JP7658396B2 - Battery management device and method - Google Patents
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Description
本開示は、バッテリの管理装置および管理方法に関する。 This disclosure relates to a battery management device and management method.
電気自動車(Electric Vehicle:EV)やハイブリッド車においては、走行用の動力源に電力を供給するためのバッテリが車両に搭載されている。バッテリは、繰り返し使用することで、徐々に劣化する。また、バッテリの使用状況に応じて劣化スピードが速まる場合がある。そこで、バッテリの使用履歴に基づいて、バッテリの劣化度を予測することが知られている。 Electric vehicles (EVs) and hybrid vehicles are equipped with batteries to supply power to the driving source. Batteries gradually deteriorate with repeated use. Also, the speed of deterioration may increase depending on the battery's usage conditions. Therefore, it is known to predict the degree of battery deterioration based on the battery's usage history.
例えば、特許文献1には、バッテリの使用方法に応じた劣化曲線からバッテリの劣化度を予測することが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for predicting the degree of battery deterioration from a deterioration curve that corresponds to the method of using the battery.
また、例えば、特許文献2には、使用履歴および環境条件に基づいて膨張曲線および劣化曲線のそれぞれを補正し、補正した膨張曲線および劣化曲線に基づいて、バッテリの劣化度を予測することが開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses a method of correcting the expansion curve and degradation curve based on the usage history and environmental conditions, and predicting the degree of degradation of the battery based on the corrected expansion curve and degradation curve.
ところで、特許文献1に記載された発明では、劣化度の予想値が劣化曲線から大きく乖離する場合、急な劣化を予想してしまう。予想値は誤差を持ち、劣化曲線に対してバラツキをもって推移しているため、バッテリの劣化度を誤判定するおそれがある。 However, in the invention described in Patent Document 1, if the predicted value of the deterioration degree deviates significantly from the deterioration curve, it predicts sudden deterioration. Since the predicted value has an error and varies with respect to the deterioration curve, there is a risk of misjudging the deterioration degree of the battery.
特許文献2に記載された発明においても、使用履歴に関するデータが劣化曲線に対してバラツキをもって推移しているため、バッテリの劣化度を誤判定するおそれがある。 Even in the invention described in Patent Document 2, the data on the usage history varies with respect to the deterioration curve, so there is a risk of erroneous judgment of the degree of deterioration of the battery.
本開示の目的は、バッテリの劣化度の誤判定を防止することが可能なバッテリ管理装置および管理方法を提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a battery management device and management method that can prevent erroneous determination of the degree of deterioration of a battery.
上記の目的を達成するため、本開示におけるバッテリ管理装置は、
走行用の動力源に電力を供給するためのバッテリが搭載された車両毎に又は当該車両に対して設けられるバッテリの管理装置であって、
前記バッテリの使用履歴および前記バッテリの劣化度を取得する取得部と、
過去に取得された前記使用履歴および前記劣化度に基づいて、前記使用履歴と前記劣化度との関係を表す前記車両独自の近似線を算出するとともに、前記過去に取得された前記車両独自の前記劣化度のバラツキに基づいて、前記近似線に対する前記車両独自の判定基準線を算出する算出部と、
新たに取得された前記劣化度が、前記判定基準線に基づいて許容範囲内であるか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲内である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新し、前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲外である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新しない。
In order to achieve the above object, the battery management device according to the present disclosure includes:
A battery management device provided for each vehicle equipped with a battery for supplying power to a driving power source,
an acquisition unit that acquires a usage history of the battery and a deterioration level of the battery ;
a calculation unit that calculates an approximation line specific to the vehicle that indicates a relationship between the usage history and the deterioration level based on the usage history and the deterioration level that have been acquired in the past, and calculates a judgment reference line specific to the vehicle with respect to the approximation line based on a variation in the deterioration level that has been acquired in the past;
a determination unit that determines whether the newly acquired deterioration degree is within an allowable range based on the determination reference line ;
Equipped with
If the newly acquired degree of deterioration is within the acceptable range, the determination unit updates the approximation line using the newly acquired degree of deterioration, and if the newly acquired degree of deterioration is outside the acceptable range, the determination unit does not update the approximation line using the newly acquired degree of deterioration.
