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JP2015224975A - Battery charge/discharge current detection device - Google Patents

Battery charge/discharge current detection device Download PDF

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JP2015224975A
JP2015224975A JP2014110238A JP2014110238A JP2015224975A JP 2015224975 A JP2015224975 A JP 2015224975A JP 2014110238 A JP2014110238 A JP 2014110238A JP 2014110238 A JP2014110238 A JP 2014110238A JP 2015224975 A JP2015224975 A JP 2015224975A
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Japan
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battery
charge
change amount
current
discharge current
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JP2014110238A
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Japanese (ja)
Inventor
欣之介 板橋
Kinnosuke Itabashi
欣之介 板橋
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Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery charge/discharge current detection device which, even when there is no electric load whose current consumption value is known, can appropriately correct the current value detected by a current sensor and detect the current value of a charge/discharge current with high accuracy.SOLUTION: The battery charge/discharge current detection device comprises: a first electric charge change amount calculation unit (121) for obtaining a first electric charge change amount on the basis of the value derived by integrating the current value detected by a current sensor (11) over a prescribed period, a second electric charge change amount calculation unit (122) for calculating a second electric charge change amount on the basis of the charge rate of a battery (2) in the prescribed period and the total capacity of the battery (2), a correction coefficient calculation unit (123) for calculating a gain error correction coefficient on the basis of the first and second electric charge change amounts, and a current value correction unit (124) for correcting the current value detected by the current sensor (11) on the basis of the gain error correction coefficient.

Description

本発明は、車両等に搭載されるバッテリのバッテリ充放電電流検出装置に関する。   The present invention relates to a battery charge / discharge current detection device for a battery mounted on a vehicle or the like.

従来、車両に搭載されたバッテリの電流値は、バッテリに接続された電流センサにより検出されている。一般に電流センサの検出値にはオフセット誤差(b)及びゲイン誤差(a)が含まれている。ここで充放電電流をx、電流センサ出力をyとした場合、y=ax+bの関係が成立する(図4)。オフセット誤差とは、充放電電流が0の場合の電流センサ出力の値である。またゲイン誤差とは、充放電電流の変化量と電流センサ出力の変化量との比である。従来オフセット誤差に関しては、車両に搭載されたバッテリの場合、イグニッションキースイッチがオンからオフに切り換わった直後に電流センサが検出した電流値をオフセット誤差として算出している。一方ゲイン誤差に関しては、消費電流値が既知である所定の電気負荷がオン状態からオフ状態へ、あるいはオフ状態からオン状態へ変化したときの電流変化に基づいてゲイン誤差を検出している(例えば特許文献1)。   Conventionally, a current value of a battery mounted on a vehicle is detected by a current sensor connected to the battery. In general, the detected value of the current sensor includes an offset error (b) and a gain error (a). Here, when the charge / discharge current is x and the current sensor output is y, the relationship y = ax + b is established (FIG. 4). The offset error is the value of the current sensor output when the charge / discharge current is zero. The gain error is a ratio between the change amount of the charge / discharge current and the change amount of the current sensor output. Regarding the conventional offset error, in the case of a battery mounted on a vehicle, the current value detected by the current sensor immediately after the ignition key switch is switched from on to off is calculated as the offset error. On the other hand, with respect to the gain error, the gain error is detected based on a current change when a predetermined electric load whose current consumption value is known changes from an on state to an off state or from an off state to an on state (for example, Patent Document 1).

特開2005−37286号公報JP-A-2005-37286

しかしながら上記の従来の方法は、ガソリン自動車のバッテリが駆動する12Vの電気負荷として、消費電流値が既知である所定の電気負荷を用いることを前提としている。ここで例えば電気自動車の駆動用バッテリの場合、消費電流値が既知であるような適当な電気負荷が存在しない。そのため、従来の技術ではゲイン誤差が算出できず、電流センサにより検出された電流値を適切に補正できない。したがって従来の技術では、電気自動車に搭載されたバッテリの充放電電流を精度良く検出することができなかった。   However, the above-described conventional method is based on the assumption that a predetermined electric load whose current consumption value is known is used as an electric load of 12 V driven by a gasoline automobile battery. Here, for example, in the case of a battery for driving an electric vehicle, there is no appropriate electric load whose current consumption value is known. For this reason, the conventional technique cannot calculate a gain error and cannot appropriately correct the current value detected by the current sensor. Therefore, the conventional technology cannot accurately detect the charge / discharge current of the battery mounted on the electric vehicle.

