JP7620466B2 - Apparatus for calculating open circuit voltage of secondary battery and power storage system - Google Patents
Apparatus for calculating open circuit voltage of secondary battery and power storage system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7620466B2 JP7620466B2 JP2021053902A JP2021053902A JP7620466B2 JP 7620466 B2 JP7620466 B2 JP 7620466B2 JP 2021053902 A JP2021053902 A JP 2021053902A JP 2021053902 A JP2021053902 A JP 2021053902A JP 7620466 B2 JP7620466 B2 JP 7620466B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- secondary battery
- pulse
- pulse current
- superimposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、二次電池の開路電圧の算出装置、及び蓄電システムに関する。 The present invention relates to a calculation device for an open circuit voltage of a secondary battery, and a power storage system.
二次電池の充放電電流および該二次電池の端子電圧の検出値を入力とし、該二次電池の内部抵抗値情報に基づいて該二次電池の開路電圧を算出する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、二次電池の内部抵抗に充放電電流が流れることに起因した電圧降下を端子電圧に減算し、且つ、二次電池の温度と充放電電流とに基づいて算出する補正量を端子電圧に加算することにより、二次電池の開路電圧を算出する。 There is a known device that uses the detected values of the charge/discharge current and the terminal voltage of a secondary battery as inputs, and calculates the open circuit voltage of the secondary battery based on the internal resistance value information of the secondary battery (see, for example, Patent Document 1). This device calculates the open circuit voltage of the secondary battery by subtracting from the terminal voltage the voltage drop caused by the charge/discharge current flowing through the internal resistance of the secondary battery, and adding to the terminal voltage a correction amount calculated based on the temperature and charge/discharge current of the secondary battery.
二次電池の内部抵抗は、電池温度、充電率(SOC:State of Charge)、劣化率(SOH:State of Health)等の様々な要因で変化する。このような内部抵抗の変化に追従して高精度に内部抵抗を算出することは困難であり、それに伴って、二次電池の開路電圧の算出値に誤差が生じる可能性があった。 The internal resistance of a secondary battery changes due to various factors, such as the battery temperature, the charging rate (SOC: State of Charge), and the degradation rate (SOH: State of Health). It is difficult to track such changes in internal resistance and calculate the internal resistance with high accuracy, which can lead to errors in the calculation of the open circuit voltage of the secondary battery.
充電率を変化させて充電率毎に無負荷状態で二次電池の端子電圧を計測することにより、二次電池の充電率毎の開路電圧を取得する方法が考えられる。しかしながら、この取得方法では、二次電池の開路電圧を高精度に取得するためには、充電率をより細かく分割して無負荷状態での計測回数をより多くする必要があるので、蓄電システムの運転を停止して無負荷状態にする回数が多くなり、蓄電システムの運転の妨げになるという問題が生じる。 One possible method is to obtain the open-circuit voltage for each charging rate of the secondary battery by changing the charging rate and measuring the terminal voltage of the secondary battery in an unloaded state for each charging rate. However, with this method, in order to obtain the open-circuit voltage of the secondary battery with high accuracy, it is necessary to divide the charging rate into smaller parts and increase the number of measurements in an unloaded state, which increases the number of times the operation of the energy storage system needs to be stopped and put into an unloaded state, creating a problem in that it interferes with the operation of the energy storage system.
本発明は上記事情に鑑み、蓄電システムを支障なく運転しながら、二次電池の開路電圧を高精度に算出することができる二次電池の開路電圧の算出装置、及び蓄電システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a device for calculating the open circuit voltage of a secondary battery, which can calculate the open circuit voltage of a secondary battery with high accuracy while operating the energy storage system without any problems, and a power storage system .
本発明の二次電池の開路電圧の算出装置は、電動車の減速時に前記電動車の充電部から前記電動車の二次電池に供給される充電電流にパルス電流を重畳する電流重畳回路と、前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記充電電流の電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記二次電池の端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の充電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記電流値と、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部とを備え、前記算出部は、下記(I)式に基づいて、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する。
r(t)=(V
2C
(t)-V
1C
(t))/(I
2C
(t)-I
1C
(t))…(I)
但し、r(t)は、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗であり、I
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。
また、本発明の二次電池の開路電圧の算出装置は、電動車の加速時に前記電動車の二次電池から前記電動車の負荷に供給される放電電流にパルス電流を重畳する電流重畳回路と、前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記放電電流の電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記二次電池の端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の放電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記電流値と、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部とを備え、前記算出部は、下記(II)式に基づいて、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する。
r(t)=-(V
2C
(t)-V
1C
(t))/(I
2C
(t)-I
1C
(t))…(II)
但し、r(t)は、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗であり、I
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。
The device for calculating the open circuit voltage of a secondary battery of the present invention calculates an internal resistance of the secondary battery during charging based on a current superposition circuit that superimposes a pulse current on a charging current supplied to the secondary battery of the electric vehicle from a charging unit of the electric vehicle when the electric vehicle is decelerating, an increase/decrease in the current value of the charging current on which the pulse current is superimposed by the current superposition circuit, the increase/decrease in the current value corresponding to the period of the pulse current, and an increase/decrease in the terminal voltage of the secondary battery when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superposition circuit , the increase/decrease in the terminal voltage corresponding to the period of the pulse current. a calculation unit that calculates an open-circuit voltage of the secondary battery based on the terminal voltage when the pulse current is superimposed on the charging current, the current value when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superposition circuit , and the calculated internal resistance of the secondary battery during charging , wherein the calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during charging for each period of the pulse current based on the following formula (I), and calculates the open-circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during charging .
r(t)=(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(I)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during charging, I2C ( t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit.