また、本開示におけるバッテリ管理方法は、
走行用の動力源に電力を供給するためのバッテリが搭載された車両毎に又は当該車両に対して設けられるバッテリの管理方法であって、
前記バッテリの使用履歴および前記バッテリの劣化度を取得し、
過去に取得された前記使用履歴および前記劣化度に基づいて、前記使用履歴と前記劣化度との関係を表す前記車両独自の近似線を算出するとともに、前記過去に取得された前記車両独自の前記劣化度のバラツキに基づいて、前記近似線に対する前記車両独自の判定基準線を算出し、
新たに取得された前記劣化度が、前記判定基準線に基づいて許容範囲内であるか否かを判定し、
前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲内である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新し、前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲外である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新しない。
In addition, the battery management method according to the present disclosure includes:
A method for managing a battery provided for each vehicle equipped with a battery for supplying power to a driving power source, the method comprising:
Acquiring a usage history of the battery and a deterioration level of the battery;
calculating an approximation line specific to the vehicle that indicates a relationship between the usage history and the deterioration degree based on the usage history and the deterioration degree that have been acquired in the past, and calculating a judgment reference line specific to the vehicle with respect to the approximation line based on a variation in the deterioration degree that has been acquired in the past;
determining whether the newly acquired deterioration degree is within an allowable range based on the determination reference line ;
If the newly acquired degree of deterioration is within the acceptable range, the approximation line is updated using the newly acquired degree of deterioration, and if the newly acquired degree of deterioration is outside the acceptable range, the approximation line is not updated using the newly acquired degree of deterioration.
本開示によれば、バッテリの劣化度の誤判定を防止することができる。 This disclosure makes it possible to prevent erroneous determination of the degree of battery deterioration.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本開示の実施の形態におけるバッテリの管理装置の一例を示す図である。なお、本実施の形態におけるバッテリの管理装置は、トラックや、バスなどの商用車に適用することが可能であるが、乗用車などの車両にも適用することが可能である。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
1 is a diagram illustrating an example of a battery management device according to an embodiment of the present disclosure. The battery management device according to the present embodiment can be applied to commercial vehicles such as trucks and buses, but can also be applied to vehicles such as passenger cars.
本実施の形態におけるバッテリの管理装置が適用される車両10は、電気自動車(Electric Vehicle:EV)や、ハイブリッド車である。EV10には、走行用の動力源(モータ)に電力を供給するためのバッテリ(不図示)が搭載されている。バッテリは、充放電の繰り返し回数であるサイクル数に応じて、徐々に劣化する。また、バッテリは、使用状況に応じてその劣化スピードが速まることが知られている。以下の説明で、バッテリから電力が供給されるモータなどの電力供給先を「負荷」という場合がある。 The vehicle 10 to which the battery management device of this embodiment is applied is an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle. The EV 10 is equipped with a battery (not shown) for supplying power to a driving power source (motor). The battery gradually deteriorates according to the number of cycles, which is the number of times the battery is repeatedly charged and discharged. It is also known that the deterioration speed of the battery increases according to the usage conditions. In the following explanation, the power supply destination, such as a motor to which power is supplied from the battery, may be referred to as a "load".
EV10には、車両制御装置30(Vehicle Control Unit:VCU)が設けられている。VCU30は、EV10の状態を判断し、EV10を最適な状態に維持する制御を実行する。具体的には、VCU30は、EV10の異常を検知した場合、EV10を停止するようにモータを制御する。VCU30は、バッテリをモニタリングし、バッテリの稼働時間を取得する。VCU30は、EV10の走行距離を取得する。また、VCU30は、バッテリと負荷との間の電圧を変化させることで、バッテリから負荷への供給電力を制御する。また、VCU30は、バッテリを充電するときの充電電力が充電可能電力を超過しないように充電器(不図示)を制御する。 EV 10 is provided with a vehicle control unit 30 (Vehicle Control Unit: VCU). VCU 30 judges the state of EV 10 and executes control to maintain EV 10 in an optimal state. Specifically, if VCU 30 detects an abnormality in EV 10, it controls the motor to stop EV 10. VCU 30 monitors the battery and acquires the operating time of the battery. VCU 30 acquires the mileage of EV 10. VCU 30 also controls the power supply from the battery to the load by changing the voltage between the battery and the load. VCU 30 also controls a charger (not shown) so that the charging power when charging the battery does not exceed the chargeable power.
バッテリの稼働時間およびEV10の走行距離は、VCU30からバッテリの管理装置20に送られる。 The battery operating time and the driving distance of the EV 10 are sent from the VCU 30 to the battery management device 20.
バッテリは、温度センサ(不図示)と電圧センサ(不図示)とを有している。温度センサは、バッテリの温度およびバッテリの周囲温度を検出する。電圧センサは、バッテリの電圧を検出する。 The battery has a temperature sensor (not shown) and a voltage sensor (not shown). The temperature sensor detects the temperature of the battery and the temperature surrounding the battery. The voltage sensor detects the voltage of the battery.
EV10には、バッテリの使用状況を監視する監視部40が設けられている。監視部40は、温度センサおよび電圧センサのそれぞれの検出結果を取得し、取得した検出結果に基づいて、残存容量率(State Of Health:SOH)を特定する。また、監視部40は、バッテリのサイクル数を取得する。サイクル数は、バッテリが第1の残量以上の充電量から第2の残量以下の充電量まで放電し、再度第1の残量以上の充電量に充電するまでの充放電サイクルを1とするパラメータである。なお、第1の残量は、第2の残量よりも高く、第1の残量は満充電としてもよい。監視部40は、バッテリの残量などを監視して、バッテリが経過したサイクル数を取得する。 EV 10 is provided with a monitoring unit 40 that monitors the usage status of the battery. The monitoring unit 40 obtains the detection results of the temperature sensor and the voltage sensor, and identifies the remaining capacity rate (State Of Health: SOH) based on the obtained detection results. The monitoring unit 40 also obtains the number of cycles of the battery. The number of cycles is a parameter that defines the number of charge/discharge cycles in which the battery is discharged from a charge amount equal to or greater than a first remaining amount to a charge amount equal to or less than a second remaining amount, and then charged again to a charge amount equal to or greater than the first remaining amount as 1. Note that the first remaining amount may be higher than the second remaining amount, and the first remaining amount may be considered to be fully charged. The monitoring unit 40 monitors the remaining amount of the battery, etc., and obtains the number of cycles that the battery has gone through.