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、消費電流値が既知であるような電気負荷が存在しない場合であっても、電流センサにより検出された電流値を適切に補正し、充放電電流の電流値を精度良く検出できるバッテリ充放電電流検出装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention made in view of the above problems is to appropriately set the current value detected by the current sensor even when there is no electric load whose current consumption value is known. It is intended to provide a battery charge / discharge current detection device that corrects and can accurately detect the current value of the charge / discharge current.

上記課題を解決するために第1の発明に係るバッテリ充放電電流検出装置は、
電気負荷に電力を供給するバッテリの充放電電流を検出する電流センサが備えられたバッテリ充放電電流検出装置であって、
前記電流センサにより検出された電流値を所定期間に亘って積算した値に基づき第1の電荷変化量を求める第1の電荷変化量算出部と、
前記所定期間の前記バッテリの充電率変化量とバッテリの総容量に基づき第2の電荷変化量を算出する第2の電荷変化量算出部と、
前記第1の電荷変化量と前記第2の電荷変化量とに基づいてゲイン誤差補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記ゲイン誤差補正係数に基づき、前記電流センサにより検出された電流値を補正する電流値補正部と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a battery charge / discharge current detection device according to a first aspect of the present invention includes:
A battery charge / discharge current detecting device provided with a current sensor for detecting a charge / discharge current of a battery for supplying electric power to an electric load,
A first charge change amount calculation unit for obtaining a first charge change amount based on a value obtained by integrating the current value detected by the current sensor over a predetermined period;
A second charge change amount calculating unit for calculating a second charge change amount based on the charge rate change amount of the battery and the total capacity of the battery during the predetermined period;
A correction coefficient calculation unit that calculates a gain error correction coefficient based on the first charge change amount and the second charge change amount;
A current value correction unit that corrects a current value detected by the current sensor based on the gain error correction coefficient;
It is characterized by providing.

また第2の発明に係るバッテリ充放電電流検出装置は、
前記第2の電荷変化量算出部は、前記バッテリの電流がゼロになってから所定時間経過後の端子電圧に基づき前記バッテリの充電率を算出することを特徴とする。
The battery charge / discharge current detecting device according to the second invention is
The second charge change amount calculation unit calculates a charge rate of the battery based on a terminal voltage after a predetermined time has elapsed after the battery current becomes zero.

また第3の発明に係るバッテリ充放電電流検出装置は、
前記第2の電荷変化量算出部は、逐次推定法によるバッテリ状態推定より前記バッテリの充電率を求めることを特徴とする。
Moreover, the battery charge / discharge current detecting device according to the third invention is
The second charge change amount calculation unit obtains the charge rate of the battery from battery state estimation by a sequential estimation method.

また第4の発明に係るバッテリ充放電電流検出装置は、
前記バッテリ充放電電流検出装置は、前記充電率変化量が所定値以上になった場合の前記第2の電荷変化量により算出されたゲイン誤差補正係数により、前記電流値を補正することを特徴とする。
Moreover, the battery charge / discharge current detection device according to the fourth aspect of the invention comprises:
The battery charge / discharge current detection device corrects the current value by a gain error correction coefficient calculated from the second charge change amount when the charge rate change amount becomes a predetermined value or more. To do.

また第5の発明に係るバッテリ充放電電流検出装置は、
前記バッテリ充放電電流検出装置は、車両出荷後速やかに前記ゲイン誤差補正係数を算出し、該ゲイン誤差補正係数を記憶する記憶部を備え、前記電流値補正部は、前記記憶部に記憶されたゲイン誤差補正係数に基づき、前記電流センサにより検出された電流値を補正することを特徴とする。
A battery charge / discharge current detection device according to a fifth aspect of the present invention includes:
The battery charge / discharge current detection device includes a storage unit that calculates the gain error correction coefficient immediately after vehicle shipment and stores the gain error correction coefficient, and the current value correction unit is stored in the storage unit. A current value detected by the current sensor is corrected based on a gain error correction coefficient.

また第6の発明に係るバッテリ充放電電流検出装置は、
前記バッテリの総容量をバッテリの健全度に基づき補正することを特徴とする。
A battery charge / discharge current detecting device according to the sixth invention is
The total capacity of the battery is corrected based on the health level of the battery.

第1の発明におけるバッテリ充放電電流検出装置によれば、消費電流値が既知であるような電気負荷が存在しない場合であっても、電流センサにより検出された電流値を適切に補正し、充放電電流の電流値を精度良く検出できる。   According to the battery charge / discharge current detection device of the first aspect of the present invention, even when there is no electrical load whose current consumption value is known, the current value detected by the current sensor is appropriately corrected and charged. The current value of the discharge current can be detected with high accuracy.