Further, a calculation device for an open circuit voltage of a secondary battery of the present invention includes a current superposition circuit that superimposes a pulse current on a discharge current supplied from a secondary battery of an electric vehicle to a load of the electric vehicle when the electric vehicle is accelerating, and calculates an internal resistance of the secondary battery during discharge based on an increase/decrease in a current value of the discharge current on which the pulse current is superimposed by the current superposition circuit, the increase/decrease being in accordance with a period of the pulse current, and an increase/decrease in a terminal voltage of the secondary battery when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, the increase/decrease being in accordance with the period of the pulse current, and a calculation unit that calculates an open-circuit voltage of the secondary battery based on the terminal voltage when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, the current value when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, and the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge, wherein the calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during discharge for each period of the pulse current based on the following formula (II), and calculates the open-circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge.
r(t)=-(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(II)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during discharge, I2C(t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit.
本発明の蓄電システムは、電動車の充電部から充電電流を供給され、前記電動車の負荷に放電電流を供給する前記電動車の二次電池と、前記電動車の減速時に前記充電部から前記二次電池に供給される前記充電電流にパルス電流を重畳する電流重畳回路と、前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記充電電流の電流値を検出する電流センサと、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記二次電池の端子電圧を検出する電圧センサと、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電流センサにより検出された前記電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電圧センサにより検出された前記端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の充電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記電流値と、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部とを備え、前記算出部は、下記(I)式に基づいて、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する。
r(t)=(V
2C
(t)-V
1C
(t))/(I
2C
(t)-I
1C
(t))…(I)
但し、r(t)は、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗であり、I
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。
また、本発明の蓄電システムは、電動車の充電部から充電電流を供給され、前記電動車の負荷に放電電流を供給する前記電動車の二次電池と、前記電動車の加速時に前記二次電池から前記負荷に供給される前記放電電流にパルス電流を重畳する電流重畳回路と、前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記放電電流の電流値を検出する電流センサと、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧センサと、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電流センサにより検出された前記電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電圧センサにより検出された前記端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の放電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記電流値と、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部とを備え、前記算出部は、下記(II)式に基づいて、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する。
r(t)=-(V
2C
(t)-V
1C
(t))/(I
2C
(t)-I
1C
(t))…(II)
但し、r(t)は、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗であり、I
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V
2C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V
1C
(t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。
The power storage system of the present invention includes a secondary battery of an electric vehicle that is supplied with a charging current from a charging unit of the electric vehicle and that supplies a discharging current to a load of the electric vehicle , a current superposition circuit that superimposes a pulse current on the charging current that is supplied from the charging unit to the secondary battery when the electric vehicle decelerates, a current sensor that detects a current value of the charging current on which the pulse current is superimposed by the current superposition circuit, a voltage sensor that detects a terminal voltage of the secondary battery when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superposition circuit, an increase/decrease amount of the current value detected by the current sensor when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superposition circuit in accordance with a period of the pulse current, and a calculation unit that calculates an internal resistance of the secondary battery during charging based on an amount of increase or decrease in the terminal voltage detected by the voltage sensor when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superposition circuit, the current value when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superposition circuit , and the calculated internal resistance of the secondary battery during charging , wherein the calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during charging for each period of the pulse current based on the following formula (I), and calculates the open circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during charging .
r(t)=(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(I)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during charging, I2C ( t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit.
Further, the power storage system of the present invention includes a secondary battery of the electric vehicle that is supplied with a charging current from a charging unit of the electric vehicle and that supplies a discharge current to a load of the electric vehicle, a current superposition circuit that superimposes a pulse current on the discharge current that is supplied from the secondary battery to the load when the electric vehicle is accelerating, a current sensor that detects a current value of the discharge current on which the pulse current is superimposed by the current superposition circuit, a voltage sensor that detects a terminal voltage of the secondary battery, an increase/decrease amount of the current value detected by the current sensor when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit in accordance with a period of the pulse current, and a voltage sensor that detects a terminal voltage of the secondary battery when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit. a calculation unit that calculates an internal resistance of the secondary battery during discharge based on an amount of increase or decrease in the terminal voltage detected by the current superposition circuit according to the period of the pulse current, and calculates an open-circuit voltage of the secondary battery based on the terminal voltage when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, the current value when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, and the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge, wherein the calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during discharge for each period of the pulse current based on the following formula (II), and calculates the open-circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge.
r(t)=-(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(II)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during discharge, I2C(t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit.
本発明によれば、蓄電システムを支障なく運転しながら、二次電池の開路電圧を高精度に算出することができる。 According to the present invention, the open circuit voltage of the secondary battery can be calculated with high accuracy while operating the energy storage system without any problems.