監視部40は、バッテリを安全かつ有効に使うための制御を行う。具体的には、監視部40は、温度センサおよび電圧センサのそれぞれの検出結果に基づいて、バッテリと負荷との間の接続/切断を行うリレー(不図示)を制御する。 The monitoring unit 40 performs control to use the battery safely and effectively. Specifically, the monitoring unit 40 controls a relay (not shown) that connects/disconnects the battery and the load based on the detection results of the temperature sensor and the voltage sensor.
温度センサおよび電圧センサのそれぞれの検出結果、サイクル数、および、SOHは、監視部40からバッテリの管理装置20に送られる。なお、温度センサおよび電圧センサのそれぞれの検出結果、並びに、サイクル数が本開示の「バッテリの使用履歴」に対応する。また、SOHが本開示の「バッテリの劣化度」に対応する。 The detection results of the temperature sensor and the voltage sensor, the number of cycles, and the SOH are sent from the monitoring unit 40 to the battery management device 20. The detection results of the temperature sensor and the voltage sensor, and the number of cycles correspond to the "battery usage history" in this disclosure. The SOH corresponds to the "degree of deterioration of the battery" in this disclosure.
バッテリの管理装置20は、車両10毎に設けられる。バッテリの管理装置20は、制御部21と記憶部25とを備える。図1において、矢印は主なデータの流れを示しており、図1に示していないデータの流れがあってもよい。図1において、各機能ブロックはハードウェア(装置)単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図1に示す機能ブロックは単一の装置内に実装されてもよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてもよい。機能ブロック間のデータの授受は、データバス、コントローラエリアネットワーク(CANバス)等、任意の手段を介して行われてもよい。 A battery management device 20 is provided for each vehicle 10. The battery management device 20 includes a control unit 21 and a memory unit 25. In FIG. 1, the arrows indicate the main data flows, and there may be data flows not shown in FIG. 1. In FIG. 1, each functional block indicates a functional configuration, not a hardware (device) configuration. Therefore, the functional blocks shown in FIG. 1 may be implemented in a single device, or may be implemented separately in multiple devices. Data may be exchanged between functional blocks via any means, such as a data bus or a controller area network (CAN bus).
なお、管理装置20は、複数の車両10に対して設けられてもよい。この場合の一例として、管理装置20は、サーバ(不図示)に設けられる。車両10およびサーバのそれぞれは通信部を有し、車両10とサーバとはネットワークを介して通信する。 The management device 20 may be provided for multiple vehicles 10. In one example of this case, the management device 20 is provided in a server (not shown). Each of the vehicles 10 and the server has a communication unit, and the vehicles 10 and the server communicate with each other via a network.
記憶部25は、管理装置20を実現するコンピュータのBIOS(Basic Input System)等を格納するROM(Read Only Memory)や管理装置20の作業領域となるRAM(Random Access Memory)、OS(Operating System)やアプリケーションプログラム、当該アプリケーションプログラムの実行時に参照される種々の情報を格納するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等の記憶装置である。 The storage unit 25 is a storage device such as a ROM (Read Only Memory) that stores the BIOS (Basic Input System) of the computer that realizes the management device 20, a RAM (Random Access Memory) that serves as the working area of the management device 20, an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive) that stores the OS (Operating System), application programs, and various information referenced when the application programs are executed.
制御部21は、管理装置20のCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphic Processing Unit)等のプロセッサであり、記憶部25に記憶されたプログラムを実行することによって、取得部22、算出部23および判定部24として機能する。 The control unit 21 is a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphic Processing Unit) of the management device 20, and functions as an acquisition unit 22, a calculation unit 23, and a determination unit 24 by executing a program stored in the memory unit 25.
