1の実施形態において、図1に示した電池システムの構成図、図2に示した単電池制御部の回路構成を示す図、図3に示した電池制御部のブロック構成図は、本実施形態でも同様であるので、図示およびその説明を省略する。
本実施形態における電池制御部150は、第1の実施形態で説明した図3に記載の構成と同様であるが、電池制御部150における充放電頻度演算部153の処理内容が異なる。
The third embodiment will be described with reference to FIGS. 19 to 22.
In the first embodiment, the configuration diagram of the battery system shown in FIG. 1, the diagram showing the circuit configuration of the cell control unit shown in FIG. 2, and the block configuration diagram of the battery control unit shown in FIG. 3 are the present embodiment. Since the same applies to the form, the illustration and description thereof will be omitted.
The battery control unit 150 in this embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 3 described in the first embodiment, but the processing content of the charge / discharge frequency calculation unit 153 in the battery control unit 150 is different.

図19、図20に基づき、本実施形態における充放電頻度演算部153の動作を説明する。図19は二次電池を流れる電流とサンプリング点を示す図である。横軸は時間、縦軸は電流を示す。本実施形態における充放電頻度演算部153は、図19に示すように、入力である電流値を所定のサンプリング周期で車両の1走行中、もしくは、所定のサンプリング点数を確保出来るまでサンプリングする。そして、サンプリングした結果を用いて周波数解析(フーリエ変換)を行い、周波数毎のパワースペクトルを計算する。 The operation of the charge / discharge frequency calculation unit 153 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. 19 is a diagram showing a current flowing through a secondary battery and a sampling point. The horizontal axis shows time and the vertical axis shows current. As shown in FIG. 19, the charge / discharge frequency calculation unit 153 in the present embodiment samples the input current value in a predetermined sampling cycle during one running of the vehicle or until a predetermined number of sampling points can be secured. Then, frequency analysis (Fourier transform) is performed using the sampled results, and the power spectrum for each frequency is calculated.

図20は、パワースペクトルと周波数の関係を示す図である。横軸は周波数、縦軸はパワースペクトルを示す。本実施形態では、最も強度の高いパワースペクトルに対応した周波数を特定し、特定した周波数に基づいて、制限閾値マップを決定する。 FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the power spectrum and the frequency. The horizontal axis shows the frequency and the vertical axis shows the power spectrum. In this embodiment, the frequency corresponding to the highest intensity power spectrum is specified, and the limit threshold map is determined based on the specified frequency.

図21(a)(b)は、本実施形態における制限閾値マップの一例を示す図である。図21(a)は負荷の周波数が高い場合の制限値を示しており、図21(b)は負荷の周波数が低い場合の制限値を示している。周波数が高い、すなわち、図8(a)に示すような充電と放電の切り替え頻度が高いパターンは、第1の実施形態で述べた連続通電時間の短いパターン、つまり、短時間で充電と放電が切り替わるパターンの頻度が高いと考えられる。このため、図21(a)のような比較的、緩めの制限特性を適用する。一方で、周波数が低い、すなわち、図8(b)に示すような充電と放電の切り替え頻度が少ないパターンは、第1の実施形態で述べた連続通電時間の長いパターン、つまり、充電もしくは放電が継続する時間が長いパターンの頻度が高いと考えられる。このため、図21(b)のような比較的、厳しめの制限特性を適用する。 21 (a) and 21 (b) are diagrams showing an example of a limit threshold map in the present embodiment. FIG. 21A shows a limit value when the load frequency is high, and FIG. 21B shows a limit value when the load frequency is low. The pattern with a high frequency, that is, the pattern with a high frequency of switching between charging and discharging as shown in FIG. 8A, is the pattern with a short continuous energizing time described in the first embodiment, that is, charging and discharging are performed in a short time. It is considered that the frequency of switching patterns is high. Therefore, the relatively loose limiting characteristic as shown in FIG. 21A is applied. On the other hand, a pattern having a low frequency, that is, a pattern in which the frequency of switching between charging and discharging as shown in FIG. 8B is low is a pattern in which the continuous energizing time is long as described in the first embodiment, that is, charging or discharging It is considered that the frequency of long-lasting patterns is high. Therefore, a relatively strict limiting characteristic as shown in FIG. 21 (b) is applied.