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用される。 The present invention will be described below in accordance with a preferred embodiment. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. In addition, in the embodiment described below, some configurations are omitted from illustration and description, but for the details of the omitted technology, publicly known or well-known technology is applied as appropriate within the scope of not causing any inconsistencies with the contents described below.
図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電システム1の充電時の構成の概略を示す図であり、図2は、本発明の一実施形態に係る蓄電システム1の放電時の構成の概略を示す図である。これらの図に示すように、本実施形態の蓄電システム1は、二次電池10と、MCU(Micro Control Unit)20と、電流重畳回路30と、電圧センサ40と、電流センサ50とを備える。図1に示すように、二次電池10は、充電時には充電器60から供給される充電電流により充電される。他方で、図2に示すように、二次電池10は、放電時には負荷70に放電電流を供給する。
Fig. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of a
二次電池10は、リチウムイオン電池等の二次電池であり、例えば、車載用や定置用やスマート機器用の二次電池である。二次電池10が車載用の場合の負荷70としては、駆動用のモータ、エアコン、各種車載電装品等を例示できる。また、二次電池10が定置用の場合の負荷70としては、家庭内の電気機器、商用電源系統等を例示できる。さらに、二次電池10がスマート機器用の場合の負荷70としては、液晶表示ユニット、通信モジュール等を例示できる。
The
また、二次電池10が電動車用の場合、走行時に駆動用のモータに走行に応じた力行電力が発生することにより、二次電池10は放電状態となる。それに対して、電動車の減速時に駆動用のモータが発電機となって回生電力が発生することにより、二次電池10は充電状態となる。即ち、二次電池10が電動車用の場合、充電器60としては、駆動用のモータを例示できる。他方で、二次電池10が定置用の場合、充電器60としては、商用電源系統、太陽光等を利用した発電システム等を例示できる。
When the
MCU20は、電圧センサ40や電流センサ50等の各種センサの出力を解析して二次電池10の開路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の特性を推定するOCV解析部21を備える。
The
図1に示すように、電流重畳回路30は、二次電池10の充電時に充電器60から二次電池10に供給される充電電流にパルス電流を重畳させる。また、図2に示すように、電流重畳回路30は、二次電池10の放電時に二次電池10から負荷70に供給される放電電流にパルス電流を重畳させる。
As shown in FIG. 1, the
電圧センサ40は、二次電池10の端子電圧を測定してMCU20に出力する。また、図1に示すように、電流センサ50は、充電時には充電器60から二次電池10に供給される充電電流に上記パルス電流が重畳された電流を測定してMCU20に出力する。さらに、図2に示すように、電流センサ50は、放電時に二次電池10から負荷70に供給される放電電流に上記パルス電流が重畳された電流を測定してMCU20に出力する。
The
MCU20のOCV解析部21と、電流重畳回路30と、電圧センサ40と、電流センサ50とは、二次電池10の開路電圧の算出装置100を構成する。この算出装置100は、二次電池10の充電時に電流重畳回路30により充電電流にパルス電流を重畳させて充電電流のCレートを1Cと2Cとに交互に変化させることにより、電圧センサ40により検出される二次電池10の端子電圧を変動させる。また、算出装置100は、二次電池10の放電時に電流重畳回路30により放電電流にパルス電流を重畳させて放電電流のCレートを1Cと2Cとに交互に変化させることにより、電圧センサ40により検出される二次電池10の端子電圧に変動を生じさせる。
The
二次電池10の充放電時における端子電圧の変動は、パルス電流の周期に応じて生じる。OCV解析部21は、電圧センサ40により検出される端子電圧のパルス電流の周期に応じた増減量、及び電流センサ50により検出される充放電電流のパルス電流の周期に応じた増減量に基づいて、二次電池10の内部抵抗を算出する。そして、OCV解析部21は、算出した内部抵抗を用いて、二次電池10の開路電圧を算出する。
Fluctuations in the terminal voltage during charging and discharging of the
図3は、二次電池10の充電時における充電電流と端子電圧との変化を示す図である。この図には、電流重畳回路30により充電電流にパルス電流を重畳して充電電流のCレートを1Cと2Cとに交互に変化させた様子を示している。また、この図には、Cレートが1Cと2Cとに交互に変化する充電電流に応じて端子電圧が変化する様子を示している。なお、Cレートを1Cと2Cとに交互に変化させることは一例であり、他のレートにしてもよい。
Figure 3 shows the changes in charging current and terminal voltage when charging the
図中のI1C(t)は、Cレートが1Cに低下したときの充電電流であり、下記(1)式で定義される。
I1C(t)=IV(t)+IV‘(t) …(1)
但し、IV(t)は、充電器60から出力された時間tでの電流値であり、IV‘(t)は、電流重畳回路30から出力された時間tでの電流値である。
In the figure, I 1C (t) is the charging current when the C rate drops to 1C, and is defined by the following formula (1).
I 1C (t) = I V (t) + I V '(t)...(1)
Here, I V (t) is the current value output from the
図中のI2C(t)は、Cレートが2Cに上昇したときの充電電流であり、下記(2)式で定義される。
I2C(t)=IV(t+1)+IV‘(t+1) …(2)
但し、IV(t+1)は、充電器60から出力された時間t+1での電流値であり、IV‘(t+1)は、電流重畳回路30から出力された時間t+1での電流値である。
In the figure, I 2C (t) is the charging current when the C rate increases to 2C, and is defined by the following equation (2).