図1は、管理装置20が単一の装置で構成されている場合の例を示している。しかしながら、管理装置20は、例えば複数のプロセッサやメモリ等の計算ソースによって実現されてもよい。この場合、制御部21を構成する各部は、複数の異なるプロセッサの中の少なくともいずれかのプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。なお、管理装置20が単一の装置で構成される場合、例えば、管理装置20は、図1に示すVCU30、および、監視部40の全部により構成されてもよい。管理装置20が複数の装置で構成される場合、例えば、管理装置20は、VCU30、および、監視部40のそれぞれで構成されてもよく、また、いずれかの2つの装置を組み合わせたものと、他の一つの装置で構成されてもよい。 Figure 1 shows an example in which the management device 20 is configured as a single device. However, the management device 20 may be realized by, for example, multiple processors, memory, and other computing sources. In this case, each part constituting the control unit 21 is realized by at least one of the multiple different processors executing a program. Note that, when the management device 20 is configured as a single device, the management device 20 may be configured as, for example, all of the VCU 30 and the monitoring unit 40 shown in Figure 1. When the management device 20 is configured as multiple devices, the management device 20 may be configured as, for example, each of the VCU 30 and the monitoring unit 40, or may be configured as a combination of any two devices and one other device.
取得部22は、監視部40からバッテリの使用履歴(温度センサおよび電圧センサのそれぞれの検出結果、並びに、サイクル数)を取得する。また、取得部22は、監視部40からSOHを取得する。 The acquisition unit 22 acquires the battery usage history (detection results of the temperature sensor and voltage sensor, and the number of cycles) from the monitoring unit 40. The acquisition unit 22 also acquires the SOH from the monitoring unit 40.
記憶部25は、取得部22により取得されたバッテリの使用履歴およびSOHを記憶する。図2は、記憶部25に蓄積される蓄積データの一例を示す図である。図2に示すように、記憶部25には、SOH、稼働時間、走行距離、電力積算量のそれぞれのデータが年月日毎に蓄積される。ここで、「稼働時間」は、バッテリの稼働時間、「走行距離」はEV10の走行距離、「電力積算量」は、バッテリの消費電力積算量である。記憶部25には、SOH、稼働時間、走行距離、電力積算量のそれぞれのデータが、それぞれのデータを取得したタイミングに関連付けられて記憶されるといえる。 The memory unit 25 stores the battery usage history and SOH acquired by the acquisition unit 22. FIG. 2 is a diagram showing an example of accumulated data stored in the memory unit 25. As shown in FIG. 2, the memory unit 25 accumulates data on the SOH, operating time, mileage, and accumulated power for each date. Here, "operating time" is the operating time of the battery, "mileage" is the mileage of the EV 10, and "accumulated power" is the accumulated power consumption of the battery. It can be said that the memory unit 25 stores data on the SOH, operating time, mileage, and accumulated power in association with the timing at which each data was acquired.
算出部23は、過去に取得された使用履歴およびSOHに基づいて、使用履歴と劣化度との関係を表す近似線を算出する。なお、ここで、「過去に取得された使用履歴および劣化度」は、近似線を算出する算出時以前に取得された使用履歴およびSOHをいう。また、「近似線」は、近似曲線や、劣化曲線と呼ばれる。近似線の算出方法には、公知の方法が用いられる。例えば、算出部23は、横軸に「年月日」、縦軸にSOHとする散布図に、記憶部25に蓄積された蓄積データをプロットして近似線を算出する。なお、本開示において、近似線の算出に用いられる蓄積データは、「年月日」に限定されない。例えば、「走行距離」や、「電力積算量」でもよい。 The calculation unit 23 calculates an approximation line that indicates the relationship between the usage history and the deterioration level based on the usage history and SOH acquired in the past. Note that, here, the "usage history and deterioration level acquired in the past" refers to the usage history and SOH acquired before the calculation of the approximation line. Also, the "approximation line" is called an approximation curve or a deterioration curve. A publicly known method is used to calculate the approximation line. For example, the calculation unit 23 calculates the approximation line by plotting the accumulated data accumulated in the storage unit 25 on a scatter diagram with the horizontal axis being "date" and the vertical axis being SOH. Note that, in the present disclosure, the accumulated data used to calculate the approximation line is not limited to "date". For example, it may be "mileage" or "accumulated power amount".
図3は、本実施の形態における散布図である。図3における横軸に「年月日」を示し、縦軸に「SOH」を示す。図3に示すように、散布図には、年月日に対応するSOHがプロットされる。図3に、プロットされたSOHをS11,S12,S13,S14,S15,S21で示す。 Figure 3 is a scatter diagram in this embodiment. In Figure 3, the horizontal axis indicates "date" and the vertical axis indicates "SOH." As shown in Figure 3, the scatter diagram plots SOH corresponding to date. In Figure 3, the plotted SOH are indicated as S11, S12, S13, S14, S15, and S21.
算出部23は、過去に取得されたSOHのバラツキに基づいて、近似線に対する判定基準線を算出する。具体的には、算出部23は、SOHがプロットされた散布図に基づいて、SOHのバラツキを表す「分散」や、「標準偏差」を算出する。算出部23は、算出した「分散」または「標準偏差」に基づいて、判定基準線を算出する。図3に「近似線La」を点線で示し、「判定基準線Lr」を「破線」で示し、「寿命ラインLb(使用限界)」を一点鎖線で示す。 The calculation unit 23 calculates a judgment reference line for the approximation line based on the variation in SOH obtained in the past. Specifically, the calculation unit 23 calculates the "variance" or "standard deviation" that represents the variation in SOH based on a scatter diagram in which the SOH is plotted. The calculation unit 23 calculates the judgment reference line based on the calculated "variance" or "standard deviation." In FIG. 3, the "approximation line La" is shown by a dotted line, the "judgment reference line Lr" is shown by a dashed line, and the "life line Lb (use limit)" is shown by a dashed line.