図22は、第3の実施形態における電池制御部の動作を示すフローチャートである。
ステップS301で車両始動信号を受信すると、次のステップS302に進む。ステップS302では、前回に走行した電流データに基づく周波数分析した結果を記憶部180から読み出し、次のステップS303に進む。
FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the battery control unit according to the third embodiment.
When the vehicle start signal is received in step S301, the process proceeds to the next step S302. In step S302, the result of frequency analysis based on the current data traveled last time is read from the storage unit 180, and the process proceeds to the next step S303.

ステップS303では、読み出した周波数分析した結果からパワースペクトルの最も高い周波数成分を抽出し、ステップS304へ進む。
ステップS304では、抽出した周波数成分に対応する制限閾値マップを記憶部180から読み出して決定する。
In step S303, the frequency component having the highest power spectrum is extracted from the read frequency analysis result, and the process proceeds to step S304.
In step S304, the limit threshold map corresponding to the extracted frequency component is read from the storage unit 180 and determined.

ステップS305では、決定した制限マップに基づき、電力制限値を演算すると共に、走行中の電流データを計測し、必要なサンプル数が取得されたら周波数解析(フーリエ変換)を実施する。そして、演算された電力制限値は車両制御部200へ出力される。車両制御部200は、インバータ400を駆動して、入力された電力制限値を超えないように二次電池への入出力可能電力を制限する。 In step S305, the power limit value is calculated based on the determined limit map, the current data during traveling is measured, and when the required number of samples is obtained, frequency analysis (Fourier transform) is performed. Then, the calculated power limit value is output to the vehicle control unit 200. The vehicle control unit 200 drives the inverter 400 to limit the input / output power to the secondary battery so as not to exceed the input power limit value.

ステップS306では、車両停止信号を受信したかを判定する。車両停止信号を受信するまでは、ステップS305による動作を継続し、車両停止信号を受信した後、走行中の電流データに基づく周波数解析結果を記憶部180に記憶し、電池制御部150は動作を停止する。 In step S306, it is determined whether or not the vehicle stop signal has been received. Until the vehicle stop signal is received, the operation according to step S305 is continued, and after receiving the vehicle stop signal, the frequency analysis result based on the running current data is stored in the storage unit 180, and the battery control unit 150 operates. Stop.

尚、本実施形態では、周波数に応じた制限閾値マップを用いて、スペクトルの高い周波数に対応した制限閾値を設定する構成としたが、第2の実施形態で説明した内容と同様に、周波数に応じて制限開始閾値および制限終了閾値を変更する構成としてもよい。すなわち、スペクトルの高い周波数が周波数の高い領域にある場合は、図16(a)のような負荷判定指標の高い領域で制限を施し、スペクトルの高い周波数が周波数の低い領域にある場合は、図16(b)のような負荷判定指標の小さい領域から制限を施すような制限制御を実施する。 In the present embodiment, the limit threshold value corresponding to the high frequency of the spectrum is set by using the limit threshold value map according to the frequency. However, the frequency is the same as the content described in the second embodiment. The restriction start threshold value and the restriction end threshold value may be changed accordingly. That is, when the high frequency of the spectrum is in the high frequency region, the limitation is applied in the region where the load determination index is high as shown in FIG. 16A, and when the high frequency of the spectrum is in the low frequency region, FIG. Limit control is performed so as to limit from the area where the load determination index is small, such as 16 (b).

本実施形態によれば、二次電池の使用状態に応じた適切な電力制限値を演算することが可能となり、二次電池の劣化を適切に抑制し、結果として電池システムの保護とエネルギーの最大活用を両立することが可能な電池制御装置を提供することが出来る。 According to this embodiment, it is possible to calculate an appropriate power limit value according to the usage state of the secondary battery, appropriately suppress the deterioration of the secondary battery, and as a result, protect the battery system and maximize the energy. It is possible to provide a battery control device capable of achieving both utilization.

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110と接続され、二次電池110の充放電を制御する電池制御装置(電池制御部150)は、二次電池110の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、二次電池110に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部153と、負荷特徴量に基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率演算部154、電力制限率反映部155とを備える。これにより、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。電力制限率演算部154、電力制限率反映部155は電力制限値演算部を構成する。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The battery control device (battery control unit 150), which is connected to the secondary battery 110 and controls the charging / discharging of the secondary battery 110, is based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery 110 in a predetermined period. The charge / discharge frequency calculation unit 153 that obtains the load characteristic amount of the load applied to the secondary battery 110, and the power limit rate calculation unit 154 that obtains the power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery 110 based on the load characteristic amount. , A power limit rate reflecting unit 155 is provided. Thereby, the power to be limited can be determined by more accurately reflecting the usage state of the secondary battery. The power limit rate calculation unit 154 and the power limit rate reflection unit 155 constitute a power limit value calculation unit.

(2)(1)に記載の電池制御装置において、充放電頻度演算部153は、頻度として、二次電池110に流れる電流値が所定の閾値を超える通電時間当たりの回数を求め、負荷特徴量として、回数が多い通電時間を求める。これにより、二次電池の通電時間の回数に応じて制限すべき電力を決定することができる。 (2) In the battery control device according to (1), the charge / discharge frequency calculation unit 153 obtains the number of times per energization time when the current value flowing through the secondary battery 110 exceeds a predetermined threshold value as the frequency, and the load feature amount. As a result, the energizing time with which the number of times is large is obtained. Thereby, the power to be limited can be determined according to the number of times of energization time of the secondary battery.

(3)第1実施形態における(1)または(2)に記載の電池制御装置は、負荷特徴量と二次電池の電圧もしくは電流の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部180を備える。電力制限値演算部を構成する電力制限率演算部154は、充放電頻度演算部153より求められた負荷特徴量に対応する制限閾値マップに基づいて、電圧もしくは電流の制限値を求め、この制限値より電力制限率を求める。電力制限率反映部155は、二次電池110の入出力可能電力と電力制限率とに基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める。これにより、二次電池の使用状態を制限閾値マップに基づいてより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。 (3) The battery control device according to (1) or (2) in the first embodiment is a storage unit that stores a limit threshold map that associates a load feature amount with a voltage or current limit characteristic of a secondary battery. 180 is provided. The power limit rate calculation unit 154 that constitutes the power limit value calculation unit obtains a voltage or current limit value based on a limit threshold map corresponding to the load feature amount obtained from the charge / discharge frequency calculation unit 153, and this limit is obtained. Obtain the power limit rate from the value. The power limit rate reflecting unit 155 obtains a power limit value for limiting the input / output possible power of the secondary battery 110 based on the input / output possible power of the secondary battery 110 and the power limit rate. Thereby, the power to be limited can be determined by more accurately reflecting the usage state of the secondary battery based on the limit threshold map.

(4)第2実施形態における(1)または(2)に記載の電池制御装置は、負荷特徴量と二次電池の電力の制限特性とを対応付けた電力制限率マップを格納する記憶部180を備える。電力制限率演算部154は、充放電頻度演算部153より求められた負荷特徴量に対応する電力制限率マップに基づいて、電力制限率を求める。電力制限率反映部155は、二次電池110の入出力可能電力と電力制限率とに基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める。これにより、二次電池の使用状態を電力制限率マップに基づいてより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。 (4) The battery control device according to (1) or (2) in the second embodiment is a storage unit 180 that stores a power limit rate map in which a load feature amount and a power limit characteristic of a secondary battery are associated with each other. To be equipped. The power limit rate calculation unit 154 obtains the power limit rate based on the power limit rate map corresponding to the load feature amount obtained from the charge / discharge frequency calculation unit 153. The power limit rate reflecting unit 155 obtains a power limit value for limiting the input / output possible power of the secondary battery 110 based on the input / output possible power of the secondary battery 110 and the power limit rate. As a result, it is possible to more accurately reflect the usage state of the secondary battery based on the power limit rate map and determine the power to be limited.

(5)第3実施形態における(1)に記載の電池制御装置において、充放電頻度演算部153は、頻度として、二次電池110に流れる電流の周波数スペクトルを求め、負荷特徴量として、高い周波数スペクトルに対応した周波数を特定する。これにより、二次電池に流れる電流の周波数スペクトルに応じて制限すべき電力を決定することができる。 (5) In the battery control device according to (1) in the third embodiment, the charge / discharge frequency calculation unit 153 obtains the frequency spectrum of the current flowing through the secondary battery 110 as the frequency, and has a high frequency as the load feature amount. Identify the frequency corresponding to the spectrum. Thereby, the power to be limited can be determined according to the frequency spectrum of the current flowing through the secondary battery.