I 2C (t)=I V (t+1)+I V '(t+1)...(2)
Here, I V (t+1) is the current value output from the
図中のV1C(t)は、充電電流のCレートが1Cに低下したときの端子電圧であり、下記(3)式で定義される。
V1C(t)=V(t) …(3)
但し、V(t)は、時間tでの電圧である。
In the figure, V 1C (t) is the terminal voltage when the C rate of the charging current drops to 1C, and is defined by the following equation (3).
V 1C (t)=V(t)...(3)
where V(t) is the voltage at time t.
図中のV2C(t)は、充電電流のCレートが2Cに上昇したときの端子電圧であり、下記(4)式で定義される。
V2C(t)=V(t+1) …(4)
但し、V(t+1)は、時間t+1での電圧である。
In the figure, V 2C (t) is the terminal voltage when the C rate of the charging current increases to 2C, and is defined by the following equation (4).
V2C (t)=V(t+1)...(4)
where V(t+1) is the voltage at
ここで、端子電圧がV1C(t)とV2C(t)との間で変動する主要因は、二次電池10の内部抵抗r(t)による電圧降下である。この二次電池10の時間tでの内部抵抗r(t)は、下記(5)式で定義される。
r(t)=(V2C(t)-V1C(t))/(I2C(t)-I1C(t)) …(5)
Here, the main factor that causes the terminal voltage to fluctuate between V 1C (t) and V 2C (t) is the voltage drop due to the internal resistance r(t) of the
r(t)=(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(5)
二次電池10の時間tでの内部抵抗r(t)が明らかになることにより、二次電池10の開路電圧VOC(t)は、下記(6)~(8)式の何れかにより算出できる。
VOC(t)=V1C(t)-r(t)×I1C(t) …(6)
VOC(t)=V2C(t)-r(t)×I2C(t) …(7)
VOC(t)=((V1C(t)-r(t)×I1C(t))+(V2C(t)-r(t)×I2C(t)))/2 …(8)
By determining the internal resistance r(t) of the
V OC (t) = V 1C (t) - r (t) × I 1C (t) ... (6)
V OC (t) = V 2C (t) - r (t) × I 2C (t) ... (7)
V OC (t)=((V 1C (t)-r(t)×I 1C (t))+(V 2C (t)-r(t)×I 2C (t)))/2...(8)
MCU20のOCV解析部21は、二次電池10の充電時に、上記(5)式に基づいて二次電池10の内部抵抗r(t)を算出し、算出した内部抵抗r(t)を用いて、上記(6)~(8)式の何れかに基づいて、二次電池10の開路電圧VOC(t)を算出する。
When charging the
図4は、二次電池10の放電時における放電電流と端子電圧との変化を示す図である。この図には、電流重畳回路30により放電電流にパルス電流を重畳して放電電流のCレートを1Cと2Cとに交互に変化させた様子を示している。また、この図には、Cレートが1Cと2Cとに交互に変化する放電電流に応じて端子電圧が変化する様子を示している。
Figure 4 shows the change in discharge current and terminal voltage when the
図中のI1C(t)は、Cレートが1Cに低下したときの放電電流であり、上記(1)式で定義される。但し、上記(1)式におけるIV(t)を、二次電池10から出力された時間tでの電流と読み替える。
In the figure, I 1C (t) is the discharge current when the C rate drops to 1 C, and is defined by the above formula (1). However, IV (t) in the above formula (1) should be read as the current output from the
図中のI2C(t)は、Cレートが2Cに上昇したときの放電電流であり、上記(2)式で定義される。但し、上記(2)式におけるIV(t+1)は、二次電池10から出力された時間t+1での電流と読み替える。
In the figure, I2C (t) is the discharge current when the C rate increases to 2C, and is defined by the above formula (2). However, IV (t+1) in the above formula (2) should be interpreted as the current output from the
図中のV1C(t)は、放電電流のCレートが1Cに低下したときの端子電圧であり、上記(3)式で定義される。また、図中のV2C(t)は、放電電流のCレートが2Cに上昇したときの端子電圧であり、上記(4)式で定義される。 V 1C (t) in the figure is the terminal voltage when the C rate of the discharge current drops to 1C and is defined by the above formula (3). Also, V 2C (t) in the figure is the terminal voltage when the C rate of the discharge current rises to 2C and is defined by the above formula (4).