算出部23は、SOH21を取得する前に取得されたSOHであるS11,S12,S13,S14,S15(以下、総称する場合はS11~S15と記載する)に基づいて、近似線Laを算出する。また、算出部23は、SOHのバラツキに基づいて、近似線Laに対する判定基準ラインLrを算出する。例えば、算出部23は、過去のSOHデータから得られる近似線Laに対して、1以下の係数を乗算して、判定基準ラインLrとするとする。ここで、係数は、S11~S15のばらつきに基づいて決定され、例えば、標準偏差に基づいて決定されるとする。 The calculation unit 23 calculates the approximation line La based on S11, S12, S13, S14, and S15 (hereinafter collectively referred to as S11 to S15), which are the SOH acquired before acquiring the SOH 21. The calculation unit 23 also calculates a judgment reference line Lr for the approximation line La based on the variation in the SOH. For example, the calculation unit 23 multiplies the approximation line La obtained from the past SOH data by a coefficient of 1 or less to obtain the judgment reference line Lr. Here, the coefficient is determined based on the variation in S11 to S15, for example, based on the standard deviation.
判定部24は、新たに取得されたSOHが、判定基準線Lrから想定されるSOHより大きいか否かを判定する。また、判定部24は、判定結果に応じて新たに取得されたSOHを用いて近似線Laを更新する。判定部24は、新たに取得されたSOHが、判定基準線Lrから想定されるSOHより大きい場合、当該SOHが近似線Laに対して許容範囲内であると判定し、SOHを用いて、近似線Laを更新する。一方で、判定部24は、新たに取得されたSOHが、判定基準線Lrから想定されるSOH以下である場合、SOHが近似線Laに対して許容範囲外であると判定し、SOHを用いて、近似線Laを更新しない。 The determination unit 24 determines whether the newly acquired SOH is greater than the SOH expected from the determination reference line Lr. The determination unit 24 also updates the approximation line La using the newly acquired SOH according to the determination result. If the newly acquired SOH is greater than the SOH expected from the determination reference line Lr, the determination unit 24 determines that the SOH is within the allowable range for the approximation line La, and updates the approximation line La using the SOH. On the other hand, if the newly acquired SOH is equal to or less than the SOH expected from the determination reference line Lr, the determination unit 24 determines that the SOH is outside the allowable range for the approximation line La, and does not update the approximation line La using the SOH.
具体的には、S11~S15の後に、S21に示すSOHが新たに取得された場合、判定基準線Lrから想定されるSOH以下であることから、判定部24は、近似線Laを、S11~S15およびS21を用いて特定される近似線La1に更新しない。すなわち、プロットされたSOHであるS11,S12,S13,S14,S15,S21に基づいて算出された近似線は、近似線Laから近似線La1に変更されない。一方で、図3に示すSOH(S16、S17)が新たに取得された場合、判定基準線Lrから想定されるSOHより大きいことから、判定部24は取得されたSOH(S16、S17)を用いて、近似線Laを更新する。 Specifically, if the SOH shown in S21 is newly acquired after S11 to S15, the SOH is equal to or lower than the SOH expected from the judgment reference line Lr, so the judgment unit 24 does not update the approximation line La to the approximation line La1 specified using S11 to S15 and S21. In other words, the approximation line calculated based on the plotted SOHs S11, S12, S13, S14, S15, and S21 is not changed from the approximation line La to the approximation line La1. On the other hand, if the SOH (S16, S17) shown in FIG. 3 is newly acquired, the SOH is higher than the SOH expected from the judgment reference line Lr, so the judgment unit 24 updates the approximation line La using the acquired SOH (S16, S17).
特定部26は、近似線Laに基づいて、バッテリの推定寿命を特定する。特定部26は、近似線Laと寿命ラインLbとの交点から、バッテリの推定寿命Daを特定する。特定部26は、近似線Laに沿って、SOHが寿命ラインLb上に到達する年月日を推定寿命Daとする。図3中、S30で示したプロットが、推定寿命に対応するSOHを示している。特定部26が特定した推定寿命Daは、記憶部25に格納される。また、推定寿命Daは、不図示の通信部を介して、EV10を管理する管理サーバに送信されるとする。なお、推定寿命Daを、EV10が有する表示デバイスに表示させることによって、EV10のユーザに通知してもよい。 The identification unit 26 identifies the estimated life of the battery based on the approximation line La. The identification unit 26 identifies the estimated life Da of the battery from the intersection of the approximation line La and the life line Lb. The identification unit 26 determines the date on which the SOH reaches the life line Lb along the approximation line La as the estimated life Da. In FIG. 3, the plot shown in S30 indicates the SOH corresponding to the estimated life. The estimated life Da identified by the identification unit 26 is stored in the memory unit 25. The estimated life Da is transmitted to a management server that manages the EV 10 via a communication unit (not shown). The estimated life Da may be notified to the user of the EV 10 by displaying it on a display device of the EV 10.