また、第2の発明におけるバッテリ充放電電流検出装置によれば、長時間電流が流れなかったときの端子電圧を開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)とみなせるため、当該端子電圧を用いることで精度よくSOC(State Of Charge)を算出することができる。   In addition, according to the battery charge / discharge current detecting device of the second invention, since the terminal voltage when no current flows for a long time can be regarded as an open circuit voltage (OCV), the terminal voltage is used for accuracy. The SOC (State Of Charge) can be calculated well.

また、第3の発明におけるバッテリ充放電電流検出装置によれば、電流がゼロになってから所定時間経過した後でなくても、逐次推定法によりバッテリの充電率を算出することができる。   Further, according to the battery charge / discharge current detection device of the third invention, the battery charge rate can be calculated by the successive estimation method even after a predetermined time has not elapsed since the current became zero.

また、第4の発明におけるバッテリ充放電電流検出装置によれば、電流値を積算する所定期間を所定値以上とすることにより、電流値の積分値を大きくして精度よくゲイン誤差補正係数を算出できる。そして当該ゲイン誤差補正係数により電流センサにより検出された電流値を適切に補正することで、充放電電流の電流値をより精度よく検知することができる。   According to the battery charge / discharge current detecting device of the fourth invention, the gain error correction coefficient is accurately calculated by increasing the integrated value of the current value by setting the predetermined period for integrating the current value to be equal to or greater than the predetermined value. it can. Then, by appropriately correcting the current value detected by the current sensor using the gain error correction coefficient, the current value of the charge / discharge current can be detected with higher accuracy.

また、第5の発明におけるバッテリ充放電電流検出装置によれば、バッテリ2が新品の時にゲイン誤差補正係数を算出するため、バッテリ総容量がバッテリ2の劣化で変化しておらず、より正確にゲイン誤差補正係数を算出することができる。またバッテリ2を交換しても電流センサ11は交換されないため、記憶部13に記憶されたゲイン誤差補正係数を用いて電流センサ11により検出された電流値を補正することができる。   According to the battery charge / discharge current detecting device of the fifth aspect of the invention, since the gain error correction coefficient is calculated when the battery 2 is new, the total battery capacity does not change due to deterioration of the battery 2, and more accurately. A gain error correction coefficient can be calculated. Further, even if the battery 2 is replaced, the current sensor 11 is not replaced. Therefore, the current value detected by the current sensor 11 can be corrected using the gain error correction coefficient stored in the storage unit 13.

また、第6の発明におけるバッテリ充放電電流検出装置によれば、健全度によりバッテリ2の総容量を補正することにより、バッテリ2の劣化を考慮して第2の電荷変化量をより精度よく算出することができる。したがってゲイン誤差補正係数の精度が上がり、当該ゲイン誤差補正係数により、電流センサにより検出された電流値を適切に補正することで、充放電電流の電流値をより精度よく検知することができる。   According to the battery charge / discharge current detection device of the sixth aspect of the invention, the second charge change amount is calculated more accurately in consideration of the deterioration of the battery 2 by correcting the total capacity of the battery 2 based on the soundness level. can do. Therefore, the accuracy of the gain error correction coefficient is improved, and the current value of the charge / discharge current can be detected with higher accuracy by appropriately correcting the current value detected by the current sensor using the gain error correction coefficient.

本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置のブロック図である。It is a block diagram of the battery charging / discharging current detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 第1の電荷変化量と、第2の電荷変化量との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between 1st charge variation | change_quantity and 2nd charge variation | change_quantity. 本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the battery charging / discharging electric current detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 充放電電流と電流センサ出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between charging / discharging electric current and an electric current sensor output.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

(実施の形態)
図1は本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置1のブロック図である。本実施の形態では、バッテリ充放電電流検出装置1が車両に搭載されている例を示す。本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置1は、電流センサ11と、制御部12と、記憶部13とを備える。概略としてバッテリ充放電電流検出装置1は、バッテリ2の充放電電流の電流値を検知し、当該電流値を補正する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a battery charge / discharge current detection device 1 according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example in which battery charge / discharge current detection device 1 is mounted on a vehicle is shown. The battery charge / discharge current detection device 1 according to an embodiment of the present invention includes a current sensor 11, a control unit 12, and a storage unit 13. As an outline, the battery charge / discharge current detection device 1 detects the current value of the charge / discharge current of the battery 2 and corrects the current value.

電流センサ11は、バッテリ2の充放電電流の電流値(I0)を検知する。当該電流値には、オフセット誤差と、ゲイン誤差とが含まれる。制御部12は、バッテリ充放電電流検出装置1に係る各種制御を行う。記憶部13は、バッテリ充放電電流検出装置1に係る各種情報を記憶する。 The current sensor 11 detects the current value (I 0 ) of the charge / discharge current of the battery 2. The current value includes an offset error and a gain error. The control unit 12 performs various controls related to the battery charge / discharge current detection device 1. The storage unit 13 stores various information related to the battery charge / discharge current detection device 1.