ここで、端子電圧がV1C(t)とV2C(t)との間で変動する主要因は、二次電池10の内部抵抗r(t)による電圧降下である。この二次電池10の時間tでの内部抵抗r(t)は、下記(9)式で定義される。
r(t)=-(V2C(t)-V1C(t))/(I2C(t)-I1C(t)) …(9)
Here, the main factor that causes the terminal voltage to fluctuate between V 1C (t) and V 2C (t) is the voltage drop due to the internal resistance r(t) of the
r(t)=-(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(9)
二次電池10の時間tでの内部抵抗r(t)が明らかになることにより、二次電池10の開路電圧VOC(t)は、下記(10)~(12)式の何れかにより算出できる。
VOC(t)=V1C(t)-r(t)×I1C(t) …(10)
VOC(t)=V2C(t)-r(t)×I2C(t) …(11)
VOC(t)=((V1C(t)-r(t)×I1C(t))+(V2C(t)-r(t)×I2C(t)))/2 …(12)
By determining the internal resistance r(t) of the
V OC (t) = V 1C (t) - r (t) × I 1C (t) ... (10)
V OC (t)=V 2C (t)-r(t)×I 2C (t)...(11)
V OC (t)=((V 1C (t)-r(t)×I 1C (t))+(V 2C (t)-r(t)×I 2C (t)))/2...(12)
MCU20のOCV解析部21は、二次電池10の放電時に、上記(9)式に基づいて二次電池10の内部抵抗r(t)を算出し、算出した内部抵抗r(t)を使用し、上記(10)~(12)式の何れかに基づいて、二次電池10の開路電圧VOC(t)を算出する。
When the
図5は、走行中の電動車における二次電池10の充放電電流と端子電圧との変化を示す図である。この図に示すように、二次電池10が搭載された電動車が加減速する際に二次電池10の充放電電流と端子電圧とが変化する。具体的には、電動車の加速時に電流値が正の方向に変化し端子電圧が徐々に低下する。ここで、図中の負の電流が放電電流である。他方で、電動車の減速時に電流値が正の方向に変化し端子電圧が徐々に上昇する。ここで、図中の正の電流が充電電流である。
Figure 5 is a diagram showing the changes in the charge/discharge current and terminal voltage of the
MCU20は、電動車の減速時に、電流重畳回路30により充電電流にパルス電流を重畳し、OCV解析部21は、電圧センサ40により検出される二次電池10の端子電圧V1C(t),V2C(t)と、電流センサ50により検出される充電電流I1C(t),I2C(t)とに基づいて二次電池10の内部抵抗r(t)を算出し、算出した内部抵抗r(t)に基づいて二次電池10の開路電圧VOC(t)を算出する。
When the electric vehicle decelerates, the
他方で、MCU20は、電動車の加速時に、電流重畳回路30により放電電流にパルス電流を重畳し、OCV解析部21は、電圧センサ40により検出される二次電池10の端子電圧V1C(t),V2C(t)と、電流センサ50により検出される放電電流I1C(t),I2C(t)とに基づいて二次電池10の内部抵抗r(t)を算出し、算出した内部抵抗r(t)に基づいて二次電池10の開路電圧VOC(t)を算出する。
On the other hand, when the electric vehicle accelerates, the
ところで、上記(1)~(12)式により算出される二次電池10の開路電圧VOC(t)は時系列データであることから、時間tの経過に伴って多数の開路電圧VOC(t)が連続するデータとして得られる。例えば10ms/回程度のサンプリングを行う場合には100秒間で10000の開路電圧VOC(t)のデータが得られる。
Incidentally, since the open circuit voltage V OC (t) of the
ここで、二次電池の開路電圧は短期間では大きく変化しない特性があるので、短期間では、算出される開路電圧VOC(t)のデータは電流センサと電圧センサのノイズによるバラツキの影響のみを受け、算出される開路電圧VOC(t)の正規分布の中央値は、信頼性の高い値となる。そこで、本実施形態では、OCV解析部21が、所定期間(例えば100秒間)毎に、連続するデータとして得られる(例えば10000)の開路電圧VOC(t)を正規分布化し、その正規分布の中央値を、二次電池10の開路電圧VOCとして算出する。
Here, since the open circuit voltage of a secondary battery has a characteristic that it does not change significantly in a short period of time, in a short period of time, the data of the calculated open circuit voltage VOC (t) is only affected by the variation due to the noise of the current sensor and the voltage sensor, and the median of the normal distribution of the calculated open circuit voltage VOC (t) is a highly reliable value. Therefore, in this embodiment, the
図6は、本実施形態の二次電池10の開路電圧VOCの算出方法の効果を確認するために実施した試験の結果を示すグラフである。この試験では、試験用の二次電池セルから所定の負荷に放電される放電電流に電流重畳回路30により0Aと1Aのパルス電流を重畳させて放電電流を変化させて内部抵抗r(t)を取得し、取得した内部抵抗r(t)を用いて二次電池セルの開路電圧VOC(t)を算出した。本試験では、10ms/回でのサンプリングを実施した。そして、算出した開路電圧VOC(t)と開路電圧の真値とを比較した。図6の横軸に示す50000回から60000回までの時間が100秒間に相当する。
FIG. 6 is a graph showing the results of a test carried out to confirm the effect of the calculation method of the open circuit voltage V OC of the
図7は、本試験で連続するデータとして得られた開路電圧VOC(t)の正規分布を示すヒストグラムである。このヒストグラムに示すように、開路電圧VOC(t)のデータの正規分布の中心は3.788Vの付近である。そこで、この3.788Vを開路電圧VOCとして抽出することにより、高精度な開路電圧VOCの算出結果が得られる。 7 is a histogram showing the normal distribution of the open-circuit voltage V OC (t) obtained as continuous data in this test. As shown in this histogram, the center of the normal distribution of the open-circuit voltage V OC (t) data is near 3.788 V. Therefore, by extracting this 3.788 V as the open-circuit voltage V OC , a highly accurate calculation result of the open-circuit voltage V OC can be obtained.