本実施の形態に係るバッテリ管理装置20によれば、バッテリの使用履歴および劣化度から使用履歴および劣化度との関係性を更新し、当該関係性に基づいてバッテリの推定寿命を特定する場合において、過去に取得したバッテリの使用履歴および劣化度のばらつきに基づく許容範囲外のパラメータを当該関係性の更新に用いない。特定される推定寿命が、一時的に大きく変化したパラメータの影響を受けて大きく変化することを抑制することが可能となる。 According to the battery management device 20 of this embodiment, when updating the relationship between the battery's usage history and the degree of deterioration from the battery's usage history and the degree of deterioration, and determining the estimated lifespan of the battery based on the relationship, parameters outside the allowable range based on the variation in the battery's usage history and degree of deterioration previously acquired are not used to update the relationship. It is possible to prevent the determined estimated lifespan from changing significantly due to the influence of parameters that have changed significantly temporarily.
次に、比較例について図4を参照して説明する。比較例は、判定基準線Lrを用いて新たに取得されたSOHが許容範囲内であるか否かを判定しない。図4は、比較例に係る散布図である。図4における横軸に「年月日」を示し、縦軸に「SOH」を示す。図3で説明した構成については、同一の符号を付加して説明を省略する。 Next, a comparative example will be described with reference to FIG. 4. In the comparative example, the judgment reference line Lr is not used to judge whether or not the newly acquired SOH is within the allowable range. FIG. 4 is a scatter plot according to the comparative example. The horizontal axis in FIG. 4 indicates "date," and the vertical axis indicates "SOH." The same reference numerals are used for the components described in FIG. 3, and the description will be omitted.
比較例においては、判定基準線Lrは算出されない。図4に、近似線Laに対してバラツキをもって推移し、新たに取得されたSOHをS21で示す。このとき、算出部23は、プロットされたSOHであるS11~S15,S21に基づいて、近似線Laから近似線La1に近似線を更新する。すなわち、比較例では、新たに取得されたSOH(S21)が、それまでに取得されたSOH(S11~S15)のばらつきから大きく変わるものであっても、そのSOHを近似線の算出に用いる。特定部26は、更新された近似線La1に基づいて、SOHが寿命ラインLbに達する年月日を推定寿命として特定される。図4に示すように、特定部26は、推定されたSOHであるS31に基づいて、SOHが寿命ラインLbに達する年月日Da1を推定寿命として特定する。比較例で取得された推定寿命は、S11~S15で算出された近似線Laに基づく推定寿命Daから、S11~S15およびS21で算出された近似線La1に基づく推定寿命Da1に急激に短縮してしまう。取得されたSOHがそれまで取得されたSOHのばらつきから逸脱する場合であっても、近似線の算出に当該SOHを用いることから、SOHの誤検知などによる不正確なSOHにより、不正確な評価となってしまう。 In the comparative example, the judgment reference line Lr is not calculated. In FIG. 4, the newly acquired SOH, which varies with respect to the approximation line La, is shown as S21. At this time, the calculation unit 23 updates the approximation line from the approximation line La to the approximation line La1 based on the plotted SOHs S11 to S15 and S21. That is, in the comparative example, even if the newly acquired SOH (S21) is significantly different from the variation of the SOH (S11 to S15) acquired up to that point, the SOH is used to calculate the approximation line. Based on the updated approximation line La1, the identification unit 26 identifies the date on which the SOH reaches the life line Lb as the estimated life. As shown in FIG. 4, the identification unit 26 identifies the date Da1 on which the SOH reaches the life line Lb as the estimated life based on the estimated SOH S31. The estimated lifespan obtained in the comparative example is suddenly shortened from the estimated lifespan Da based on the approximation line La calculated in S11 to S15 to the estimated lifespan Da1 based on the approximation line La1 calculated in S11 to S15 and S21. Even if the obtained SOH deviates from the variation in the SOH obtained up to that point, the SOH is used to calculate the approximation line, so the inaccurate SOH due to erroneous detection of the SOH, etc., results in an inaccurate evaluation.
本実施の形態におけるバッテリの管理装置20は、バッテリの使用履歴およびSOHを取得する取得部22と、過去に取得された使用履歴およびSOHに基づいて、使用履歴とSOHとの関係を表す近似線Laを算出する算出部23と、新たに取得されたSOHが、近似線Laに対して許容範囲内であるか否かを判定する判定部24と、を備える。 The battery management device 20 in this embodiment includes an acquisition unit 22 that acquires the battery usage history and SOH, a calculation unit 23 that calculates an approximation line La that represents the relationship between the usage history and the SOH based on the usage history and SOH acquired in the past, and a determination unit 24 that determines whether the newly acquired SOH is within an acceptable range for the approximation line La.