(6)(5)に記載の電池制御装置はさらに、二次電池110に流れる電流の周波数と二次電池110の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部180を備える。電力制限率演算部154は、充放電頻度演算部153より求められた高い周波数スペクトルに対応した周波数に応じた制限閾値マップに基づいて、電力制限率を求める。電力制限率反映部155は、二次電池110の入出力可能電力と電力制限率とに基づいて、二次電池110の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める。これにより、二次電池の使用状態をより適確に反映して制限すべき電力を決定することができる。 (6) The battery control device according to (5) further includes a storage unit 180 that stores a limiting threshold map that associates the frequency of the current flowing through the secondary battery 110 with the limiting characteristics of the secondary battery 110. The power limit rate calculation unit 154 obtains the power limit rate based on the limit threshold map corresponding to the frequency corresponding to the high frequency spectrum obtained from the charge / discharge frequency calculation unit 153. The power limit rate reflecting unit 155 obtains a power limit value for limiting the input / output possible power of the secondary battery 110 based on the input / output possible power of the secondary battery 110 and the power limit rate. Thereby, the power to be limited can be determined by more accurately reflecting the usage state of the secondary battery.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and other embodiments that can be considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention as long as the features of the present invention are not impaired. ..

100 電池システム
110 組電池
120 単電池管理部
130 電流検知部
140 電圧検知部
150 電池制御部
151 電池状態検知部
152 入出力可能電力演算部
153 充放電頻度演算部
154 電力制限率演算部
155 電力制限率反映部
156 充放電制限部
180 記憶部
100 Battery system 110 Combined battery 120 Single battery management unit 130 Current detection unit 140 Voltage detection unit 150 Battery control unit 151 Battery status detection unit 152 Input / output possible power calculation unit 153 Charge / discharge frequency calculation unit 154 Power limit rate calculation unit 155 Power limit Rate reflection unit 156 Charge / discharge limiting unit 180 Storage unit

Claims (6)

二次電池と接続され、前記二次電池の充放電を制御する電池制御装置であって、
前記二次電池の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、前記二次電池に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部と、
前記負荷特徴量に基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限値演算部と
前記負荷特徴量と前記二次電池の電圧もしくは電流の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部とを備え、
前記電力制限値演算部は、
前記充放電頻度演算部より求められた前記負荷特徴量に対応する制限閾値マップに基づいて、電圧もしくは電流の制限値を求め、この制限値より電力制限率を求める電力制限率演算部と、
前記二次電池の入出力可能電力と前記電力制限率とに基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率反映部とを備える電池制御装置。
A battery control device that is connected to a secondary battery and controls the charging and discharging of the secondary battery.
A charge / discharge frequency calculation unit that obtains a load feature amount of a load applied to the secondary battery based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery in a predetermined period.
A power limit value calculation unit that obtains a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the load feature amount .
It is provided with a storage unit for storing a limit threshold map in which the load feature amount and the voltage or current limiting characteristic of the secondary battery are associated with each other.
The power limit value calculation unit is
A power limit rate calculation unit that obtains a voltage or current limit value based on the limit threshold map corresponding to the load feature amount obtained from the charge / discharge frequency calculation unit, and obtains a power limit rate from this limit value.
A battery control device including a power limit rate reflecting unit that obtains a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the input / output possible power of the secondary battery and the power limit rate .
請求項1に記載の電池制御装置において、
前記充放電頻度演算部は、前記頻度として、前記二次電池に流れる電流値が所定の閾値を超える通電時間当たりの回数を求め、前記負荷特徴量として、前記回数が多い通電時間を求める電池制御装置。
In the battery control device according to claim 1,
The charge / discharge frequency calculation unit obtains the number of times per energization time when the current value flowing through the secondary battery exceeds a predetermined threshold as the frequency, and obtains the energization time with a large number of times as the load feature amount. Device.
二次電池と接続され、前記二次電池の充放電を制御する電池制御装置であって、
前記二次電池の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、前記二次電池に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部と、
前記負荷特徴量に基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限値演算部と、
前記負荷特徴量と前記二次電池の電力の制限特性とを対応付けた電力制限率マップを格納する記憶部とを備え、
前記電力制限値演算部は、
前記充放電頻度演算部より求められた前記負荷特徴量に対応する電力制限率マップに基づいて、電力制限率を求める電力制限率演算部と、
前記二次電池の入出力可能電力と前記電力制限率とに基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率反映部とを備える電池制御装置。
A battery control device that is connected to a secondary battery and controls the charging and discharging of the secondary battery.
A charge / discharge frequency calculation unit that obtains a load feature amount of a load applied to the secondary battery based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery in a predetermined period.
A power limit value calculation unit that obtains a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the load feature amount.
It is provided with a storage unit for storing a power limit rate map in which the load feature amount and the power limit characteristic of the secondary battery are associated with each other.
The power limit value calculation unit is
A power limit rate calculation unit that obtains a power limit rate based on a power limit rate map corresponding to the load feature amount obtained from the charge / discharge frequency calculation unit, and a power limit rate calculation unit that obtains the power limit rate.
A battery control device including a power limit rate reflecting unit that obtains a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the input / output possible power of the secondary battery and the power limit rate.
請求項に記載の電池制御装置において、
前記充放電頻度演算部は、前記頻度として、前記二次電池に流れる電流値が所定の閾値を超える通電時間当たりの回数を求め、前記負荷特徴量として、前記回数が多い通電時間を求める電池制御装置。
In the battery control device according to claim 3 ,
The charge / discharge frequency calculation unit obtains the number of times per energization time when the current value flowing through the secondary battery exceeds a predetermined threshold as the frequency, and obtains the energization time with a large number of times as the load feature amount. Device.
二次電池と接続され、前記二次電池の充放電を制御する電池制御装置であって、
前記二次電池の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、前記二次電池に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部と、
前記負荷特徴量に基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限値演算部とを備え、
前記充放電頻度演算部は、前記頻度として、前記二次電池に流れる電流の周波数スペクトルを求め、前記負荷特徴量として、高い周波数スペクトルに対応した周波数を特定し、
前記二次電池に流れる電流の周波数と前記二次電池の制限特性とを対応付けた制限閾値マップを格納する記憶部を備え、
前記電力制限値演算部は、
前記充放電頻度演算部より求められた前記高い周波数スペクトルに対応した周波数に応じた制限閾値マップに基づいて、電力制限率を求める電力制限率演算部と、
前記二次電池の入出力可能電力と前記電力制限率とに基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限率反映部とを備える電池制御装置。
A battery control device that is connected to a secondary battery and controls the charging and discharging of the secondary battery.
A charge / discharge frequency calculation unit that obtains a load feature amount of a load applied to the secondary battery based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery in a predetermined period.
A power limit value calculation unit for obtaining a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the load feature amount is provided.
The charge / discharge frequency calculation unit obtains the frequency spectrum of the current flowing through the secondary battery as the frequency, and specifies the frequency corresponding to the high frequency spectrum as the load feature amount.
A storage unit for storing a limit threshold map in which the frequency of the current flowing through the secondary battery and the limit characteristic of the secondary battery are associated with each other is provided.
The power limit value calculation unit is
A power limit rate calculation unit that obtains a power limit rate based on a limit threshold map corresponding to a frequency corresponding to the high frequency spectrum obtained from the charge / discharge frequency calculation unit.
A battery control device including a power limit rate reflecting unit that obtains a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the input / output possible power of the secondary battery and the power limit rate .
二次電池と接続され、前記二次電池の充放電を制御する電池制御装置であって、
前記二次電池の所定期間における充電および放電の頻度に基づいて、前記二次電池に掛かる負荷の負荷特徴量を求める充放電頻度演算部と、
前記負荷特徴量に基づいて、前記二次電池の入出力可能電力を制限する電力制限値を求める電力制限値演算部と、
SOC、SOHR、組電池の温度をもとに、入出力可能電力を演算して出力する入出力可能電力演算部と、
前記負荷特徴量と電圧、温度、SOCに基づいて、電力制限率を演算し、電力制限率反映部に出力する電力制限率演算部とを備え、
前記電力制限率反映部は、入出力可能電力と前記電力制限率とに基づき、電力制限率演算部で演算した電力制限率と前記入出力可能電力演算部で演算した入出力可能電力とから、前記電力制限値を演算する電池制御装置。
A battery control device that is connected to a secondary battery and controls the charging and discharging of the secondary battery.
A charge / discharge frequency calculation unit that obtains a load feature amount of a load applied to the secondary battery based on the frequency of charging and discharging of the secondary battery in a predetermined period.
A power limit value calculation unit that obtains a power limit value that limits the input / output possible power of the secondary battery based on the load feature amount.
An input / output power calculation unit that calculates and outputs the input / output power based on the SOC, SOHR, and the temperature of the assembled battery, and the input / output power calculation unit.
It is provided with a power limit rate calculation unit that calculates a power limit rate based on the load feature amount, voltage, temperature, and SOC and outputs the power limit rate to the power limit rate reflection unit.
The power limit rate reflecting unit is based on the input / output possible power and the power limit rate, and is based on the power limit rate calculated by the power limit rate calculation unit and the input / output possible power calculated by the input / output possible power calculation unit. A battery control device that calculates the power limit value .
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