以上説明したように、本実施形態の蓄電システム1では、電流重畳回路30により、充電器60から二次電池10に供給される充電電流、及び、二次電池10から負荷70に供給される放電電流にパルス電流を重畳する。MCU20のOCV解析部21は、電流重畳回路30によりパルス電流が重畳された電流値I1C(t),I2C(t)のパルス電流の周期に応じた増減量と、二次電池10の端子電圧V1C(t),V2C(t)のパルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、二次電池10の内部抵抗r(t)を算出し、二次電池10の端子電圧V1C(t),V2C(t)とパルス電流が重畳された電流値I1C(t),I2C(t)と算出した内部抵抗r(t)とに基づいて、二次電池10の開路電圧VOC(t),VOCを算出する。これによって、無負荷状態を必要とせず、二次電池10の充放電を継続しながら、即ち、蓄電システム1の運転を停止することなく、二次電池10の内部抵抗r(t)を算出し、算出した内部抵抗r(t)を用いて二次電池10の開路電圧VOC(t),VOCを算出することができる。
As described above, in the
また、電流値I1C(t),I2C(t)と二次電池10の端子電圧V1C(t),V2C(t)との計測、及び二次電池10の内部抵抗r(t)、開路電圧VOC(t),VOCの算出を、二次電池10の充電状態や車両の走行状態に応じて繰り返し行うことによって、充電率や走行状態に応じたOCV特性を連続するデータとして取得できる。このようにして取得したOCV特性は、リアルタイムで計測した電流値I1C(t),I2C(t)、端子電圧V1C(t),V2C(t)を利用して算出した内部抵抗r(t)に基づいて算出されたものである。そのため、本実施形態で取得するOCV特性は、二次電池10の電池温度、充電率、劣化率等の様々な誤差要因による変動を加味した高精度なものとなる。
In addition, by repeatedly measuring the current values I1C (t), I2C (t) and the terminal voltages V1C (t), V2C (t) of the
本実施形態の蓄電システム1では、上記(5)式に基づいて、二次電池10の充電時の内部抵抗r(t)をパルス電流の周期毎に算出し、算出した内部抵抗r(t)を用いて、二次電池10の充電時の開路電圧VOC(t)をパルス電流の周期毎に算出する。また、本実施形態の蓄電システム1では、上記(9)式に基づいて、二次電池10の放電時の内部抵抗r(t)をパルス電流の周期毎に算出し、算出した内部抵抗r(t)を用いて、二次電池10の放電時の開路電圧VOC(t)をパルス電流の周期毎に算出する。これによって、二次電池10の内部抵抗r(t)、開路電圧VOC(t)の算出を、二次電池10の充電状態や車両の走行状態に応じて繰り返し行うことができ、充電率や走行状態に応じたOCV特性を連続するデータとして取得できる。
In the
さらに、本実施形態の蓄電システム1では、連続するデータとして取得した開路電圧VOC(t)を正規分布化し、正規分布の中央値を二次電池10の開路電圧として算出する。ここで、二次電池10の開路電圧は短時間では大きく変動しないので、より高精度なOCV特性の取得が可能となる。
Furthermore, in the
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、適宜公知や周知の技術を組み合わせてもよい。 The present invention has been described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention, and publicly known or well-known technologies may be appropriately combined.
例えば、上記実施形態では、連続するデータとして取得した開路電圧VOC(t)の正規分布の中央値を二次電池10の開路電圧として算出したが、連続するデータとして取得した開路電圧VOC(t)の平均値を二次電池10の開路電圧として算出してもよい。また、二次電池10の充電時の開路電圧と二次電池10の放電時の開路電圧との双方を取得することは必須ではなく、少なくとも一方を取得すればよい。
For example, in the above embodiment, the median of the normal distribution of the open-circuit voltage V OC (t) acquired as continuous data is calculated as the open-circuit voltage of the
1 :蓄電システム
10 :二次電池
20 :MCU(算出部)
21 :OCV解析部(算出部)
30 :電流重畳回路
40 :電圧センサ
50 :電流センサ
60 :充電器(充電部)
70 :負荷
100 :算出装置(二次電池の開路電圧の算出装置)
r(t) :内部抵抗
I1C(t) :電流値(充放電電流)
I2C(t) :電流値(充放電電流)
V1C(t) :端子電圧
V2C(t) :端子電圧
VOC :開路電圧
VOC(t) :開路電圧
1: Power storage system 10: Secondary battery 20: MCU (calculation unit)
21: OCV analysis unit (calculation unit)
30: Current superposition circuit 40: Voltage sensor 50: Current sensor 60: Charger (charging unit)
70: Load 100: Calculation device (calculation device for calculating open circuit voltage of secondary battery)
r(t): Internal resistance I 1C (t) : Current value (charge/discharge current)
I2C (t) : Current value (charge/discharge current)
V1C (t) :Terminal voltage V2C (t) : Terminal voltage V OC : Open circuit voltage V OC (t) : Open circuit voltage
Claims (5)
前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記充電電流の電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記二次電池の端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の充電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記電流値と、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部と
を備え、
前記算出部は、下記(I)式に基づいて、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する二次電池の開路電圧の算出装置。
r(t)=(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))…(I)
但し、r(t)は、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗であり、I 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。 a current superposition circuit that superposes a pulse current on a charging current supplied from a charging unit of the electric vehicle to a secondary battery of the electric vehicle when the electric vehicle is decelerating ;
a calculation unit that calculates an internal resistance of the secondary battery during charging based on an amount of increase or decrease in a current value of the charging current on which the pulse current is superimposed by the current superimposition circuit, the amount of increase or decrease corresponding to a period of the pulse current, and an amount of increase or decrease in a terminal voltage of the secondary battery when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, the amount of increase or decrease corresponding to the period of the pulse current , and calculates an open circuit voltage of the secondary battery based on the terminal voltage when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit , the current value when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, and the calculated internal resistance of the secondary battery during charging ,
The calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during charging for each period of the pulse current based on the following formula (I), and calculates the open-circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during charging .