以上の構成により、新たに取得されたSOHが、近似線Laに対して許容範囲内であると判定されるため、バッテリの劣化度の誤判定を防止することが可能となる。また、新たに取得されたSOHに基づいて算出された近似線が近似線Laから変更されないため、近似線Laに基づいて推定されるバッテリの寿命が、短縮されることを防止することが可能となる。 With the above configuration, the newly acquired SOH is determined to be within an acceptable range for the approximation line La, making it possible to prevent erroneous determination of the battery's degree of deterioration. In addition, since the approximation line calculated based on the newly acquired SOH is not changed from the approximation line La, it is possible to prevent the battery life estimated based on the approximation line La from being shortened.
なお、上述した実施例では、許容範囲として近似線Laよりも使用履歴(年月日)に対するSOHが小さい判定基準線Lrを設定し、判定基準線Lrよりも新たに取得されたSOHが高い場合に、許容範囲内であると判定したが、これに限らない。例えば、許容範囲として近似線Laよりも使用履歴(年月日)に対するSOHが大きい判定基準線Luを設定し、判定基準線Luよりも新たに取得されたSOHが低い場合に、許容範囲内であると判定するものであってもよい。例えば、SOHのエラーが大きい値として発生する場合に、このような設定が有効となる。
さらに、近似線Laに対して、上限と下限を設定し、近似線Laを含む許容範囲を設定してもよい。例えば、上限と下限とは、それぞれ上述した判定基準線Luと判定基準線Lrとを使用することができる。
In the above embodiment, the judgment reference line Lr is set as the allowable range, where the SOH for the usage history (date) is smaller than the approximation line La, and when the newly acquired SOH is higher than the judgment reference line Lr, it is judged to be within the allowable range, but this is not limited to the above. For example, the judgment reference line Lu may be set as the allowable range, where the SOH for the usage history (date) is larger than the approximation line La, and when the newly acquired SOH is lower than the judgment reference line Lu, it is judged to be within the allowable range. For example, such a setting is effective when the SOH error occurs as a large value.
Furthermore, an upper limit and a lower limit may be set for the approximation line La, and an allowable range may be set that includes the approximation line La. For example, the above-mentioned judgment reference line Lu and judgment reference line Lr may be used as the upper limit and the lower limit, respectively.
また、上記実施の形態におけるバッテリの管理装置20では、許容範囲は、過去に取得されたSOHのバラツキに基づいて設定される。これにより、SOHのバラツキに応じて許容範囲を調整することができるため、バッテリの劣化度の判定精度を上げることが可能となる。なお、近似線Laに対する判定基準線LrをSOHのばらつきを用いて設定したが、ばらつきは、上述した分散、標準偏差など既知の統計量を用いることが可能である。また、固定値としてあらかじめ設定してもよいし、ユーザが任意に変更することも可能である。許容範囲は、判定基準線の設定によらず、単に近似線に対して設定された上下方向のマージンとしても設定可能である。
また、上述の実施の形態では、年月日に対するSOHの近似線を用いて推定寿命を特定したが、これに限らない。他の使用履歴、例えば、温度センサの検出結果、電圧センサの検出結果、またはサイクル数に対するSOHの近似線を用いて、推定寿命を特定してもよい。
In addition, in the battery management device 20 in the above embodiment, the allowable range is set based on the variation in SOH acquired in the past. This allows the allowable range to be adjusted according to the variation in SOH, making it possible to improve the accuracy of determining the deterioration level of the battery. Although the judgment reference line Lr for the approximation line La is set using the variation in SOH, the variation can be determined using known statistics such as the above-mentioned variance and standard deviation. In addition, the allowable range may be set in advance as a fixed value, or can be changed arbitrarily by the user. The allowable range can be set simply as an upper and lower margin set for the approximation line, regardless of the setting of the judgment reference line.
In the above embodiment, the estimated lifespan is determined using an approximation line of the SOH versus date, but this is not limited to the above. The estimated lifespan may be determined using other usage histories, such as the detection results of a temperature sensor, the detection results of a voltage sensor, or an approximation line of the SOH versus the number of cycles.
また、上記実施の形態におけるバッテリの管理装置20では、算出部23は、過去に取得された劣化度のバラツキに基づいて、近似線Laに対する判定基準線Lrを算出し、判定部24は、判定基準線Lrに基づいて、新たに取得された劣化度が許容範囲内であるか否かを判定する。これにより、SOHのバラツキに応じて判定基準線Lrを調整することができるため、バッテリの劣化度の判定精度を上げることが可能となる。 In addition, in the battery management device 20 in the above embodiment, the calculation unit 23 calculates a judgment reference line Lr for the approximation line La based on the variation in the deterioration level previously obtained, and the judgment unit 24 judges whether or not the newly obtained deterioration level is within an acceptable range based on the judgment reference line Lr. This makes it possible to adjust the judgment reference line Lr according to the variation in SOH, thereby improving the accuracy of the judgment of the deterioration level of the battery.