以下、制御部12について詳説する。制御部12は、オフセット誤差算出部120と、第1の電荷変化量算出部121と、第2の電荷変化量算出部122と、補正係数算出部123と、電流値補正部124とを備える。   Hereinafter, the control unit 12 will be described in detail. The control unit 12 includes an offset error calculation unit 120, a first charge change amount calculation unit 121, a second charge change amount calculation unit 122, a correction coefficient calculation unit 123, and a current value correction unit 124.

オフセット誤差算出部120は、オフセット誤差を算出する。具体的にはオフセット誤差算出部120は、イグニッションスイッチ3がオン状態からオフ状態(又はオフ状態からオン状態)に切り替わったか否かを検知する。イグニッションスイッチ3がオン状態からオフ状態(又はオフ状態からオン状態)に切り替わった場合、オフセット誤差算出部120は、当該切り替わり前後の電流変化をオフセット誤差として算出する。   The offset error calculation unit 120 calculates an offset error. Specifically, the offset error calculation unit 120 detects whether or not the ignition switch 3 has been switched from the on state to the off state (or from the off state to the on state). When the ignition switch 3 is switched from the on state to the off state (or from the off state to the on state), the offset error calculation unit 120 calculates a current change before and after the switching as an offset error.

第1の電荷変化量算出部121は、クーロンカウント法により、時刻t1からt2におけるバッテリ2の容量変化量(以下、Q1ともいう。)を以下の数式(1)に基づき算出する。

Figure 2015224975
The first charge change amount calculation unit 121 calculates the amount of change in capacity (hereinafter also referred to as Q 1 ) of the battery 2 from time t1 to t2 based on the following formula (1) by the Coulomb count method.
Figure 2015224975

ここで数式(1)におけるIは、電流センサ11により検出された電流値(I0)から、オフセット誤差(b)を差し引いた電流値であり、I=I0-bである。このように第1の電荷変化量算出部121は、電流センサ11により検出された電流値からオフセット誤差を差し引いた電流値Iを、所定期間(T=t2−t1)に亘って積算して第1の電荷変化量(Q1)を算出する。なお第1の電荷変化量算出部121は、電流センサ11により検出された電流値I0を、所定期間Tに亘って積算し、当該積算した値からオフセット誤差の積算分を減算して第1の電荷変化量(Q1)を算出してもよい。すなわち第1の電荷変化量算出部121は、電流センサ11により検出された電流値を、所定期間Tに亘って積算した値に基づき、第1の電荷変化量(Q1)を算出する。 Here, I in Equation (1) is a current value obtained by subtracting the offset error (b) from the current value (I 0 ) detected by the current sensor 11, and I = I 0 -b. Thus, the first charge change amount calculation unit 121 integrates the current value I obtained by subtracting the offset error from the current value detected by the current sensor 11 over a predetermined period (T = t2-t1). A charge change amount (Q 1 ) of 1 is calculated. The first charge change amount calculation unit 121 integrates the current value I 0 detected by the current sensor 11 over a predetermined period T, and subtracts the integrated offset error from the integrated value. The charge change amount (Q 1 ) may be calculated. That is, the first charge change amount calculation unit 121 calculates the first charge change amount (Q 1 ) based on a value obtained by integrating the current value detected by the current sensor 11 over a predetermined period T.

一方、第2の電荷変化量算出部122は、時刻t1からt2におけるバッテリ2の充電率の変化量(ΔSOC)を以下の数式(2)に基づいて求める。そして第2の電荷変化量算出部122は、以下の数式(3)に基づき、バッテリ2の総容量(FCC:Full Charge Capacity)とΔSOCとを乗算することにより、時刻t1からt2におけるバッテリ2の容量変化量(以下、Q2ともいう。)を算出する。

Figure 2015224975
Figure 2015224975
On the other hand, the second charge change amount calculation unit 122 obtains the change amount (ΔSOC) of the charging rate of the battery 2 from time t1 to time t2 based on the following formula (2). Then, the second charge change amount calculation unit 122 multiplies the total capacity (FCC: Full Charge Capacity) of the battery 2 and ΔSOC based on the following formula (3), so that the battery 2 at the time t1 to t2 A capacity change amount (hereinafter also referred to as Q 2 ) is calculated.
Figure 2015224975
Figure 2015224975

なお数式(2)におけるSOCt1及びSOCt2は、それぞれ時刻t1及びt2におけるSOCの値である。SOCt1及びSOCt2の算出に関して、第2の電荷変化量算出部122は、各時刻においてバッテリ2の充放電電流がゼロになってから所定時間経過後のバッテリ2の端子電圧を開放電圧(OCV)とみなし、OCV−SOC特性からSOCを算出する。 Note that SOC t1 and SOC t2 in Equation (2) are SOC values at times t1 and t2, respectively. Regarding the calculation of SOC t1 and SOC t2 , the second charge change amount calculation unit 122 uses the open-circuit voltage (OCV) as the terminal voltage of the battery 2 after a lapse of a predetermined time after the charge / discharge current of the battery 2 becomes zero at each time. The SOC is calculated from the OCV-SOC characteristic.