r(t)=(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(I)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during charging, I2C ( t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit.
前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記放電電流の電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記二次電池の端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の放電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記電流値と、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部と
を備え、
前記算出部は、下記(II)式に基づいて、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する二次電池の開路電圧の算出装置。
r(t)=-(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))…(II)
但し、r(t)は、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗であり、I 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。 a current superposition circuit that superposes a pulse current on a discharge current supplied from a secondary battery of the electric vehicle to a load of the electric vehicle when the electric vehicle is accelerating ;
a calculation unit that calculates an internal resistance of the secondary battery during discharge based on an amount of increase or decrease in a current value of the discharge current on which the pulse current is superimposed by the current superimposition circuit, the amount of increase or decrease corresponding to a period of the pulse current, and an amount of increase or decrease in a terminal voltage of the secondary battery when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, the amount of increase or decrease corresponding to the period of the pulse current , and calculates an open circuit voltage of the secondary battery based on the terminal voltage when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit , the current value when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, and the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge ,
The calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during discharge for each period of the pulse current based on the following formula (II), and calculates the open-circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge .
r(t)=-(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(II)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during discharge, I2C(t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit.
前記電動車の減速時に前記充電部から前記二次電池に供給される前記充電電流にパルス電流を重畳する電流重畳回路と、
前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記充電電流の電流値を検出する電流センサと、
前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記二次電池の端子電圧を検出する電圧センサと、
前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電流センサにより検出された前記電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電圧センサにより検出された前記端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の充電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記電流値と、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部と
を備え、
前記算出部は、下記(I)式に基づいて、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の充電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する蓄電システム。
r(t)=(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))…(I)
但し、r(t)は、前記二次電池の充電時の前記内部抵抗であり、I 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記充電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。 a secondary battery of the electric vehicle that is supplied with a charging current from a charging unit of the electric vehicle and supplies a discharging current to a load of the electric vehicle ;
a current superposition circuit that superposes a pulse current on the charging current supplied from the charging unit to the secondary battery when the electric vehicle is decelerating ;
a current sensor that detects a current value of the charging current on which the pulse current is superimposed by the current superimposition circuit;
a voltage sensor that detects a terminal voltage of the secondary battery when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit ;
a calculation unit that calculates an internal resistance of the secondary battery during charging based on an amount of increase or decrease in the current value detected by the current sensor when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superposition circuit , the amount of increase or decrease in the terminal voltage detected by the voltage ... and the calculated internal resistance of the secondary battery during charging ,
The calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during charging for each period of the pulse current based on the following formula (I), and calculates the open-circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during charging .
r(t)=(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(I)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during charging, I2C ( t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the charging current by the current superimposition circuit.
前記電動車の加速時に前記二次電池から前記負荷に供給される前記放電電流にパルス電流を重畳する電流重畳回路と、
前記電流重畳回路により前記パルス電流が重畳された前記放電電流の電流値を検出する電流センサと、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧センサと、
前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電流センサにより検出された前記電流値の前記パルス電流の周期に応じた増減量と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時に前記電圧センサにより検出された前記端子電圧の前記パルス電流の周期に応じた増減量とに基づいて、前記二次電池の放電時の内部抵抗を算出し、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記端子電圧と、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳されている時の前記電流値と、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗とに基づいて、前記二次電池の開路電圧を算出する算出部と
を備え、
前記算出部は、下記(II)式に基づいて、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を前記パルス電流の周期毎に算出し、算出した前記二次電池の放電時の前記内部抵抗を用いて、前記二次電池の前記開路電圧を前記パルス電流の周期毎に算出する蓄電システム。
r(t)=-(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))…(II)
但し、r(t)は、前記二次電池の放電時の前記内部抵抗であり、I 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最大値であり、I 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記電流値の最小値であり、V 2C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最大値であり、V 1C (t)は、前記電流重畳回路により前記放電電流に前記パルス電流が重畳された時の前記パルス電流の周期毎の前記端子電圧の最小値である。 a secondary battery of the electric vehicle that is supplied with a charging current from a charging unit of the electric vehicle and supplies a discharging current to a load of the electric vehicle ;
a current superposition circuit that superposes a pulse current on the discharge current supplied from the secondary battery to the load when the electric vehicle is accelerating ;
a current sensor for detecting a current value of the discharge current on which the pulse current is superimposed by the current superimposition circuit;
a voltage sensor for detecting a terminal voltage of the secondary battery;
a calculation unit that calculates an internal resistance of the secondary battery during discharge based on an amount of increase or decrease in the current value detected by the current sensor when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, the amount of increase or decrease in the terminal voltage detected by the voltage sensor when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, the amount of increase or decrease in the terminal voltage detected by the voltage sensor when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, the amount of increase or decrease in the terminal voltage or the current value when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit , the amount of increase or decrease in the terminal voltage or the current value when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superposition circuit, and the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge ,
The calculation unit calculates the internal resistance of the secondary battery during discharge for each period of the pulse current based on the following formula (II), and calculates the open-circuit voltage of the secondary battery for each period of the pulse current using the calculated internal resistance of the secondary battery during discharge .