その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, the above embodiments are merely examples of concrete ways of implementing the present disclosure, and the technical scope of the present disclosure should not be interpreted in a limiting manner based on them. In other words, the present disclosure can be implemented in various forms without departing from its gist or main features.
本開示は、バッテリの劣化度の誤判定を防止することが要求されるバッテリの管理装置を備えた車両に好適に利用される。 This disclosure is suitable for use in vehicles equipped with a battery management device that is required to prevent erroneous determination of the battery's deterioration level.
La 近似線
Lb 寿命ライン
Lr 判定基準線
10 電気自動車(EV)
20 バッテリの管理装置
21 制御部
22 取得部
23 算出部
24 判定部
25 記憶部
30 VCU
40 監視部
La Approximation line Lb Life line Lr Judgment reference line 10 Electric vehicle (EV)
20 Battery management device 21 Control unit 22 Acquisition unit 23 Calculation unit 24 Determination unit 25 Storage unit 30 VCU
40 Surveillance Department
Claims (8)
前記バッテリの使用履歴および前記バッテリの劣化度を取得する取得部と、
過去に取得された前記使用履歴および前記劣化度に基づいて、前記使用履歴と前記劣化度との関係を表す前記車両独自の近似線を算出するとともに、前記過去に取得された前記車両独自の前記劣化度のバラツキに基づいて、前記近似線に対する前記車両独自の判定基準線を算出する算出部と、
新たに取得された前記劣化度が、前記判定基準線に基づいて許容範囲内であるか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲内である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新し、前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲外である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新しない、
バッテリの管理装置。 A battery management device provided for each vehicle equipped with a battery for supplying power to a driving power source,
an acquisition unit that acquires a usage history of the battery and a deterioration level of the battery;
a calculation unit that calculates an approximation line specific to the vehicle that indicates a relationship between the usage history and the deterioration level based on the usage history and the deterioration level that have been acquired in the past, and calculates a judgment reference line specific to the vehicle with respect to the approximation line based on a variation in the deterioration level that has been acquired in the past;
a determination unit that determines whether the newly acquired deterioration degree is within an allowable range based on the determination reference line;
Equipped with
the determination unit updates the approximation line using the newly acquired deterioration degree when the newly acquired deterioration degree is within the allowable range, and does not update the approximation line using the newly acquired deterioration degree when the newly acquired deterioration degree is outside the allowable range.
Battery management device.
請求項1に記載のバッテリの管理装置。 The battery management device according to claim 1 , further comprising a specification unit that specifies an estimated lifespan of the battery using the approximation line.
請求項1に記載のバッテリの管理装置。 The battery management device according to claim 1 , wherein the usage history of the battery includes at least one of the number of cycles of the battery, the usage time, the temperature of the battery, and the voltage of the battery.
請求項1に記載のバッテリの管理装置。 The battery management device according to claim 1 , wherein the deterioration level of the battery includes a remaining capacity rate of the battery.
前記バッテリの使用履歴および前記バッテリの劣化度を取得し、
過去に取得された前記使用履歴および前記劣化度に基づいて、前記使用履歴と前記劣化度との関係を表す前記車両独自の近似線を算出するとともに、前記過去に取得された前記車両独自の前記劣化度のバラツキに基づいて、前記近似線に対する前記車両独自の判定基準線を算出し、
新たに取得された前記劣化度が、前記判定基準線に基づいて許容範囲内であるか否かを判定し、
前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲内である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新し、前記新たに取得された前記劣化度が前記許容範囲外である場合、前記新たに取得された前記劣化度を用いて、前記近似線を更新しない、
バッテリの管理方法。 A method for managing a battery provided for each vehicle equipped with a battery for supplying power to a driving power source, the method comprising:
Acquiring a usage history of the battery and a deterioration level of the battery;
calculating an approximation line specific to the vehicle that indicates a relationship between the usage history and the deterioration degree based on the usage history and the deterioration degree that have been acquired in the past, and calculating a judgment reference line specific to the vehicle with respect to the approximation line based on a variation in the deterioration degree that has been acquired in the past;
determining whether the newly acquired deterioration degree is within an allowable range based on the determination reference line ;
When the newly acquired deterioration degree is within the allowable range, the approximation line is updated using the newly acquired deterioration degree, and when the newly acquired deterioration degree is outside the allowable range, the approximation line is not updated using the newly acquired deterioration degree.
How to manage the battery.
請求項5に記載のバッテリの管理方法。 The method of claim 5 , further comprising: determining an estimated lifespan of the battery using the approximation line.
請求項5に記載のバッテリの管理方法。 The battery management method according to claim 5 , wherein the usage history of the battery includes at least one of a number of cycles of the battery, a usage time, a temperature of the battery, and a voltage of the battery.
請求項5に記載のバッテリの管理方法。 The battery management method according to claim 5 , wherein the degree of deterioration of the battery includes a remaining capacity rate of the battery.
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