このように第2の電荷変化量算出部122は、第1の電荷変化量算出部121が電流値を積算した所定期間(T)のΔSOCとバッテリ2の総容量(FCC)とに基づき、第2の電荷変化量(Q2)を算出する。 As described above, the second charge change amount calculation unit 122 is based on the ΔSOC of the predetermined period (T) in which the first charge change amount calculation unit 121 integrates the current value and the total capacity (FCC) of the battery 2. 2 charge change amount (Q 2 ) is calculated.

ここで第1の電荷変化量Q1と第2の電荷変化量Q2との関係について、図2を用いて説明する。図2は、放電状態のバッテリ2の電池容量の変化曲線の概念図を示す。線L1は、オフセット誤差及びゲイン誤差を含む電流値(つまりI0)を積算した場合の電池容量の変化曲線である。線L2は、ゲイン誤差を含む電流値(つまりI)を積算した場合の電池容量の変化曲線である。線L3は、各時刻におけるSOCの値により求めた電池容量の変化曲線である。線L3に関しては、電流値を積算せずに電池の容量を算出しているため、オフセット誤差及びゲイン誤差の影響を受けない。したがって当該電池容量は真値とみなすことができる。すなわち本発明の一実施の形態では、第2の電荷変化量(Q2)をオフセット誤差及びゲイン誤差を含まない真値であるとみなし、Q2を基準として、ゲイン誤差を含むQ1との比から電流値を補正することを特徴とする。以下、電流値の補正について説明する。 Here, the relationship between the first charge change amount Q 1 and the second charge change amount Q 2 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a conceptual diagram of a change curve of the battery capacity of the battery 2 in a discharged state. A line L1 is a change curve of the battery capacity when current values including offset error and gain error (that is, I 0 ) are integrated. A line L2 is a change curve of the battery capacity when the current value including the gain error (that is, I) is integrated. A line L3 is a change curve of the battery capacity obtained from the SOC value at each time. The line L3 is not affected by the offset error and the gain error because the battery capacity is calculated without integrating the current value. Therefore, the battery capacity can be regarded as a true value. That is, in one embodiment of the present invention, a second charge change amount (Q 2) regarded as a true value which does not include the offset error and gain error, based on Q 2, the Q 1 including gain error The current value is corrected from the ratio. Hereinafter, correction of the current value will be described.

補正係数算出部123は、第1の電荷変化量Q1と前記第2の電荷変化量Q2とに基づいて、以下の数式(4)に示すゲイン誤差補正係数(α)を算出する。

Figure 2015224975
The correction coefficient calculation unit 123 calculates a gain error correction coefficient (α) shown in the following equation (4) based on the first charge change amount Q 1 and the second charge change amount Q 2 .
Figure 2015224975

電流値補正部124は、上記ゲイン誤差補正係数に基づき、電流センサ11により検出された電流値を補正する。具体的には電流値補正部124は、以下の数式(5)に基づき、補正した電流値(Ic)を算出する。

Figure 2015224975
The current value correction unit 124 corrects the current value detected by the current sensor 11 based on the gain error correction coefficient. Specifically, the current value correction unit 124 calculates a corrected current value (I c ) based on the following formula (5).
Figure 2015224975

上記電流値(Ic)は、オフセット誤差及びゲイン誤差を取り除いた電流値となる。 The current value (I c ) is a current value from which an offset error and a gain error are removed.

次に、本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置1について、図3に示すフローチャートによりその動作を説明する。なおオフセット誤差に関しては、予めオフセット誤差算出部120により算出されているものとする。   Next, the operation of the battery charge / discharge current detection device 1 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the offset error is calculated in advance by the offset error calculation unit 120.

はじめに第1の電荷変化量算出部121は、クーロンカウント法により、時刻t1からt2におけるバッテリ2の容量変化量(Q1)を数式(1)に基づき算出する。また第2の電荷変化量算出部122は、時刻t1からt2におけるバッテリ2の充電率変化量(ΔSOC)を数式(2)により求める。そして第2の電荷変化量算出部122は、数式(3)に基づき、バッテリ2の総容量(FCC)とΔSOCとを乗算することにより、時刻t1からt2におけるバッテリ2の容量変化量(Q2)を算出する(ステップS1)。 First, the first charge change amount calculation unit 121 calculates the capacity change amount (Q 1 ) of the battery 2 from time t1 to t2 based on Equation (1) by the Coulomb count method. Further, the second charge change amount calculation unit 122 obtains the change rate (ΔSOC) of the battery 2 from time t1 to time t2 using Equation (2). Then, the second charge change amount calculation unit 122 multiplies the total capacity (FCC) of the battery 2 by ΔSOC based on the mathematical formula (3), thereby changing the capacity change amount (Q 2) of the battery 2 from time t1 to t2. ) Is calculated (step S1).

次に補正係数算出部123は、第1の電荷変化量Q1と第2の電荷変化量Q2とに基づいて、ゲイン誤差補正係数(α)を数式(4)により算出する(ステップS2)。 Next, the correction coefficient calculation unit 123 calculates the gain error correction coefficient (α) using the formula (4) based on the first charge change amount Q 1 and the second charge change amount Q 2 (step S2). .

続いて電流値補正部124は、ゲイン誤差補正係数(α)に基づき、電流センサ11により検出された電流値を補正する。具体的には電流値補正部124は、数式(5)に基づき、補正した電流値(Ic)を算出する(ステップS3)。そして処理が終了する。 Subsequently, the current value correction unit 124 corrects the current value detected by the current sensor 11 based on the gain error correction coefficient (α). Specifically, the current value correction unit 124 calculates a corrected current value (I c ) based on the mathematical formula (5) (step S3). Then, the process ends.

このように本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置1によれば、第2の電荷変化量(Q2)をオフセット誤差及びゲイン誤差を含まない真値であるとみなし、Q2を基準として、ゲイン誤差を含むQ1との比から電流値を補正する。そのため、消費電流値が既知であるような電気負荷が存在しない場合であっても、電流センサ11により検出された電流値を適切に補正し、オフセット誤差及びゲイン誤差を含まない電流値を精度良く検出できる。また本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置1により補正されたバッテリ2の電流値を用いてSOC及びバッテリ2のパラメータを推定することで、より精度の高いSOC及びパラメータを推定することができる。本発明者による実験の結果、本発明の一実施形態に係るバッテリ充放電電流検出装置1により補正された電流値を用いることで、SOCの精度が約1%程度改善した。 As described above, according to the battery charge / discharge current detection device 1 according to the embodiment of the present invention, the second charge change amount (Q 2 ) is regarded as a true value including no offset error and gain error, and Q 2 As a reference, the current value is corrected from the ratio to Q 1 including the gain error. Therefore, even when there is no electrical load whose current consumption value is known, the current value detected by the current sensor 11 is appropriately corrected, and the current value not including the offset error and the gain error is accurately obtained. It can be detected. Further, the SOC and the parameters of the battery 2 are estimated by using the current value of the battery 2 corrected by the battery charge / discharge current detection device 1 according to the embodiment of the present invention, thereby estimating the SOC and the parameters with higher accuracy. be able to. As a result of experiments by the present inventor, the accuracy of the SOC is improved by about 1% by using the current value corrected by the battery charge / discharge current detecting device 1 according to the embodiment of the present invention.

なお本実施の形態では、SOCt1及びSOCt2の算出に関して、バッテリ2の充放電電流がゼロになってから所定時間経過後のバッテリ2の端子電圧を開放電圧(OCV)とみなし、OCV−SOC特性からSOCを算出したが、算出方法はこれに限られない。例えば第2の電荷変化量算出部122は、逐次推定法による状態推定より、各時刻におけるバッテリ2のSOCを求めてもよい。このようにすることで、電流がゼロになってから所定時間経過した後でなくても、逐次推定法によりバッテリ2の充電率を算出することができる。 In the present embodiment, regarding the calculation of SOC t1 and SOC t2 , the terminal voltage of battery 2 after a predetermined time has elapsed after the charge / discharge current of battery 2 becomes zero is regarded as the open circuit voltage (OCV), and OCV-SOC Although the SOC is calculated from the characteristics, the calculation method is not limited to this. For example, the second charge change amount calculation unit 122 may obtain the SOC of the battery 2 at each time from state estimation by the successive estimation method. In this way, the charging rate of the battery 2 can be calculated by the successive estimation method even after a predetermined time has not elapsed since the current became zero.

なお所定の時間Tは、第1の電荷変化量Q1及び前記第2の電荷変化量Q2がそれぞれ所定値以上となるように適宜設定する。例えばQ2を算出する場合、ΔSOCが所定値(例えば20)以上であるようにする。積分の値が小さいと、精度よい検出ができないため、このように積算する所定期間を所定値以上とすることにより、積分の値を大きくし、充放電電流の電流値をより精度よく検知することができる。 The predetermined time T is appropriately set so that the first charge change amount Q 1 and the second charge change amount Q 2 are each equal to or greater than a predetermined value. For example, when calculating Q 2 , ΔSOC is set to be a predetermined value (for example, 20) or more. If the integral value is small, accurate detection cannot be performed. Therefore, by setting the predetermined period of integration to be greater than or equal to the predetermined value, the integral value is increased and the current value of the charge / discharge current is detected more accurately. Can do.

なお好適には補正係数算出部123は、算出したゲイン誤差補正係数を記憶部13に記憶する。そして電流値補正部124は、記憶部13に記憶されたゲイン誤差補正係数に基づき、電流センサ11により検出された電流値を補正するようにする。さらに好適には、バッテリ充放電電流検出装置1は、車両出荷後速やかにゲイン誤差補正係数を算出し、当該ゲイン誤差補正係数を記憶部13に記憶する。つまり第1の電荷変化量算出部121及び第2の電荷変化量算出部122は、車両出荷後速やかにそれぞれQ1及びQ2を算出し、補正係数算出部123は、当該Q1及びQ2に基づきゲイン誤差補正係数を算出し、該ゲイン誤差補正係数を記憶部13に記憶する。そして電流値補正部124は、記憶部13に記憶されたゲイン誤差補正係数に基づき、電流センサ11により検出された電流値を補正する。このようにすることで、バッテリ2が新品の時にゲイン誤差補正係数を算出するため、バッテリ総容量がバッテリ2の劣化で変化しておらず、より正確にゲイン誤差補正係数を算出することができる。なおバッテリ2を交換しても電流センサ11は交換されないため、記憶部13に記憶されたゲイン誤差補正係数を用いて電流センサ11により検出された電流値を補正することができる。 Preferably, the correction coefficient calculation unit 123 stores the calculated gain error correction coefficient in the storage unit 13. Then, the current value correction unit 124 corrects the current value detected by the current sensor 11 based on the gain error correction coefficient stored in the storage unit 13. More preferably, the battery charge / discharge current detection device 1 calculates a gain error correction coefficient immediately after the vehicle is shipped, and stores the gain error correction coefficient in the storage unit 13. That is, the first charge change amount calculation unit 121 and the second charge change amount calculation unit 122 respectively calculate Q 1 and Q 2 immediately after vehicle shipment, and the correction coefficient calculation unit 123 sets the Q 1 and Q 2. Based on the above, a gain error correction coefficient is calculated, and the gain error correction coefficient is stored in the storage unit 13. The current value correction unit 124 corrects the current value detected by the current sensor 11 based on the gain error correction coefficient stored in the storage unit 13. By doing so, since the gain error correction coefficient is calculated when the battery 2 is new, the total battery capacity does not change due to deterioration of the battery 2, and the gain error correction coefficient can be calculated more accurately. . Since the current sensor 11 is not replaced even when the battery 2 is replaced, the current value detected by the current sensor 11 can be corrected using the gain error correction coefficient stored in the storage unit 13.

なお好適には、第2の電荷変化量算出部122は、バッテリ2の総容量をそのときのバッテリ2の健全度(SOH:State Of Health)により補正し、Q2を算出する。すなわち第2の電荷変化量算出部122は、数式(3)の代わりに、以下の数式(3)’を用いてQ2を算出する。

Figure 2015224975
Note Preferably, the second charge variation calculation unit 122, the health of the battery 2 when the total capacity of the battery 2: corrected by (SOH State Of Health), and calculates the Q 2. That is, the second charge change amount calculation unit 122 calculates Q 2 using the following formula (3) ′ instead of the formula (3).
Figure 2015224975

このように健全度によりバッテリ2の総容量を補正することにより、バッテリ2の劣化を考慮してQ2をより精度よく算出することができる。したがってゲイン誤差補正係数の精度が上がり、当該ゲイン誤差補正係数により、電流センサ11により検出された電流値を適切に補正することで、充放電電流の電流値をより精度よく検知することができる。 Thus, by correcting the total capacity of the battery 2 based on the soundness level, Q 2 can be calculated with higher accuracy in consideration of the deterioration of the battery 2. Therefore, the accuracy of the gain error correction coefficient is improved, and the current value of the charge / discharge current can be detected with higher accuracy by appropriately correcting the current value detected by the current sensor 11 with the gain error correction coefficient.

なお、本実施形態においては、バッテリ充放電電流検出装置1が車両に搭載されているものとして説明したがこれに限られない。例えばバッテリ充放電電流検出装置1は、パーソナルコンピュータ、携帯端末等の電子機器に搭載されていてもよい。   In the present embodiment, the battery charge / discharge current detection device 1 is described as being mounted on a vehicle, but the present invention is not limited to this. For example, the battery charge / discharge current detection device 1 may be mounted on an electronic device such as a personal computer or a portable terminal.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. .

1 バッテリ充放電電流検出装置
2 バッテリ
11 電流センサ
12 制御部
13 記憶部
120 オフセット誤差算出部
121 第1の電荷変化量算出部
122 第2の電荷変化量算出部
123 補正係数算出部
124 電流値補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery charging / discharging electric current detection apparatus 2 Battery 11 Current sensor 12 Control part 13 Memory | storage part 120 Offset error calculation part 121 1st charge change amount calculation part 122 2nd charge change amount calculation part 123 Correction coefficient calculation part 124 Current value correction | amendment Part

Claims (6)

電気負荷に電力を供給するバッテリの充放電電流を検出する電流センサが備えられたバッテリ充放電電流検出装置であって、
前記電流センサにより検出された電流値を所定期間に亘って積算した値に基づき第1の電荷変化量を求める第1の電荷変化量算出部と、
前記所定期間の前記バッテリの充電率変化量とバッテリの総容量に基づき第2の電荷変化量を算出する第2の電荷変化量算出部と、
前記第1の電荷変化量と前記第2の電荷変化量とに基づいてゲイン誤差補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記ゲイン誤差補正係数に基づき、前記電流センサにより検出された電流値を補正する電流値補正部と、
を備えることを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
A battery charge / discharge current detecting device provided with a current sensor for detecting a charge / discharge current of a battery for supplying electric power to an electric load,
A first charge change amount calculation unit for obtaining a first charge change amount based on a value obtained by integrating the current value detected by the current sensor over a predetermined period;
A second charge change amount calculating unit for calculating a second charge change amount based on the charge rate change amount of the battery and the total capacity of the battery during the predetermined period;
A correction coefficient calculation unit that calculates a gain error correction coefficient based on the first charge change amount and the second charge change amount;
A current value correction unit that corrects a current value detected by the current sensor based on the gain error correction coefficient;
A battery charge / discharge current detection device comprising:
前記第2の電荷変化量算出部は、前記バッテリの電流がゼロになってから所定時間経過後の端子電圧に基づき前記バッテリの充電率を算出することを特徴とする、請求項1に記載のバッテリ充放電電流検出装置。   2. The charge rate of the battery according to claim 1, wherein the second charge change amount calculation unit calculates a charge rate of the battery based on a terminal voltage after a predetermined time has elapsed since the current of the battery becomes zero. Battery charge / discharge current detection device. 前記第2の電荷変化量算出部は、逐次推定法によるバッテリ状態推定より前記バッテリの充電率を求めることを特徴とする、請求項1に記載のバッテリ充放電電流検出装置。   The battery charge / discharge current detection device according to claim 1, wherein the second charge change amount calculation unit obtains the charge rate of the battery from battery state estimation by a successive estimation method. 前記バッテリ充放電電流検出装置は、前記充電率変化量が所定値以上になった場合の前記第2の電荷変化量により算出されたゲイン誤差補正係数により、前記電流値を補正することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のバッテリ充放電電流検出装置。   The battery charge / discharge current detection device corrects the current value by a gain error correction coefficient calculated from the second charge change amount when the charge rate change amount becomes a predetermined value or more. The battery charge / discharge current detection device according to any one of claims 1 to 3. 前記バッテリ充放電電流検出装置は、車両出荷後速やかに前記ゲイン誤差補正係数を算出し、該ゲイン誤差補正係数を記憶する記憶部を備え、前記電流値補正部は、前記記憶部に記憶されたゲイン誤差補正係数に基づき、前記電流センサにより検出された電流値を補正することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のバッテリ充放電電流検出装置。   The battery charge / discharge current detection device includes a storage unit that calculates the gain error correction coefficient immediately after vehicle shipment and stores the gain error correction coefficient, and the current value correction unit is stored in the storage unit. 5. The battery charge / discharge current detection device according to claim 1, wherein the current value detected by the current sensor is corrected based on a gain error correction coefficient. 6. 前記バッテリの総容量をバッテリの健全度に基づき補正することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のバッテリ充放電電流検出装置。   5. The battery charge / discharge current detection device according to claim 1, wherein the total capacity of the battery is corrected based on a health level of the battery. 6.
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