r(t)=-(V 2C (t)-V 1C (t))/(I 2C (t)-I 1C (t))...(II)
where r(t) is the internal resistance of the secondary battery during discharge, I2C(t) is the maximum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, I1C(t) is the minimum current value for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, V2C(t) is the maximum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit, and V1C(t) is the minimum terminal voltage for each period of the pulse current when the pulse current is superimposed on the discharge current by the current superimposition circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021053902A JP7620466B2 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Apparatus for calculating open circuit voltage of secondary battery and power storage system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021053902A JP7620466B2 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Apparatus for calculating open circuit voltage of secondary battery and power storage system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022151025A JP2022151025A (en) | 2022-10-07 |
| JP7620466B2 true JP7620466B2 (en) | 2025-01-23 |
Family
ID=83464923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021053902A Active JP7620466B2 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Apparatus for calculating open circuit voltage of secondary battery and power storage system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7620466B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20250125662A (en) * | 2024-02-15 | 2025-08-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus for managing battery and operating method of the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009005458A (en) | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Toyota Motor Corp | VEHICLE POWER SUPPLY DEVICE AND CHARGING STATE ESTIMATION METHOD FOR POWER STORAGE DEVICE IN VEHICLE POWER SOURCE |
| JP2019146460A (en) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle power supply system |
| JP2019163957A (en) | 2018-03-19 | 2019-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery system and method for estimating deterioration state of secondary battery |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650294B2 (en) * | 1988-05-24 | 1994-06-29 | 新日本製鐵株式会社 | Sensor for measuring structure impedance and method for diagnosing anti-corrosion function of coating |
-
2021
- 2021-03-26 JP JP2021053902A patent/JP7620466B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009005458A (en) | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Toyota Motor Corp | VEHICLE POWER SUPPLY DEVICE AND CHARGING STATE ESTIMATION METHOD FOR POWER STORAGE DEVICE IN VEHICLE POWER SOURCE |
| JP2019146460A (en) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle power supply system |
| JP2019163957A (en) | 2018-03-19 | 2019-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery system and method for estimating deterioration state of secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022151025A (en) | 2022-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11346887B2 (en) | Method and apparatus for calculating SOH of battery power pack, and electric vehicle | |
| JP6496810B2 (en) | Battery control device and electric vehicle system | |
| US10124789B2 (en) | In-range current sensor fault detection | |
| US8965722B2 (en) | Apparatus for calculating residual capacity of secondary battery | |
| JP5297751B2 (en) | Power supply control device, vehicle travel control system, and storage battery deterioration state detection method | |
| JP5656415B2 (en) | Secondary battery state determination device and control device | |
| EP3913726B1 (en) | Soh/soc detecting device for power storage element, and power storage element managing unit | |
| US10705147B2 (en) | Remaining capacity detection circuit of rechargeable battery, electronic apparatus using the same, automobile, and detecting method for state of charge | |
| JP4864383B2 (en) | Deterioration state estimation device for power storage device | |
| US20190288344A1 (en) | Battery Control Device | |
| US11656282B2 (en) | Energy storage device management apparatus and energy storage device management method | |
| EP4152022A1 (en) | Method for determining full-charge capacity of battery pack, method for determining state of health of battery pack, system, and apparatus | |
| JP6789046B2 (en) | Rechargeable battery remaining amount detection circuit, electronic devices using it, automobiles, and charging status detection method | |
| CN111108403A (en) | Short-circuit prediction device and short-circuit prediction method for rechargeable battery | |
| JP6577990B2 (en) | Internal state estimation device | |
| JP2012057956A (en) | Deterioration degree estimation apparatus for battery | |
| JP5911407B2 (en) | Battery soundness calculation device and soundness calculation method | |
| JP2003257501A (en) | Remaining battery capacity meter | |
| US11899070B2 (en) | Battery control device | |
| JP7620466B2 (en) | Apparatus for calculating open circuit voltage of secondary battery and power storage system | |
| JP5904916B2 (en) | Battery soundness calculation device and soundness calculation method | |
| JP2003257504A (en) | Overdischarge detection method for secondary batteries | |
| KR102879358B1 (en) | Apparatus and method for diagnosing battery | |
| JP2005331483A (en) | Remaining capacity display device for power storage device | |
| JP5929711B2 (en) | Charging system and voltage drop calculation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241023 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241112 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241203 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250110 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7620466 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |