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JP2021071319A - Soc estimating device, power storage device, and soc estimating method - Google Patents

Soc estimating device, power storage device, and soc estimating method Download PDF

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JP2021071319A
JP2021071319A JP2019196516A JP2019196516A JP2021071319A JP 2021071319 A JP2021071319 A JP 2021071319A JP 2019196516 A JP2019196516 A JP 2019196516A JP 2019196516 A JP2019196516 A JP 2019196516A JP 2021071319 A JP2021071319 A JP 2021071319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soc
power storage
range
storage element
resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP2019196516A
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Japanese (ja)
Inventor
雄太 柏
Yuta Kashiwa
雄太 柏
裕樹 松井
Hiroki Matsui
裕樹 松井
航 尾郷
Wataru Ogo
航 尾郷
落合 誠二郎
Seijiro Ochiai
誠二郎 落合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa Corp
Original Assignee
GS Yuasa Corp
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Publication date
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Abstract

To provide an SOC estimating device for estimating a range in which the SOC of a power storage element is included, a power storage device, and an SOC estimating method.SOLUTION: An SOC estimating device for estimating the SOC of a power storage element comprises: a first storage unit for storing a first resistance value that represents resistance the power storage element when the SOC of the power storage element is included in a prescribed first range; a first acquisition unit for acquiring a current and voltage when the power storage element discharges electricity; a second resistance value calculation unit for calculating, on the basis of the acquired current and voltage, a second resistance value that represents resistance when the power storage element discharges electricity; a resistance ratio calculation unit for calculating a resistance ratio that represents the calculated second resistance value divided by the first resistance value; and a first determination unit for determining, in accordance with the calculated resistance ratio, in which range, a first range or a second range in which an SOC lower than the first range is included, the SOC of the power storage element is included.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、蓄電素子のSOCを推定するSOC推定装置、蓄電装置及びSOC推定方法に関する。 The present invention relates to an SOC estimation device, a power storage device, and an SOC estimation method for estimating the SOC of a power storage element.

リチウムイオン二次電池等の蓄電素子は、車両用の蓄電装置等、種々の分野で使用されている。蓄電装置を使用する際には、蓄電装置が備える蓄電素子の充電率(SOC)を管理する必要がある。SOCは、蓄電素子の満充電容量に対して、蓄電素子に充電されている電気量を比率で表したものである。蓄電素子のSOCを推定する方法として、OCV(開回路電圧)とSOCとが一対一対応する相関関係(SOC−OCV曲線)に基づいてSOCを推定する方法がある。このSOC推定方法は、一般的に、蓄電素子の充放電がされていない状態(過電圧が解消している状態。例えば、車両が駐車している状態)で使用される。 Power storage elements such as lithium ion secondary batteries are used in various fields such as power storage devices for vehicles. When using the power storage device, it is necessary to manage the charge rate (SOC) of the power storage element included in the power storage device. SOC represents the amount of electricity charged in the power storage element as a ratio to the full charge capacity of the power storage element. As a method of estimating the SOC of the power storage element, there is a method of estimating the SOC based on the correlation (SOC-OCV curve) in which the OCV (open circuit voltage) and the SOC have a one-to-one correspondence. This SOC estimation method is generally used in a state where the power storage element is not charged / discharged (a state in which the overvoltage is eliminated, for example, a state in which the vehicle is parked).

蓄電素子には、SOCの変化に対してOCVがほぼ一定になるプラトー領域をSOC−OCV曲線が含んでいるものがある。例えば、リチウムイオン二次電池には、SOCが50%〜80%の範囲がプラトー領域になっているものがある。SOCがプラトー領域に含まれる状態では、SOCの変化に対してOCVがほぼ一定である。その状態では、蓄電素子の出力電圧は安定するものの、OCVの値に応じてSOCを正確に推定することは困難である。特許文献1には、蓄電素子のSOCを推定する技術の例が記載されている。 Some power storage elements include a plateau region in which the OCV becomes substantially constant with respect to a change in SOC in the SOC-OCV curve. For example, some lithium ion secondary batteries have a plateau region in which the SOC is in the range of 50% to 80%. When the SOC is included in the plateau region, the OCV is almost constant with respect to the change in the SOC. In that state, although the output voltage of the power storage element is stable, it is difficult to accurately estimate the SOC according to the OCV value. Patent Document 1 describes an example of a technique for estimating the SOC of a power storage element.

特開2016−109455号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-109455

SOCがプラトー領域より低い状態でも蓄電素子を使用することができれば、蓄電素子の使用効率が向上する。しかし、SOCが低くなりすぎると、過放電状態となる。 If the power storage element can be used even when the SOC is lower than the plateau region, the usage efficiency of the power storage element is improved. However, if the SOC becomes too low, an over-discharged state will occur.

本発明の目的は、SOC−OCV曲線にプラトー領域を含む蓄電素子のSOCを蓄電素子の使用中に推定するSOC推定装置、蓄電装置及びSOC推定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an SOC estimation device, a power storage device, and an SOC estimation method for estimating the SOC of a power storage element including a plateau region in the SOC-OCV curve during use of the power storage element.

本発明の一局面に係るSOC推定装置は、蓄電素子のSOC(State of Charge )を推定する。SOC推定装置は、前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値を記憶する第1記憶部と、前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を取得する第1取得部と、取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算する第2抵抗値計算部と、計算した前記第2抵抗値を前記第1抵抗値で除した抵抗比を計算する抵抗比計算部と、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する第1判定部とを備える。前記第1判定部は、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、前記第2範囲、及び前記第2範囲よりも低いSOCが含まれる第3範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定してもよい。 The SOC estimation device according to one aspect of the present invention estimates the SOC (State of Charge) of the power storage element. The SOC estimation device includes a first storage unit that stores a first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in a predetermined first range, and a first storage unit that stores the first resistance value when the power storage element discharges. The first acquisition unit for acquiring the current and voltage and the second resistance value calculation unit for calculating the second resistance value representing the resistance when the power storage element discharges based on the acquired current and voltage were calculated. It includes a resistance ratio calculation unit that calculates the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value, and an SOC that is lower than the first range or the first range depending on the calculated resistance ratio. It is provided with a first determination unit for determining which range of the second range is included in the SOC of the power storage element. The first determination unit determines the storage element in any of the first range, the second range, and the third range including the SOC lower than the second range, depending on the calculated resistance ratio. It may be determined whether SOC is included.

本発明の一局面に係る蓄電装置は、蓄電素子を備える。蓄電装置は、前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値を記憶する第1記憶部と、前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を測定する測定部と、取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算する第2抵抗値計算部と、計算した前記第2抵抗値を前記第1抵抗値で除した抵抗比を計算する抵抗比計算部と、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する第1判定部とを備える。 The power storage device according to one aspect of the present invention includes a power storage element. The power storage device includes a first storage unit that stores a first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in a predetermined first range, and a current when the power storage element discharges. And a measuring unit for measuring voltage, a second resistance value calculating unit for calculating a second resistance value representing the resistance when the power storage element discharges based on the acquired current and voltage, and the calculated second resistance value. A resistance ratio calculation unit that calculates the resistance ratio obtained by dividing the resistance value by the first resistance value, and a second range including the first range or an SOC lower than the first range depending on the calculated resistance ratio. A first determination unit for determining which range of the range includes the SOC of the power storage element is provided.

本発明の一局面に係るSOC推定方法は、前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を測定し、取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算し、計算した前記第2抵抗値を、前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値で除した抵抗比を計算し、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する。前記判定において、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、前記第2範囲、及び前記第2範囲よりも低いSOCが含まれる第3範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定してもよい。 The SOC estimation method according to one aspect of the present invention measures the current and voltage when the power storage element discharges, and represents the resistance when the power storage element discharges based on the acquired current and voltage. The two resistance values are calculated, and the resistance ratio obtained by dividing the calculated second resistance value by the first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in the predetermined first range is calculated. Then, according to the calculated resistance ratio, it is determined whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range in which the SOC lower than the first range is included. In the determination, the SOC of the power storage element is included in any of the first range, the second range, and the third range including the SOC lower than the second range, depending on the calculated resistance ratio. It may be determined whether or not it is.

上記構成により、蓄電素子のSOCが、第1範囲と、第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲とのいずれの範囲に含まれているかが推定される。SOC−OCV曲線にプラトー領域を含む蓄電素子の使用中に、SOCを把握できるので、蓄電素子を使用可能なSOCの範囲が広がる。 With the above configuration, it is estimated whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range in which the SOC lower than the first range is included. Since the SOC can be grasped during the use of the power storage element whose SOC-OCV curve includes the plateau region, the range of SOCs in which the power storage element can be used is expanded.

蓄電モジュール及びSOC推定装置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the power storage module and the SOC estimation device. 実施形態1に係る蓄電モジュール及びSOC推定装置の機能構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the functional structure of the power storage module and the SOC estimation device which concerns on Embodiment 1. FIG. 蓄電セルのSOC−OCV曲線の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the SOC-OCV curve of a storage cell. 蓄電セルが放電を10秒間行ったときの電流−電圧特性の測定結果の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the measurement result of the current-voltage characteristic when a storage cell discharges for 10 seconds. 蓄電セルが放電を10秒間行ったときのSOC及びDCRを示すグラフである。It is a graph which shows SOC and DCR when a storage cell discharges for 10 seconds. 蓄電セルのDCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比を示すグラフである。It is a graph which shows the resistance ratio which divided the DCR of a storage cell by DCR when SOC is included in the 1st range. 実施形態1に係るSOC推定装置が行う蓄電セルのSOCを推定する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which estimates the SOC of the storage cell performed by the SOC estimation apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. EOLでの蓄電セルが放電を10秒間行ったときの電流−電圧特性の測定結果の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the measurement result of the current-voltage characteristic when a storage cell in EOL discharges for 10 seconds. EOLでの蓄電セルの放電時のDCRをSOCが第1範囲に含まれるときの放電時のDCRで除した抵抗比を示すグラフである。It is a graph which shows the resistance ratio which divided the DCR at the time of discharge of a storage cell in EOL by DCR at the time of discharge when SOC is included in the 1st range. 実施形態2に係る蓄電モジュール及びSOC推定装置3の機能構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the functional structure of the power storage module and SOC estimation apparatus 3 which concerns on Embodiment 2. 実施形態3に係る蓄電モジュールの機能構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the functional structure of the power storage module which concerns on Embodiment 3.

蓄電素子のSOCを推定するSOC推定装置は、前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値を記憶する第1記憶部と、前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を取得する第1取得部と、取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算する第2抵抗値計算部と、計算した前記第2抵抗値を前記第1抵抗値で除した抵抗比を計算する抵抗比計算部と、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する第1判定部とを備える。 The SOC estimation device that estimates the SOC of the power storage element includes a first storage unit that stores a first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in a predetermined first range, and the power storage unit. A first acquisition unit that acquires the current and voltage when the element discharges, and a second resistance that calculates a second resistance value that represents the resistance when the power storage element discharges based on the acquired current and voltage. The value calculation unit, the resistance ratio calculation unit that calculates the resistance ratio obtained by dividing the calculated second resistance value by the first resistance value, and the first range or the first range according to the calculated resistance ratio. A first determination unit for determining which range of the second range in which the SOC lower than the range is included includes the SOC of the power storage element is provided.

SOC推定装置は、蓄電素子の放電時の抵抗を表す第2抵抗値をSOCが所定の第1範囲に含まれるときの抵抗を表す第1抵抗値で除した抵抗比を計算する。また、SOC推定装置は、抵抗比に応じて、蓄電素子のSOCが、第1範囲と、第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲とのいずれの範囲に含まれているかを判定することにより、SOCを推定する。SOC推定装置は、抵抗比に応じて、第1範囲、第2範囲、及び第2範囲よりも低いSOCが含まれる第3範囲のいずれの範囲に蓄電素子のSOCが含まれているかを判定してもよい。抵抗比はSOCの増加に従ってほぼ単調に減少するので、抵抗比に応じて、SOCが何れの範囲に含まれているかを判定できる。SOCが第2範囲に含まれている状態では、蓄電素子の電圧が比較的に低くなるものの、高い電力を必要とする負荷による電力の利用を禁止する等、使用制限を行えば、蓄電素子を使用できる。このため、SOCが第1範囲に含まれている状態でのみ蓄電素子が使用されていた従来技術に比べて、蓄電素子を使用可能なSOCの範囲が広がる。 The SOC estimation device calculates the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value representing the resistance of the power storage element at the time of discharge by the first resistance value representing the resistance when the SOC is included in the predetermined first range. Further, the SOC estimation device determines whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range in which the SOC lower than the first range is included, depending on the resistance ratio. By doing so, the SOC is estimated. The SOC estimator determines in which of the first range, the second range, and the third range, which includes the SOC lower than the second range, the SOC of the power storage element is included, depending on the resistance ratio. You may. Since the resistance ratio decreases almost monotonously as the SOC increases, it is possible to determine in which range the SOC is included according to the resistance ratio. In the state where the SOC is included in the second range, the voltage of the power storage element becomes relatively low, but if the use is restricted such as prohibiting the use of power by a load that requires high power, the power storage element can be used. Can be used. Therefore, the range of SOCs in which the power storage element can be used is expanded as compared with the conventional technique in which the power storage element is used only when the SOC is included in the first range.

SOC推定装置は、前記蓄電素子が充電又は放電を行う前に、前記蓄電素子のOCVを取得するOCV取得部と、取得したOCVに基づいて、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれているか否かを判定する第2判定部と、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれている場合に、前記蓄電素子が最初に放電を行うときの電流及び電圧を取得する第2取得部と、前記第2取得部が取得した電流及び電圧に基づいて、前記第1抵抗値を計算する第1抵抗値計算部とを更に備えてもよい。蓄電素子が使用される前にOCVに基づいてSOCが第1範囲に含まれることが確認され、放電時の電流及び電圧が取得され、SOCが第1範囲に含まれるときの蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値が計算される。SOCを推定する対象となる蓄電素子の第1抵抗値が計算される。 In the SOC estimation device, the SOC of the power storage element is included in the first range based on the OCV acquisition unit that acquires the OCV of the power storage element and the acquired OCV before the power storage element is charged or discharged. A second determination unit for determining whether or not the power storage element is used, and a second determination unit for acquiring the current and voltage when the power storage element first discharges when the SOC of the power storage element is included in the first range. An acquisition unit and a first resistance value calculation unit that calculates the first resistance value based on the current and voltage acquired by the second acquisition unit may be further provided. Before the power storage element is used, it is confirmed that SOC is included in the first range based on OCV, the current and voltage at the time of discharge are acquired, and the resistance of the power storage element when SOC is included in the first range is determined. The first resistance value to be represented is calculated. The first resistance value of the power storage element for which the SOC is estimated is calculated.

SOC推定装置では、前記第1判定部は、前記抵抗比が所定の第1閾値未満である場合に、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれていると判定し、前記抵抗比が、前記第1閾値以上であり、前記第1閾値を超過する所定の第2閾値未満である場合に、前記蓄電素子のSOCが前記第2範囲に含まれていると判定し、前記抵抗比が前記第2閾値以上である場合に、前記蓄電素子のSOCが前記第2範囲よりも低い第3範囲に含まれていると判定してもよい。抵抗比と第1閾値及び第2閾値とを比較することにより、容易に蓄電素子のSOCが含まれている範囲を推定できる。 In the SOC estimation device, when the resistance ratio is less than a predetermined first threshold value, the first determination unit determines that the SOC of the power storage element is included in the first range, and the resistance ratio is determined to be within the first range. When it is equal to or more than the first threshold value and less than a predetermined second threshold value exceeding the first threshold value, it is determined that the SOC of the power storage element is included in the second range, and the resistance ratio is When it is equal to or higher than the second threshold value, it may be determined that the SOC of the power storage element is included in the third range lower than the second range. By comparing the resistance ratio with the first threshold value and the second threshold value, the range in which the SOC of the power storage element is included can be easily estimated.

SOC推定装置では、前記第1閾値は、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲の下限であるときの前記蓄電素子の抵抗を、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれるときの抵抗で除した値を超過する値であり、前記第2閾値は、前記蓄電素子のSOCが前記第3範囲の上限であるときの前記蓄電素子の抵抗を、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲の下限であるときの前記蓄電素子の抵抗で除した値以上の値であってもよい。第1閾値及び第2閾値がこのような値であれば、抵抗比が第1閾値未満である場合、蓄電素子のSOCは第1範囲に含まれる可能性が高い。SOCが第2範囲に含まれるとしても、SOCは第1範囲に近く、蓄電素子の放電時の電圧は比較的に高いので、SOCが第1範囲に含まれると概ね推定できる。抵抗比が第2閾値以上である場合、蓄電素子のSOCは第3範囲に含まれる可能性が高い。SOCが第2範囲に含まれるとしても、SOCは第3範囲に近く、蓄電素子の放電時の電圧は比較的に低いので、SOCが第3範囲に含まれると概ね推定できる。 In the SOC estimation device, the first threshold value is the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is the lower limit of the first range, and the resistance when the SOC of the power storage element is included in the first range. The second threshold value is a value that exceeds the value divided by, and the second threshold value is the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is the upper limit of the third range, and the SOC of the power storage element is the first range. It may be a value equal to or more than the value divided by the resistance of the power storage element at the lower limit of. When the first threshold value and the second threshold value are such values, if the resistance ratio is less than the first threshold value, the SOC of the power storage element is likely to be included in the first range. Even if the SOC is included in the second range, the SOC is close to the first range and the voltage at the time of discharging the power storage element is relatively high, so that it can be roughly estimated that the SOC is included in the first range. When the resistance ratio is equal to or higher than the second threshold value, the SOC of the power storage element is likely to be included in the third range. Even if the SOC is included in the second range, the SOC is close to the third range and the voltage at the time of discharging the power storage element is relatively low, so that it can be roughly estimated that the SOC is included in the third range.

SOC推定装置は、SOH(State of Health )に応じて異なる前記第1閾値及び前記第2閾値を、複数のSOHの夫々について記憶する第2記憶部を更に備えてもよく、前記第1判定部は、前記蓄電素子のSOHについて前記第1記憶部が記憶する前記第1閾値及び前記第2閾値を用いて、いずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定してもよい。蓄電素子のSOHに応じて抵抗比が変化するので、SOHに応じた第1閾値及び第2閾値を用いて判定を行うことにより、精度良く蓄電素子のSOCを推定できる。 The SOC estimation device may further include a second storage unit that stores the first threshold value and the second threshold value that differ depending on the SOH (State of Health) for each of the plurality of SOHs, and the first determination unit. May use the first threshold value and the second threshold value stored in the first storage unit for the SOH of the power storage element to determine in which range the SOC of the power storage element is included. Since the resistance ratio changes according to the SOH of the power storage element, the SOC of the power storage element can be estimated accurately by performing the determination using the first threshold value and the second threshold value according to the SOH.

SOC推定装置では、前記第2抵抗値計算部は、前記蓄電素子が放電を行っている複数の時点における電流及び電圧から前記第2抵抗値を計算してもよい。複数の時点における電流及び電圧から統計的に第2抵抗値が計算されることにより、第2抵抗値が精度良く計算される。 In the SOC estimation device, the second resistance value calculation unit may calculate the second resistance value from the currents and voltages at a plurality of time points when the power storage element is discharging. By statistically calculating the second resistance value from the current and voltage at a plurality of time points, the second resistance value is calculated with high accuracy.

蓄電素子を備える蓄電装置は、前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値を記憶する第1記憶部と、前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を測定する測定部と、取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算する第2抵抗値計算部と、計算した前記第2抵抗値を前記第1抵抗値で除した抵抗比を計算する抵抗比計算部と、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する第1判定部とを備える。蓄電装置は、第2抵抗値を第1抵抗値で除した抵抗比に応じて、蓄電素子のSOCが、第1範囲又は第2範囲のいずれの範囲に含まれているかを判定することにより、SOCを推定する。蓄電装置は、抵抗比に応じて、第1範囲、第2範囲、及び第2範囲よりも低いSOCが含まれる第3範囲のいずれの範囲に蓄電素子のSOCが含まれているかを判定してもよい。SOCが第2範囲に含まれている状態では、蓄電素子の電圧が比較的に低くなるものの、使用制限を行えば、蓄電素子を使用できる。このため、SOCが第1範囲に含まれている状態でのみ蓄電素子が使用されていた従来技術に比べて、蓄電素子を使用可能なSOCの範囲が広がる。 The power storage device including the power storage element has a first storage unit that stores a first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in a predetermined first range, and the power storage element discharges the electric current. A measurement unit that measures the current and voltage at the time of operation, and a second resistance value calculation unit that calculates a second resistance value that represents the resistance when the power storage element discharges based on the acquired current and voltage. The resistance ratio calculation unit that calculates the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value, and the SOC that is lower than the first range or the first range depending on the calculated resistance ratio. A first determination unit for determining which range of the included second range includes the SOC of the power storage element is provided. The power storage device determines whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range according to the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value. Estimate the SOC. The power storage device determines, depending on the resistance ratio, which of the first range, the second range, and the third range including the SOC lower than the second range contains the SOC of the power storage element. May be good. In the state where the SOC is included in the second range, the voltage of the power storage element becomes relatively low, but the power storage element can be used if the use is restricted. Therefore, the range of SOCs in which the power storage element can be used is expanded as compared with the conventional technique in which the power storage element is used only when the SOC is included in the first range.

蓄電素子のSOCを推定する方法では、前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を測定し、取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算し、計算した前記第2抵抗値を、前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値で除した抵抗比を計算し、計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する。第2抵抗値を第1抵抗値で除した抵抗比に応じて、蓄電素子のSOCが、第1範囲又は第2範囲のいずれの範囲に含まれているかを判定することにより、SOCが推定される。SOC推定方法では、抵抗比に応じて、第1範囲、第2範囲、及び第2範囲よりも低いSOCが含まれる第3範囲のいずれの範囲に蓄電素子のSOCが含まれているかを判定してもよい。SOCが第2範囲に含まれている状態では、蓄電素子の電圧が比較的に低くなるものの、使用制限を行えば、蓄電素子を使用できる。このため、SOCが第1範囲に含まれている状態でのみ蓄電素子が使用されていた従来技術に比べて、蓄電素子を使用可能なSOCの範囲が広がる。 In the method of estimating the SOC of the power storage element, the current and voltage when the power storage element discharges are measured, and the second resistance representing the resistance when the power storage element discharges based on the acquired current and voltage. The value is calculated, and the resistance ratio obtained by dividing the calculated second resistance value by the first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in the predetermined first range is calculated. According to the calculated resistance ratio, it is determined whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range in which the SOC lower than the first range is included. The SOC is estimated by determining whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range according to the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value. To. In the SOC estimation method, it is determined in which of the first range, the second range, and the third range, which includes the SOC lower than the second range, the SOC of the power storage element is included, depending on the resistance ratio. You may. In the state where the SOC is included in the second range, the voltage of the power storage element becomes relatively low, but the power storage element can be used if the use is restricted. Therefore, the range of SOCs in which the power storage element can be used is expanded as compared with the conventional technique in which the power storage element is used only when the SOC is included in the first range.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
<実施形態1>
図1は、蓄電モジュール10及びSOC推定装置3の例を示す模式図である。蓄電モジュール10及びSOC推定装置3は、SOC推定方法を実行する。蓄電モジュール10は、直列及び/又は並列に接続された複数の蓄電セル11を含んでいる。蓄電セル11は蓄電素子に対応する。蓄電セル11は、リチウムイオン電池等の二次電池の蓄電素子である。蓄電セル11は、直方体の形状を有している。蓄電セル11は、直方体形状のケースと、正端子と、負端子とを備えている。ケースの内部には、正極、負極、セパレータ及び電解質(電解液)が収容されている。例えば、正極はリン酸鉄リチウムを含む材料で構成され、負極はグラファイトで構成されている。セパレータは正極及び負極の間に介在されている。例えば、正極、負極及びセパレータはシート状であり、それらを重ねて巻回した電極体としてケース内に収容されている。電極体は、巻回型のものに限らず、積層型のものであってもよい。正極は正端子に接続され、負極は負端子に接続されている。なお、蓄電セル11の形状は直方体以外の形状であってもよく、パウチ形又は円筒形であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments thereof.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a power storage module 10 and an SOC estimation device 3. The power storage module 10 and the SOC estimation device 3 execute the SOC estimation method. The power storage module 10 includes a plurality of power storage cells 11 connected in series and / or in parallel. The power storage cell 11 corresponds to a power storage element. The power storage cell 11 is a power storage element for a secondary battery such as a lithium ion battery. The storage cell 11 has a rectangular parallelepiped shape. The storage cell 11 includes a rectangular parallelepiped case, positive terminals, and negative terminals. Inside the case, a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolyte (electrolyte solution) are housed. For example, the positive electrode is made of a material containing lithium iron phosphate, and the negative electrode is made of graphite. The separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode. For example, the positive electrode, the negative electrode, and the separator are in the form of a sheet, and are housed in a case as an electrode body in which they are stacked and wound. The electrode body is not limited to the wound type, and may be a laminated type. The positive electrode is connected to the positive terminal and the negative electrode is connected to the negative terminal. The shape of the power storage cell 11 may be a shape other than a rectangular parallelepiped, and may be a pouch shape or a cylindrical shape.

蓄電モジュール10は、保持部材の一例である直方体状の筐体12を備えている。複数の蓄電セル11は、並べられ、筐体12に保持(収納)されている。代替的に、保持部材は、一対のエンドプレートとそれらエンドプレートを繋ぐ複数の締結バーとによって形成されてもよい。複数の蓄電セル11は、図示しないバスバーによって直列及び/又は並列に接続される。図1には蓄電モジュール10が四個の蓄電セル11を備えた例を示しているが、蓄電モジュール10はその他の数の蓄電セル11を備えていてもよい。 The power storage module 10 includes a rectangular parallelepiped housing 12 which is an example of a holding member. The plurality of storage cells 11 are arranged side by side and held (stored) in the housing 12. Alternatively, the holding member may be formed by a pair of end plates and a plurality of fastening bars connecting the end plates. The plurality of storage cells 11 are connected in series and / or in parallel by a bus bar (not shown). Although FIG. 1 shows an example in which the power storage module 10 includes four power storage cells 11, the power storage module 10 may include a number of other power storage cells 11.

蓄電モジュール10は、CMU(Cell Monitoring Unit;セル観測部)2を備えている。CMU2は、基板上に各種の部品が配置された構成となっている。図1では、CMU2を板状の形状で示している。CMU2は、蓄電モジュール10に含まれる蓄電セル11に流れる電流と蓄電セル11に発生する電圧とを測定する。SOC推定装置3は、蓄電モジュール10の外部に設けられている。SOC推定装置3は、CMU2に接続されている。蓄電モジュール10は、負荷へ電力を供給する。 The power storage module 10 includes a CMU (Cell Monitoring Unit) 2. The CMU2 has a configuration in which various parts are arranged on a substrate. In FIG. 1, CMU2 is shown in a plate shape. The CMU 2 measures the current flowing through the power storage cell 11 included in the power storage module 10 and the voltage generated in the power storage cell 11. The SOC estimation device 3 is provided outside the power storage module 10. The SOC estimation device 3 is connected to the CMU 2. The power storage module 10 supplies electric power to the load.

更に、SOC推定装置3は、負荷回路4に接続されている。負荷回路4は、蓄電モジュール10から電力を供給される負荷を含んだ回路である。負荷回路4には、複数の負荷が含まれていてもよい。例えば、蓄電モジュール10は車両に搭載されており、負荷回路4は、負荷として、車両の加速をアシストするモータと、ライト等の電装品とを含んでいる。負荷回路4は、種々の負荷の動作を制御する制御部を含んでいてもよく、オルタネータを含んでいてもよい。 Further, the SOC estimation device 3 is connected to the load circuit 4. The load circuit 4 is a circuit including a load to which electric power is supplied from the power storage module 10. The load circuit 4 may include a plurality of loads. For example, the power storage module 10 is mounted on a vehicle, and the load circuit 4 includes, as a load, a motor that assists the acceleration of the vehicle and electrical components such as lights. The load circuit 4 may include a control unit that controls the operation of various loads, or may include an alternator.

図2は、実施形態1に係る蓄電モジュール10及びSOC推定装置3の機能構成の例を示すブロック図である。蓄電モジュール10では、例えば、複数の蓄電セル11が直列に接続されている。CMU2は、演算部21と、メモリ22と、記憶部23と、電流測定部24と、電圧測定部25と、通信部26とを備えている。演算部21は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。メモリ22は、演算部21での演算に必要な情報を記憶する。記憶部23は、不揮発性であり、プログラム及びデータを記憶する。演算部21は、記憶部23が記憶するプログラムに従って処理を実行する。例えば、記憶部23は不揮発性の半導体メモリである。電流測定部24は、複数の蓄電セル11に流れる電流を測定する。例えば、電流測定部24は、直列に接続された複数の蓄電セル11に直列に接続された抵抗器と、抵抗器の両端の電圧を測定する電圧計とを含む。電圧測定部25は、夫々の蓄電セル11の両端の間の電圧を測定する。例えば、電圧測定部25は、夫々の蓄電セル11の正端子及び負端子に接続された電圧計を含んでいる。通信部26は、蓄電モジュール10の外部と情報を送受信する。通信部26は、SOC推定装置3に接続されており、SOC推定装置3へ情報を送信する。演算部21は、CMU2の各部を制御する処理を行う。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the power storage module 10 and the SOC estimation device 3 according to the first embodiment. In the power storage module 10, for example, a plurality of power storage cells 11 are connected in series. The CMU 2 includes a calculation unit 21, a memory 22, a storage unit 23, a current measurement unit 24, a voltage measurement unit 25, and a communication unit 26. The calculation unit 21 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The memory 22 stores information necessary for the calculation in the calculation unit 21. The storage unit 23 is non-volatile and stores programs and data. The calculation unit 21 executes the process according to the program stored in the storage unit 23. For example, the storage unit 23 is a non-volatile semiconductor memory. The current measuring unit 24 measures the current flowing through the plurality of storage cells 11. For example, the current measuring unit 24 includes a resistor connected in series to a plurality of storage cells 11 connected in series, and a voltmeter for measuring the voltage across the resistor. The voltage measuring unit 25 measures the voltage between both ends of each storage cell 11. For example, the voltage measuring unit 25 includes a voltmeter connected to a positive terminal and a negative terminal of each storage cell 11. The communication unit 26 transmits / receives information to / from the outside of the power storage module 10. The communication unit 26 is connected to the SOC estimation device 3 and transmits information to the SOC estimation device 3. The calculation unit 21 performs a process of controlling each unit of the CMU2.

SOC推定装置3は、コンピュータを用いて構成されている。例えば、蓄電モジュール10が車両に搭載された蓄電装置に含まれる場合、SOC推定装置3はECU(Electronic Control Unit)によって構成されていてもよい。SOC推定装置3は、演算部31と、メモリ32と、記憶部33と、通信部34とを備えている。演算部31は、例えばCPU(Central Processing Unit )、GPU(Graphics Processing Unit)、又はマルチコアCPUを用いて構成されている。演算部31は、量子コンピュータを用いて構成されていてもよい。メモリ32は、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶する。メモリ32は、例えばRAM(Random Access Memory)である。記憶部33は、例えばハードディスク又は不揮発性半導体メモリである。記憶部33はコンピュータプログラム331を記憶しており、演算部31は記憶部33に記憶されたコンピュータプログラム331に従って必要な処理を実行する。通信部34は、蓄電モジュール10と接続されており、蓄電モジュール10から送信された情報を受信する。通信部34には、負荷回路4が接続されている。演算部31は、負荷回路4を制御するための制御信号を通信部34から負荷回路4へ送信する。 The SOC estimation device 3 is configured by using a computer. For example, when the power storage module 10 is included in the power storage device mounted on the vehicle, the SOC estimation device 3 may be configured by an ECU (Electronic Control Unit). The SOC estimation device 3 includes a calculation unit 31, a memory 32, a storage unit 33, and a communication unit 34. The arithmetic unit 31 is configured by using, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or a multi-core CPU. The calculation unit 31 may be configured by using a quantum computer. The memory 32 stores temporary data generated by the calculation. The memory 32 is, for example, a RAM (Random Access Memory). The storage unit 33 is, for example, a hard disk or a non-volatile semiconductor memory. The storage unit 33 stores the computer program 331, and the calculation unit 31 executes necessary processing according to the computer program 331 stored in the storage unit 33. The communication unit 34 is connected to the power storage module 10 and receives the information transmitted from the power storage module 10. A load circuit 4 is connected to the communication unit 34. The calculation unit 31 transmits a control signal for controlling the load circuit 4 from the communication unit 34 to the load circuit 4.

図3は、蓄電セル11のSOC−OCV曲線の例を示すグラフである。図中の横軸はSOC(State of Charge )を示し、縦軸はOCV(Open Circuit Voltage)を示す。SOCが50%〜80%の範囲は、SOCの変化に対してOCVがほぼ一定になるプラトー領域である。プラトー領域に含まれるSOCの範囲を第1範囲とする。OCVを測定し、SOC−OCV曲線に基づいて、SOCが第1範囲に含まれるか否かを判定することは可能である。しかしながら、SOCが第1範囲内のどの値であるかを判定することは困難である。SOCが第1範囲に含まれている状態では、蓄電セル11の放電時の電圧が安定する。従来技術では、SOCが第1範囲に含まれている状態で蓄電セル11が使用されていた。 FIG. 3 is a graph showing an example of the SOC-OCV curve of the storage cell 11. The horizontal axis in the figure shows SOC (State of Charge), and the vertical axis shows OCV (Open Circuit Voltage). The range of 50% to 80% SOC is a plateau region where OCV becomes substantially constant with respect to changes in SOC. The range of SOC included in the plateau area is defined as the first range. It is possible to measure OCV and determine if SOC is included in the first range based on the SOC-OCV curve. However, it is difficult to determine which value the SOC is in the first range. When the SOC is included in the first range, the voltage at the time of discharging the storage cell 11 is stable. In the prior art, the storage cell 11 has been used with the SOC included in the first range.

SOCが20%〜50%の範囲を第2範囲とする。第2範囲には、第1範囲よりも低いSOCが含まれる。SOCが第2範囲に含まれている状態では、SOCが第1範囲に含まれている状態に比べて、蓄電セル11の放電時の電圧が低くなり、供給できる電力が低下する。但し、負荷によっては、SOCが第2範囲に含まれている状態でも、蓄電セル11は十分な電力を負荷へ供給できる。SOCが0%〜20%の範囲を第3範囲とする。第3範囲には、第2範囲よりも低いSOCが含まれる。SOCが第3範囲に含まれている状態では、蓄電セル11の放電時の電圧が更に低くなり、蓄電セル11は負荷へ十分な電力を供給できない。SOCが第3範囲に含まれている状態では、蓄電セル11には充電が必要である。 The range of SOC of 20% to 50% is defined as the second range. The second range includes SOCs lower than the first range. In the state where the SOC is included in the second range, the voltage at the time of discharging the storage cell 11 is lower than in the state where the SOC is included in the first range, and the power that can be supplied is lowered. However, depending on the load, the power storage cell 11 can supply sufficient power to the load even when the SOC is included in the second range. The range of SOC of 0% to 20% is defined as the third range. The third range includes SOCs lower than the second range. In the state where the SOC is included in the third range, the voltage at the time of discharging the storage cell 11 becomes even lower, and the storage cell 11 cannot supply sufficient power to the load. When the SOC is included in the third range, the storage cell 11 needs to be charged.

OCVが得られた場合、SOC−OCV曲線に基づいて、OCVに応じたSOCを推定することができる。但し、SOCが第1範囲に含まれている場合、OCVがほぼ一定であるので、OCVに応じてSOCが第1範囲に含まれていることは明らかになるものの、SOCが第1範囲内のどの値であるかは正確には不明である。記憶部33は、SOC−OCV曲線を表したOCVデータを記憶している。OCVデータは、図3に示すごときグラフであってもよく、ピックアップテーブルであってもよく、SOCとOCVとの関係を近似した関数であってもよい。 When the OCV is obtained, the SOC according to the OCV can be estimated based on the SOC-OCV curve. However, when the SOC is included in the first range, the OCV is almost constant. Therefore, although it becomes clear that the SOC is included in the first range according to the OCV, the SOC is within the first range. The exact value is unknown. The storage unit 33 stores OCV data representing the SOC-OCV curve. The OCV data may be a graph as shown in FIG. 3, a pickup table, or a function that approximates the relationship between SOC and OCV.

SOC推定装置3は、蓄電セル11のSOCが第1範囲、第2範囲及び第3範囲の何れの範囲に含まれるのかを判定することによってSOCを推定する処理を行う。SOCの推定のために、蓄電セル11の放電時の抵抗が用いられる。 The SOC estimation device 3 performs a process of estimating the SOC by determining whether the SOC of the storage cell 11 is included in the first range, the second range, or the third range. The discharge resistance of the storage cell 11 is used to estimate the SOC.

図4は、蓄電セル11が放電を10秒間行ったときの電流−電圧特性の測定結果の例を示すグラフである。図中の横軸は電流を示し、右へ向かって値が増加する。図中の縦軸は電圧を示し、上へ向かって値が増加する。蓄電セル11のSOCが特定の値になっている状態で、定電流で10秒間の充電を行い、電圧を測定し、1Cの電流で放電を行ってSOCの値を戻し、定電流で10秒間の放電を行い、電圧を測定し、1Cの電流で充電を行ってSOCの値を戻す実験を行った。また、実験では、定電流の電流値を変更しながら充放電と電圧の測定とを繰り返した。図4は、実験結果の一部を示し、放電時の電流−電圧特性を示す。図4の横軸の右端は電流ゼロを示しており、図中に示される電流の値はマイナスになっている。 FIG. 4 is a graph showing an example of the measurement result of the current-voltage characteristic when the storage cell 11 is discharged for 10 seconds. The horizontal axis in the figure indicates the current, and the value increases to the right. The vertical axis in the figure indicates the voltage, and the value increases upward. With the SOC of the storage cell 11 set to a specific value, charge with a constant current for 10 seconds, measure the voltage, discharge with a current of 1C to return the SOC value, and return the SOC value with a constant current for 10 seconds. Was discharged, the voltage was measured, and an experiment was conducted in which the value of SOC was returned by charging with a current of 1C. In the experiment, charging / discharging and voltage measurement were repeated while changing the current value of the constant current. FIG. 4 shows a part of the experimental results and shows the current-voltage characteristics at the time of discharge. The right end of the horizontal axis of FIG. 4 indicates zero current, and the value of the current shown in the figure is negative.

図4には、蓄電セル11のSOCが20%、30%、40%、50%、60%、70%及び80%の夫々の値である状態で取得した電流−電圧特性を、黒菱形、黒四角、黒三角、黒丸、白菱形、白四角及び白丸の印で夫々示している。電流−電圧特性の傾きは、蓄電セル11の内部のDCR(Direct Current Resistance;直流抵抗)に相当する。DCRは、蓄電セル11の内部抵抗である。電流−電圧特性から、DCRを計算できる。図4に示すように、蓄電セル11の放電時のDCRは、SOCによって異なる。 FIG. 4 shows the current-voltage characteristics acquired in the state where the SOC of the storage cell 11 is 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% and 80%, respectively. It is indicated by a black square, a black triangle, a black circle, a white rhombus, a white square, and a white circle, respectively. The slope of the current-voltage characteristic corresponds to the DCR (Direct Current Resistance) inside the storage cell 11. DCR is the internal resistance of the storage cell 11. The DCR can be calculated from the current-voltage characteristics. As shown in FIG. 4, the DCR of the storage cell 11 at the time of discharge differs depending on the SOC.

図5は、蓄電セル11が放電を10秒間行ったときのSOC及びDCRを示すグラフである。蓄電セル11のSOCが20%〜80%の夫々の値である状態で蓄電セル11が放電を10秒間行ったときのDCRが示されている。図中の横軸はSOCを示す。図中の縦軸は、DCRを示し、上へ向かって値が増加する。図5に示すDCRは、図4に示す電流−電圧特性に含まれる電流及び電圧の値から統計的に計算された値である。放電時のDCRは、SOCが低い状態では高くなり、SOCが高い状態では低くなる。即ち、放電時のDCRは、SOCの増加に従って単調に減少する。 FIG. 5 is a graph showing SOC and DCR when the power storage cell 11 is discharged for 10 seconds. The DCR when the power storage cell 11 is discharged for 10 seconds in a state where the SOC of the power storage cell 11 is a value of 20% to 80%, respectively, is shown. The horizontal axis in the figure indicates SOC. The vertical axis in the figure indicates DCR, and the value increases upward. The DCR shown in FIG. 5 is a value statistically calculated from the values of the current and the voltage included in the current-voltage characteristic shown in FIG. The DCR at the time of discharge is high when the SOC is low and low when the SOC is high. That is, the DCR at the time of discharge decreases monotonically as the SOC increases.

図6は、蓄電セル11のDCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比を示すグラフである。図中の横軸はSOCを示し、横軸は、SOCが夫々の値である状態でのDCRを、SOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比を示す。図6には、SOCが夫々の値である状態でのDCRを、50%、60%、70%及び80%の夫々である状態でのDCRで除した抵抗比を示す。50%、60%、70%及び80%は、第1範囲に含まれるSOCの値である。図6には、各SOCでのDCRをSOCが50%、60%、70%及び80%の状態でのDCRで除した抵抗比を、夫々に丸、三角、菱形及び四角の印で示している。図6に示す抵抗比は、図5に示すDCRから計算した値である。抵抗比は、SOCの増加に従って単調に減少する。 FIG. 6 is a graph showing the resistance ratio obtained by dividing the DCR of the storage cell 11 by the DCR when the SOC is included in the first range. The horizontal axis in the figure shows the SOC, and the horizontal axis shows the resistivity ratio obtained by dividing the DCR in the state where the SOC is each value by the DCR when the SOC is included in the first range. FIG. 6 shows the resistivity ratio obtained by dividing the DCR in the state where the SOC is each value by the DCR in the state where the SOC is 50%, 60%, 70% and 80%, respectively. 50%, 60%, 70% and 80% are SOC values included in the first range. FIG. 6 shows the resistivity obtained by dividing the DCR at each SOC by the DCR at 50%, 60%, 70% and 80% SOC, respectively, as circles, triangles, diamonds and squares. There is. The resistivity shown in FIG. 6 is a value calculated from the DCR shown in FIG. The resistivity decreases monotonically as the SOC increases.

放電時のDCRはSOCの増加に従って単調に減少するので、SOCが50%でのDCRで除した抵抗比は、他のSOCでのDCRで除した抵抗比よりも小さい。図6中には、抵抗比2.2の直線を破線で示している。図6に示す例では、2.2は、SOCが20%でのDCRをSOCが50%でのDCRで除した抵抗比以上の値である。20%は第3範囲の上限であり、50%は第1範囲の下限である。SOCが20%以下でのDCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比は、2.2以上の値となる。このため、SOCが不明な蓄電セル11のDCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比が2.2以上である場合、SOCは第3範囲に含まれる可能性が高い。 Since the DCR at the time of discharge decreases monotonically as the SOC increases, the resistance ratio divided by the DCR at 50% SOC is smaller than the resistance ratio divided by the DCR at other SOCs. In FIG. 6, a straight line having a resistivity of 2.2 is shown by a broken line. In the example shown in FIG. 6, 2.2 is a value equal to or greater than the resistance ratio obtained by dividing the DCR at 20% SOC by the DCR at 50% SOC. 20% is the upper limit of the third range and 50% is the lower limit of the first range. The resistivity ratio obtained by dividing the DCR at which the SOC is 20% or less by the DCR when the SOC is included in the first range is 2.2 or more. Therefore, if the resistance ratio obtained by dividing the DCR of the storage cell 11 whose SOC is unknown by the DCR when the SOC is included in the first range is 2.2 or more, the SOC is likely to be included in the third range. ..

SOCが20%を超過するときのDCRをSOCが50%を超過するときのDCRで除した抵抗比が2.2以上になることがあるので、抵抗比が2.2以上である場合でも、SOCが第2範囲に含まれる可能性もある。しかし、SOCが第2範囲に含まれるとしても、SOCは第3範囲に近く、蓄電セル11の放電時の電圧は比較的に低い。SOCが第3範囲に含まれるものと同等であるとみなし、蓄電セル11の充電を行うことには、支障は無い。このため、DCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比が2.2以上である場合には、蓄電セル11のSOCが第3範囲に含まれると概ね推定できる。 Even if the resistance ratio is 2.2 or more, the resistance ratio obtained by dividing the DCR when the SOC exceeds 20% by the DCR when the SOC exceeds 50% may be 2.2 or more. SOC may also be included in the second range. However, even if the SOC is included in the second range, the SOC is close to the third range, and the voltage at the time of discharging the storage cell 11 is relatively low. It is considered that the SOC is equivalent to that included in the third range, and there is no problem in charging the power storage cell 11. Therefore, when the resistance ratio obtained by dividing the DCR by the DCR when the SOC is included in the first range is 2.2 or more, it can be roughly estimated that the SOC of the storage cell 11 is included in the third range.

図6中には、抵抗比1.2の直線を破線で示している。1.2は、SOCが50%でのDCRをSOCが50%でのDCRで除した抵抗比1.0より大きい。図6に示す例では、1.2は、SOCが50%でのDCRをSOCが80%でのDCRで除した抵抗比より大きい。このため、DCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比が1.2以上であり、2.2未満である場合は、蓄電セル11のSOCは第2範囲に含まれる。 In FIG. 6, a straight line having a resistivity of 1.2 is shown by a broken line. 1.2 is greater than the resistivity ratio 1.0 obtained by dividing the DCR at 50% SOC by the DCR at 50% SOC. In the example shown in FIG. 6, 1.2 is greater than the resistivity ratio of DCR at 50% SOC divided by DCR at 80% SOC. Therefore, when the resistance ratio obtained by dividing the DCR by the DCR when the SOC is included in the first range is 1.2 or more and less than 2.2, the SOC of the storage cell 11 is included in the second range. ..

図6に示す例では、DCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比が1.2未満である場合は、蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれる可能性が高い。SOCが第2範囲に含まれる可能性も残るものの、SOCが第2範囲に含まれるとしても、SOCは第1範囲に近く、蓄電セル11の放電時の電圧は比較的に高い。SOCが第1範囲に含まれるものと同等であるとみなし、蓄電セル11を使用することは可能である。このため、DCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比が1.2未満である場合に、蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれると概ね推定できる。 In the example shown in FIG. 6, if the resistance ratio obtained by dividing the DCR by the DCR when the SOC is included in the first range is less than 1.2, the SOC of the storage cell 11 may be included in the first range. high. Although there is a possibility that the SOC is included in the second range, even if the SOC is included in the second range, the SOC is close to the first range and the voltage at the time of discharging the storage cell 11 is relatively high. It is possible to use the storage cell 11 assuming that the SOC is equivalent to that included in the first range. Therefore, when the resistance ratio obtained by dividing the DCR by the DCR when the SOC is included in the first range is less than 1.2, it can be roughly estimated that the SOC of the storage cell 11 is included in the first range.

このように、DCRをSOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比は、SOCの増加に従って単調に減少するので、抵抗比に応じて、SOCが第1範囲、第2範囲及び第3範囲の何れの範囲に含まれているのかを判定できる。抵抗比が所定の第1閾値未満である場合に、蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれると判定できる。同様に、抵抗比が、第1閾値以上であり、第1閾値を超過する所定の第2閾値未満である場合に、SOCが第2範囲に含まれると判定でき、抵抗比が第2閾値以上である場合に、SOCが第3範囲に含まれると判定できる。図6に示す例では、第1閾値が1.2であり、第2閾値が2.2である。抵抗比と第1閾値及び第2閾値とを比較することにより、容易に蓄電素子のSOCが含まれている範囲を推定できる。記憶部33には、予め定められた第1閾値及び第2閾値が記憶されている。 As described above, the resistance ratio obtained by dividing the DCR by the DCR when the SOC is included in the first range decreases monotonically as the SOC increases. Therefore, the SOC decreases in the first range, the second range, and the like according to the resistance ratio. It is possible to determine which range of the third range is included. When the resistance ratio is less than a predetermined first threshold value, it can be determined that the SOC of the storage cell 11 is included in the first range. Similarly, when the resistance ratio is equal to or higher than the first threshold value and is less than a predetermined second threshold value exceeding the first threshold value, it can be determined that the SOC is included in the second range, and the resistance ratio is equal to or higher than the second threshold value. If, it can be determined that the SOC is included in the third range. In the example shown in FIG. 6, the first threshold value is 1.2 and the second threshold value is 2.2. By comparing the resistance ratio with the first threshold value and the second threshold value, the range in which the SOC of the power storage element is included can be easily estimated. A predetermined first threshold value and a second threshold value are stored in the storage unit 33.

図7は、実施形態1に係るSOC推定装置3が行う蓄電セル11のSOCを推定する処理の手順を示すフローチャートである。以下、ステップをSと略す。演算部31は、コンピュータプログラム331に従って以下の処理を実行する。蓄電セル11の使用前、即ち蓄電セル11が放電又は充電を行う前に、CMU2は、電圧測定部25で蓄電セル11のOCVを測定する。CMU2の演算部21は、測定したOCVの値を表すデータを通信部26にSOC推定装置3へ送信させる。SOC推定装置3は、OCVの値を表すデータを通信部34で受信することにより、蓄電セル11のOCVを取得する(S1)。S1の処理はOCV取得部に対応する。 FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a process of estimating the SOC of the storage cell 11 performed by the SOC estimation device 3 according to the first embodiment. Hereinafter, the step is abbreviated as S. The calculation unit 31 executes the following processing according to the computer program 331. Before the storage cell 11 is used, that is, before the storage cell 11 is discharged or charged, the CMU2 measures the OCV of the storage cell 11 with the voltage measuring unit 25. The calculation unit 21 of the CMU2 causes the communication unit 26 to transmit data representing the measured OCV value to the SOC estimation device 3. The SOC estimation device 3 acquires the OCV of the storage cell 11 by receiving the data representing the OCV value in the communication unit 34 (S1). The processing of S1 corresponds to the OCV acquisition unit.

SOC推定装置3の演算部31は、取得したOCVに基づいて、蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれるか否かを判定する(S2)。S2では、演算部31は、記憶部33が記憶するOCVデータが表すSOC−OCV曲線上でOCVに対応するSOCが、第1範囲に含まれるか否かを判定する。例えば、取得したOCVの値が、SOC−OCV曲線上で第1範囲の下限のSOCに対応するOCVの値以上である場合に、演算部31はSOCが第1範囲に含まれると判定する。S2の処理は第2判定部に対応する。 The calculation unit 31 of the SOC estimation device 3 determines whether or not the SOC of the storage cell 11 is included in the first range based on the acquired OCV (S2). In S2, the calculation unit 31 determines whether or not the SOC corresponding to the OCV on the SOC-OCV curve represented by the OCV data stored in the storage unit 33 is included in the first range. For example, when the acquired OCV value is equal to or greater than the OCV value corresponding to the lower limit SOC of the first range on the SOC-OCV curve, the calculation unit 31 determines that the SOC is included in the first range. The process of S2 corresponds to the second determination unit.

蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれないと判定された場合(S2:NO)、演算部31は、蓄電セル11を充電させる(S3)。S3では、演算部31は、蓄電セル11を充電させるための制御信号を通信部34にCMU2へ送信させる。CMU2は、制御信号を通信部26で受信し、演算部21は、蓄電セル11に充電を行わせる。或は、SOC推定装置3は、制御信号を負荷回路4へ送信し、負荷回路4に電力を蓄電セル11へ供給させることにより、蓄電セル11を充電させる。例えば、SOC推定装置3は、負荷回路4に含まれるオルタネータから蓄電セル11へ電力を供給させる。S3が終了した後、SOC推定装置3は処理を終了する。 When it is determined that the SOC of the power storage cell 11 is not included in the first range (S2: NO), the calculation unit 31 charges the power storage cell 11 (S3). In S3, the calculation unit 31 causes the communication unit 34 to transmit a control signal for charging the storage cell 11 to the CMU2. The CMU 2 receives the control signal in the communication unit 26, and the calculation unit 21 causes the storage cell 11 to be charged. Alternatively, the SOC estimation device 3 charges the storage cell 11 by transmitting a control signal to the load circuit 4 and causing the load circuit 4 to supply electric power to the storage cell 11. For example, the SOC estimation device 3 supplies electric power to the storage cell 11 from the alternator included in the load circuit 4. After the end of S3, the SOC estimation device 3 ends the process.

蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれると判定された場合(S2:YES)、演算部31は、蓄電セル11を放電させ、蓄電セル11が最初に放電を行うときの電流及び電圧を取得する(S4)。S4では、演算部31は、蓄電セル11を放電させるための制御信号を通信部34にCMU2へ送信させる。CMU2は、制御信号を通信部26で受信し、演算部21は、蓄電セル11に放電を行わせる。電流測定部24は、蓄電セル11に流れる電流を測定し、電圧測定部25は、蓄電セル11の両端の間の電圧を測定する。演算部21は、測定した電流及び電圧の値を表すデータを通信部26にSOC推定装置3へ送信させる。SOC推定装置3は、電流及び電圧の値を表すデータを通信部34で受信することにより、蓄電セル11の電流及び電圧を取得する。演算部31は、取得した電流及び電圧の値を表すデータを記憶部33に記憶する。S4の処理は第2取得部に対応する。 When it is determined that the SOC of the power storage cell 11 is included in the first range (S2: YES), the calculation unit 31 discharges the power storage cell 11 and determines the current and voltage when the power storage cell 11 first discharges. Acquire (S4). In S4, the calculation unit 31 causes the communication unit 34 to transmit a control signal for discharging the storage cell 11 to the CMU2. The CMU 2 receives the control signal in the communication unit 26, and the calculation unit 21 causes the storage cell 11 to discharge. The current measuring unit 24 measures the current flowing through the storage cell 11, and the voltage measuring unit 25 measures the voltage between both ends of the storage cell 11. The calculation unit 21 causes the communication unit 26 to transmit data representing the measured current and voltage values to the SOC estimation device 3. The SOC estimation device 3 acquires the current and voltage of the storage cell 11 by receiving data representing the current and voltage values in the communication unit 34. The calculation unit 31 stores data representing the acquired current and voltage values in the storage unit 33. The processing of S4 corresponds to the second acquisition unit.

演算部31は、次に、取得した電流及び電圧に基づいて、SOCが第1範囲に含まれるときの蓄電セル11のDCRを示す第1抵抗値を計算する(S5)。SOCが第1範囲に含まれる状態で蓄電セル11が最初に放電を行うときの電流及び電圧から計算されるので、第1抵抗値は、蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれるときのDCRを表す。例えば、演算部31は、電圧の値を電流の値で除することによって、第1抵抗値を計算する。S1〜S5の処理により、SOCを推定する対象となる蓄電セル11の第1抵抗値が得られる。演算部31は、計算した第1抵抗値を記憶部33に記憶する。S5の処理は第1抵抗値計算部に対応し、記憶部33は第1記憶部に対応する。 Next, the calculation unit 31 calculates the first resistance value indicating the DCR of the storage cell 11 when the SOC is included in the first range, based on the acquired current and voltage (S5). Since the first resistance value is calculated from the current and voltage when the storage cell 11 first discharges while the SOC is included in the first range, the first resistance value is when the SOC of the storage cell 11 is included in the first range. Represents DCR. For example, the calculation unit 31 calculates the first resistance value by dividing the voltage value by the current value. By the processing of S1 to S5, the first resistance value of the storage cell 11 for which the SOC is estimated can be obtained. The calculation unit 31 stores the calculated first resistance value in the storage unit 33. The process of S5 corresponds to the first resistance value calculation unit, and the storage unit 33 corresponds to the first storage unit.

演算部31は、次に、蓄電セル11の使用を開始させる(S6)。演算部31は、制御信号を通信部34にCMU2へ送信させ、CMU2は、制御信号を通信部26で受信し、演算部21は、蓄電セル11に充電又は放電を開始させる。或は、SOC推定装置3は、制御信号を負荷回路4へ送信し、負荷回路4に蓄電セル11からの電力を利用させるか、又は負荷回路4に電力を蓄電セル11へ供給させることにより、蓄電セル11を充電させる。例えば、負荷回路4にて車両の運動エネルギーが回生される際に、蓄電セル11の充電が行われ、負荷回路4にて電力による車両の加速のアシストが行われる際に蓄電セル11の放電が行われる。通常、蓄電セル11の充電及び放電は交互に繰り返される。 Next, the calculation unit 31 starts using the storage cell 11 (S6). The calculation unit 31 causes the communication unit 34 to transmit the control signal to the CMU 2, the CMU 2 receives the control signal in the communication unit 26, and the calculation unit 21 causes the storage cell 11 to start charging or discharging. Alternatively, the SOC estimation device 3 transmits a control signal to the load circuit 4 and causes the load circuit 4 to use the electric power from the storage cell 11, or causes the load circuit 4 to supply the electric power to the storage cell 11. The power storage cell 11 is charged. For example, when the kinetic energy of the vehicle is regenerated in the load circuit 4, the storage cell 11 is charged, and when the load circuit 4 assists the acceleration of the vehicle by electric power, the storage cell 11 is discharged. Will be done. Normally, charging and discharging of the storage cell 11 are repeated alternately.

演算部31は、次に、蓄電セル11の放電時の電流及び電圧を取得する(S7)。蓄電セル11が放電しているときに、電流測定部24は蓄電セル11に流れる電流を測定し、電圧測定部25は蓄電セル11の両端の間の電圧を測定する。CMU2は、測定した電流及び電圧の値を表すデータをSOC推定装置3へ送信する。SOC推定装置3は、電流及び電圧の値を表すデータを通信部34で受信することにより、蓄電セル11の電流及び電圧を取得する。演算部31は、取得した電流及び電圧の値の組を表すデータを記憶部33に記憶する。 Next, the calculation unit 31 acquires the current and voltage at the time of discharging the storage cell 11 (S7). When the storage cell 11 is discharged, the current measuring unit 24 measures the current flowing through the storage cell 11, and the voltage measuring unit 25 measures the voltage between both ends of the storage cell 11. The CMU 2 transmits data representing the measured current and voltage values to the SOC estimation device 3. The SOC estimation device 3 acquires the current and voltage of the storage cell 11 by receiving data representing the current and voltage values in the communication unit 34. The calculation unit 31 stores data representing the acquired set of current and voltage values in the storage unit 33.

S7では、CMU2は、電流及び電圧を複数回測定し、SOC推定装置3は、電流及び電圧の値の複数の組を表すデータを記憶部33に記憶する。CMU2は、電流及び電圧の値の複数の組を表すデータをメモリ22又は記憶部23に記憶し、電流及び電圧の値の複数の組を表すデータをまとめてSOC推定装置3へ送信してもよい。S7の処理は第1取得部に対応する。 In S7, the CMU 2 measures the current and voltage a plurality of times, and the SOC estimation device 3 stores data representing a plurality of sets of current and voltage values in the storage unit 33. Even if the CMU 2 stores data representing a plurality of sets of current and voltage values in the memory 22 or the storage unit 23, and collectively transmits the data representing a plurality of sets of current and voltage values to the SOC estimation device 3. Good. The process of S7 corresponds to the first acquisition unit.

演算部31は、次に、取得した電流及び電圧に基づいて、蓄電セル11が放電を行うときのDCRを表す第2抵抗値を計算する(S8)。S8では、演算部31は、蓄電セル11が放電しているときに測定された電流及び電圧の値の複数の組に基づいて、統計的な計算により、第2抵抗値を計算する。例えば、電流及び電圧の値の複数の組から、最小二乗法により、第2抵抗値が計算される。電流及び電圧の値の複数の組から第2抵抗値を計算することにより、蓄電セル11が放電を行っている複数の時点における電流及び電圧から第2抵抗値が計算される。複数の時点における電流及び電圧から統計的に第2抵抗値が計算されることにより、第2抵抗値が精度良く計算される。S8の処理は、第2抵抗値計算部に対応する。 Next, the calculation unit 31 calculates a second resistance value representing DCR when the storage cell 11 discharges based on the acquired current and voltage (S8). In S8, the calculation unit 31 calculates the second resistance value by statistical calculation based on a plurality of sets of current and voltage values measured when the storage cell 11 is discharged. For example, the second resistance value is calculated from a plurality of sets of current and voltage values by the method of least squares. By calculating the second resistance value from a plurality of sets of current and voltage values, the second resistance value is calculated from the current and voltage at a plurality of time points when the storage cell 11 is discharging. By statistically calculating the second resistance value from the current and voltage at a plurality of time points, the second resistance value is calculated with high accuracy. The processing of S8 corresponds to the second resistance value calculation unit.

演算部31は、次に、第2抵抗値を第1抵抗値で除した抵抗比を計算する(S9)。S9では、演算部31は、S8で計算した第2抵抗値を、記憶部33に記憶している第1抵抗値で除算する。S9の処理は、抵抗比計算部に対応する。 Next, the calculation unit 31 calculates the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value (S9). In S9, the calculation unit 31 divides the second resistance value calculated in S8 by the first resistance value stored in the storage unit 33. The processing of S9 corresponds to the resistivity calculation unit.

演算部31は、次に、S9で計算した抵抗比が記憶部33に記憶している第1閾値未満であるか否かを判定する(S10)。抵抗比が第1閾値未満である場合(S10:YES)、演算部31は、電流及び電圧が測定されたときの蓄電セル11のSOCは第1範囲に含まれると判定する(S11)。演算部31は、次に、処理をS7へ戻し、蓄電セル11の使用が継続される。 Next, the calculation unit 31 determines whether or not the resistance ratio calculated in S9 is less than the first threshold value stored in the storage unit 33 (S10). When the resistance ratio is less than the first threshold value (S10: YES), the calculation unit 31 determines that the SOC of the storage cell 11 when the current and voltage are measured is included in the first range (S11). The calculation unit 31 then returns the process to S7, and the storage cell 11 continues to be used.

抵抗比が第1閾値以上である場合(S10:NO)、演算部31は、抵抗比が記憶部33に記憶している第2閾値未満であるか否かを判定する(S12)。抵抗比が第2閾値未満である場合(S12:YES)、演算部31は、電流及び電圧が測定されたときの蓄電セル11のSOCは第2範囲に含まれると判定する(S13)。演算部31は、次に、蓄電セル11の使用制限を行う(S14)。例えば、S14では、演算部31は、制御信号を通信部34に負荷回路4へ送信させることにより、比較的に高い電力を必要とする負荷では蓄電セル11からの電力を利用しないように、負荷回路4を制御する。例えば、車両の加速をアシストするモータが蓄電セル11からの電力を利用することは禁止され、必要とする電力の低いライト等の電装品が蓄電セル11からの電力を利用することは許容される。代替的に、演算部31は、負荷回路4が利用する蓄電セル11からの電力に上限を設ける制御を行ってもよい。演算部31は、次に、処理をS7へ戻し、制限を受けながら蓄電セル11の使用が継続される。 When the resistance ratio is equal to or greater than the first threshold value (S10: NO), the calculation unit 31 determines whether or not the resistance ratio is less than the second threshold value stored in the storage unit 33 (S12). When the resistance ratio is less than the second threshold value (S12: YES), the calculation unit 31 determines that the SOC of the storage cell 11 when the current and voltage are measured is included in the second range (S13). Next, the calculation unit 31 limits the use of the storage cell 11 (S14). For example, in S14, the calculation unit 31 causes the communication unit 34 to transmit the control signal to the load circuit 4, so that the power from the storage cell 11 is not used for the load that requires a relatively high power. It controls the circuit 4. For example, it is prohibited for the motor that assists the acceleration of the vehicle to use the electric power from the electric power storage cell 11, and it is permissible for electrical components such as lights having low electric power to use the electric power from the electric power storage cell 11. .. Alternatively, the arithmetic unit 31 may control to set an upper limit on the electric power from the storage cell 11 used by the load circuit 4. The calculation unit 31 then returns the process to S7, and continues to use the power storage cell 11 while being restricted.

抵抗比が第2閾値以上である場合(S12:NO)、演算部31は、電流及び電圧が測定されたときの蓄電セル11のSOCは第3範囲に含まれると判定する(S15)。演算部31は、次に、蓄電セル11を充電させる(S16)。S16が終了した後、演算部31は、処理をS7へ戻し、蓄電セル11の使用が再開される。S10〜S13及びS15の処理は、第1判定部に対応する。 When the resistance ratio is equal to or greater than the second threshold value (S12: NO), the calculation unit 31 determines that the SOC of the storage cell 11 when the current and voltage are measured is included in the third range (S15). Next, the calculation unit 31 charges the power storage cell 11 (S16). After the end of S16, the calculation unit 31 returns the process to S7, and the use of the storage cell 11 is resumed. The processes of S10 to S13 and S15 correspond to the first determination unit.

SOC推定装置3は、S11、S13及びS15で、SOCがいずれの範囲に含まれるのかを表す情報を外部へ出力する機能を有していてもよい。S1〜S16の処理は、蓄電セル11の使用が終了するときに終了する。例えば、車両が動作を停止し、負荷回路4が蓄電セル11からの電力を利用しなくなった場合に、S1〜S16の処理が終了される。 The SOC estimation device 3 may have a function of outputting information indicating which range the SOC is included in S11, S13, and S15 to the outside. The processing of S1 to S16 ends when the use of the storage cell 11 ends. For example, when the vehicle stops operating and the load circuit 4 no longer uses the electric power from the storage cell 11, the processes of S1 to S16 are terminated.

以上詳述した如く、SOC推定装置3は、第2抵抗値を第1抵抗値で除した抵抗比を計算し、抵抗比に応じて、蓄電セル11のSOCが第1範囲、第2範囲及び第3範囲のいずれの範囲に含まれているかを判定することにより、SOCを推定する。抵抗比はSOCの増加に従ってほぼ単調に減少するので、抵抗比に応じて、SOCが何れの範囲に含まれているかを判定できる。 As described in detail above, the SOC estimation device 3 calculates the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value, and the SOC of the storage cell 11 is set to the first range, the second range, and the second range according to the resistance ratio. The SOC is estimated by determining which range of the third range is included. Since the resistance ratio decreases almost monotonously as the SOC increases, it is possible to determine in which range the SOC is included according to the resistance ratio.

SOCが第2範囲に含まれている状態では、蓄電セル11の電圧が比較的に低くなるものの、必要とする電力の低い負荷が蓄電セル11からの電力を利用することは可能である。高い電力を必要とする負荷による電力の利用を禁止する等、使用制限を行えば、SOCが第2範囲に含まれている状態でも、蓄電セル11を使用できる。SOC推定装置3の処理により、SOCが第2範囲に含まれていることを推定し、使用制限を行いながらの蓄電セル11の使用が可能となる。このため、SOCが第1範囲に含まれている状態でのみ蓄電セル11が使用されていた従来技術に比べて、蓄電セル11を使用可能なSOCの範囲が広がり、蓄電セル11の使用効率が向上する。 In the state where the SOC is included in the second range, the voltage of the storage cell 11 is relatively low, but it is possible for a load having a low required power to use the power from the storage cell 11. The power storage cell 11 can be used even when the SOC is included in the second range by restricting the use of electric power such as prohibiting the use of electric power by a load requiring high electric power. By the processing of the SOC estimation device 3, it is possible to estimate that the SOC is included in the second range and use the power storage cell 11 while restricting the use. Therefore, as compared with the conventional technique in which the storage cell 11 is used only when the SOC is included in the first range, the range of SOC in which the storage cell 11 can be used is expanded, and the usage efficiency of the storage cell 11 is improved. improves.

SOCが第3範囲に含まれている状態では、蓄電セル11の電圧がより低くなり、過放電が発生する虞がある。SOC推定装置3の処理により、SOCが第3範囲に含まれていることを推定し、蓄電セル11の使用の禁止、又は蓄電セル11の充電を行うことができる。このため、蓄電セル11の過放電の発生を防止できる。 When the SOC is included in the third range, the voltage of the storage cell 11 becomes lower, and over-discharging may occur. By the processing of the SOC estimation device 3, it is possible to estimate that the SOC is included in the third range, prohibit the use of the storage cell 11, or charge the storage cell 11. Therefore, it is possible to prevent the storage cell 11 from being over-discharged.

SOCの推定に用いられる抵抗比は、蓄電セル11の使用時に測定される電流及び電圧から計算されるので、蓄電セル11の使用中に、蓄電セル11のSOCを推定できる。また、SOC−OCV曲線を用いずにSOCを推定するので、SOCの変化に対するOCVの変化が大きい蓄電セル11についても、SOCを推定できる。 Since the resistance ratio used for estimating the SOC is calculated from the current and voltage measured when the storage cell 11 is used, the SOC of the storage cell 11 can be estimated while the storage cell 11 is in use. Further, since the SOC is estimated without using the SOC-OCV curve, the SOC can be estimated even for the storage cell 11 in which the change in OCV is large with respect to the change in SOC.

<実施形態2>
蓄電セル11は、充放電を繰り返すことによって劣化が進行し、新品の蓄電セル11の容量に対する現在の蓄電セル11の容量の割合を示す健全度(SOH:State of Health )が徐々に低下する。蓄電セル11の劣化前の状態であるBOL(Beginning of Life )と、蓄電セル11の劣化後の状態であるEOL(End of Life )とでは、DCRとSOCとの関係は変化する。
<Embodiment 2>
Deterioration of the power storage cell 11 progresses by repeating charging and discharging, and the state of health (SOH) indicating the ratio of the current capacity of the power storage cell 11 to the capacity of the new power storage cell 11 gradually decreases. The relationship between DCR and SOC changes between the BOL (Beginning of Life), which is the state before the deterioration of the storage cell 11, and the EOL (End of Life), which is the state after the deterioration of the storage cell 11.

図8は、EOLでの蓄電セル11が放電を10秒間行ったときの電流−電圧特性の測定結果の例を示すグラフである。図中の横軸は電流を示し、右へ向かって値が増加する。図中の縦軸は電圧を示し、上へ向かって値が増加する。図4に示した電流−電圧特性を測定するための実験と同様の実験を行った。図8は、実験結果の一部を示し、放電時の電流−電圧特性を示す。図8の横軸の右端は電流ゼロを示しており、図中に示される電流の値はマイナスになっている。蓄電セル11のSOCが20%、30%、40%、50%、60%、70%及び80%の夫々の値である状態で取得した電流−電圧特性を、黒菱形、黒四角、黒三角、黒丸、白菱形、白四角及び白丸の印で夫々示している。図4に示した電流−電圧特性はBOLでの電流−電圧特性である。BOLでの電流−電圧特性と比べて、EOLでの電流−電圧特性は変化している。このため、EOLでの放電時のDCRもBOLでの放電時のDCRに比べて変化している。 FIG. 8 is a graph showing an example of the measurement result of the current-voltage characteristic when the storage cell 11 in the EOL is discharged for 10 seconds. The horizontal axis in the figure indicates the current, and the value increases to the right. The vertical axis in the figure indicates the voltage, and the value increases upward. An experiment similar to the experiment for measuring the current-voltage characteristic shown in FIG. 4 was performed. FIG. 8 shows a part of the experimental results and shows the current-voltage characteristics at the time of discharge. The right end of the horizontal axis of FIG. 8 indicates zero current, and the value of the current shown in the figure is negative. The current-voltage characteristics acquired when the SOC of the power storage cell 11 is 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, and 80%, respectively, are shown as black rhombuses, black squares, and black triangles. , Black circle, white rhombus, white square and white circle, respectively. The current-voltage characteristic shown in FIG. 4 is the current-voltage characteristic in BOL. The current-voltage characteristic in EOL is different from the current-voltage characteristic in BOL. Therefore, the DCR at the time of discharging in EOL is also changed as compared with the DCR at the time of discharging in BOL.

図9は、EOLでの蓄電セル11の放電時のDCRをSOCが第1範囲に含まれるときの放電時のDCRで除した抵抗比を示すグラフである。図中の横軸はSOCを示し、横軸は、SOCが夫々の値である状態でのDCRを、SOCが第1範囲に含まれるときのDCRで除した抵抗比を示す。図9には、SOCが夫々の値である状態でのDCRを、SOCが50%、60%、70%及び80%の夫々である状態でのDCRで除した抵抗比を示す。各SOCでのDCRをSOCが50%、60%、70%及び80%の状態でのDCRで除した抵抗比を、夫々に丸、三角、菱形及び四角の印で示している。図9には、図8に示す電流−電圧特性から放電時のDCRを計算し、DCRから計算した抵抗比を示している。 FIG. 9 is a graph showing the resistance ratio obtained by dividing the DCR at the time of discharging the storage cell 11 in EOL by the DCR at the time of discharging when SOC is included in the first range. The horizontal axis in the figure shows the SOC, and the horizontal axis shows the resistivity ratio obtained by dividing the DCR in the state where the SOC is each value by the DCR when the SOC is included in the first range. FIG. 9 shows the resistivity ratio obtained by dividing the DCR in the state where the SOC is each value by the DCR in the state where the SOC is 50%, 60%, 70% and 80%, respectively. The resistivity ratios obtained by dividing the DCR at each SOC by the DCR at 50%, 60%, 70% and 80% SOC are indicated by circles, triangles, diamonds and squares, respectively. FIG. 9 shows the resistance ratio calculated from the DCR calculated from the DCR at the time of discharge from the current-voltage characteristic shown in FIG.

図6に示した抵抗比は、BOLでの抵抗比である。BOLでの抵抗比と同様に、EOLでの抵抗比も、SOCの増加に従って単調に減少する。但し、EOLでの抵抗比は、BOLでの抵抗比に比べて増加している。このため、EOLでの第1閾値及び第2閾値は、BOLでの第1閾値及び第2閾値に比べて大きい値にする必要がある。図9には、EOLでの第1閾値及び第2閾値を示す直線を破線で示している。第2閾値は第1閾値を超過している。図6に示すBOLでの第1閾値及び第2閾値に比べて、EOLでの第1閾値及び第2閾値は大きい値になっている。このように、蓄電セル11のSOHに応じて、適切な第1閾値及び第2閾値は変化する。実施形態2では、SOC推定装置3は、SOHに応じた第1閾値及び第2閾値を用いて、蓄電セル11のSOCを推定する。 The resistivity shown in FIG. 6 is the resistivity in BOL. Like the resistivity ratio in BOL, the resistivity ratio in EOL decreases monotonically as the SOC increases. However, the resistivity ratio in EOL is increased as compared with the resistivity ratio in BOL. Therefore, the first threshold value and the second threshold value in the EOL need to be larger than the first threshold value and the second threshold value in the BOL. In FIG. 9, straight lines indicating the first threshold value and the second threshold value in EOL are shown by broken lines. The second threshold exceeds the first threshold. The first threshold value and the second threshold value in the EOL are larger than the first threshold value and the second threshold value in the BOL shown in FIG. In this way, the appropriate first threshold value and second threshold value change according to the SOH of the storage cell 11. In the second embodiment, the SOC estimation device 3 estimates the SOC of the storage cell 11 by using the first threshold value and the second threshold value according to the SOH.

図10は、実施形態2に係る蓄電モジュール10及びSOC推定装置3の機能構成の例を示すブロック図である。記憶部33は、OCVデータと、蓄電セル11のSOHが複数の値の夫々である状態に応じた第1閾値及び第2閾値を記録した閾値データベースとを記憶している。例えば、関係データベースには、BOL及びEOLに応じた第1閾値及び第2閾値、並びにBOLとEOLとの中間の状態にある蓄電セル11に応じた第1閾値及び第2閾値が記録されている。例えば、関係データベースでは、BOLからEOLまでのSOHを複数の範囲に分け、夫々のSOHの範囲に第1閾値及び第2閾値が関連付けられている。記憶部33は、第2記憶部に対応する。蓄電モジュール10及びSOC推定装置3のその他の部分の構成は、実施形態1と同様である。 FIG. 10 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the power storage module 10 and the SOC estimation device 3 according to the second embodiment. The storage unit 33 stores OCV data and a threshold database in which a first threshold value and a second threshold value are recorded according to a state in which the SOH of the storage cell 11 is each of a plurality of values. For example, in the relational database, the first threshold value and the second threshold value corresponding to the BOL and the EOL, and the first threshold value and the second threshold value according to the storage cell 11 in the intermediate state between the BOL and the EOL are recorded. .. For example, in a relational database, SOH from BOL to EOL is divided into a plurality of ranges, and a first threshold value and a second threshold value are associated with each SOH range. The storage unit 33 corresponds to the second storage unit. The configuration of the other parts of the power storage module 10 and the SOC estimation device 3 is the same as that of the first embodiment.

SOC推定装置3は、蓄電セル11のSOCを推定する処理とは並行して、蓄電セル11のSOHを推定する処理を行う。SOC推定装置3は、従来の方法を用いてSOHを推定する。例えば、SOC推定装置3は、CMU2が継続的に測定する蓄電セル11の電流及び電圧に基づいて、SOHを逐次的に推定する。代替的に、SOC推定装置3は、蓄電セル11の内部抵抗等の特性値に基づいてSOHを推定してもよい。例えば、SOHの推定値は、記憶部33に記憶される。 The SOC estimation device 3 performs a process of estimating the SOH of the storage cell 11 in parallel with the process of estimating the SOC of the storage cell 11. The SOC estimation device 3 estimates SOH using a conventional method. For example, the SOC estimation device 3 sequentially estimates SOH based on the current and voltage of the storage cell 11 continuously measured by CMU2. Alternatively, the SOC estimation device 3 may estimate the SOH based on a characteristic value such as the internal resistance of the storage cell 11. For example, the estimated value of SOH is stored in the storage unit 33.

SOC推定装置3は、図7のフローチャートに示すS1〜S16の処理により、蓄電セル11のSOCを推定する処理を行う。S1〜S9では、SOC推定装置3は、実施形態1と同様の処理を行う。S10では、SOC推定装置3の演算部31は、蓄電セル11のSOHに応じた第1閾値を用いて、S9で計算した抵抗比が第1閾値未満であるか否かを判定する。例えば、演算部31は、記憶部33に記憶しているSOHの推定値を読み出し、SOHの推定値が含まれるSOHの範囲に関連付けられた第1閾値を閾値データベースから読み出し、読み出した第1閾値と抵抗比とを比較する。演算部31は、S10の段階で蓄電セル11のSOHを推定し、SOHに応じた第1閾値を読出してもよい。S11では、演算部31は、実施形態1と同様の処理を行う。 The SOC estimation device 3 performs a process of estimating the SOC of the storage cell 11 by the processes of S1 to S16 shown in the flowchart of FIG. 7. In S1 to S9, the SOC estimation device 3 performs the same processing as in the first embodiment. In S10, the calculation unit 31 of the SOC estimation device 3 uses the first threshold value corresponding to the SOH of the storage cell 11 to determine whether or not the resistance ratio calculated in S9 is less than the first threshold value. For example, the calculation unit 31 reads the estimated value of SOH stored in the storage unit 33, reads the first threshold value associated with the range of SOH including the estimated value of SOH from the threshold database, and reads the first threshold value. And the resistivity are compared. The calculation unit 31 may estimate the SOH of the storage cell 11 at the stage of S10 and read out the first threshold value according to the SOH. In S11, the calculation unit 31 performs the same processing as in the first embodiment.

S12では、演算部31は、蓄電セル11のSOHに応じた第2閾値を用いて、S9で計算した抵抗比が第2閾値未満であるか否かを判定する。例えば、演算部31は、SOHの推定値が含まれるSOHの範囲に関連付けられた第2閾値を閾値データベースから読み出し、読み出した第1閾値と抵抗比とを比較する。S13〜S16では、演算部31は、実施形態1と同様の処理を行う。 In S12, the calculation unit 31 determines whether or not the resistance ratio calculated in S9 is less than the second threshold value by using the second threshold value according to the SOH of the storage cell 11. For example, the calculation unit 31 reads a second threshold value associated with the range of SOH including the estimated value of SOH from the threshold database, and compares the read first threshold value with the resistance ratio. In S13 to S16, the calculation unit 31 performs the same processing as in the first embodiment.

以上詳述した如く、実施形態2においても、SOC推定装置3は、第2抵抗値を第1抵抗値で除した抵抗比に応じて、蓄電セル11のSOCが第1範囲、第2範囲及び第3範囲のいずれの範囲に含まれているかを判定することにより、SOCを推定する。蓄電セル11のSOHに応じて抵抗比が変化するので、SOHに応じた第1閾値及び第2閾値を用いて判定を行うことにより、精度良く蓄電セル11のSOCを推定できる。実施形態2においても、SOCが第2範囲に含まれている状態でも蓄電セル11を使用できる。このため、従来技術に比べて、蓄電セル11を使用可能なSOCの範囲が広がり、蓄電セル11の使用効率が向上する。 As described in detail above, also in the second embodiment, the SOC estimation device 3 has the SOC of the storage cell 11 in the first range, the second range, and the second range according to the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value. The SOC is estimated by determining which range of the third range is included. Since the resistance ratio changes according to the SOH of the storage cell 11, the SOC of the storage cell 11 can be estimated accurately by performing the determination using the first threshold value and the second threshold value according to the SOH. Also in the second embodiment, the storage cell 11 can be used even when the SOC is included in the second range. Therefore, as compared with the prior art, the range of SOCs in which the power storage cell 11 can be used is widened, and the usage efficiency of the power storage cell 11 is improved.

実施形態1及び2では、SOC推定装置3は、複数の蓄電セル11の夫々について処理を実行し、夫々の蓄電セル11のSOCを推定してもよい。代替的に、CMU2は、複数の蓄電セル11のSOCが同一になるように蓄電セル11の充電及び放電を制御し、SOC推定装置3は、複数の蓄電セル11で共通のSOCを推定してもよい。代替的に、蓄電モジュール10は単一の蓄電セル11を備え、SOC推定装置3は単一の蓄電セル11のSOCを推定してもよい。SOC推定装置3は、複数の蓄電モジュール10が備える蓄電セル11のSOCを推定してもよい。 In the first and second embodiments, the SOC estimation device 3 may execute processing on each of the plurality of storage cells 11 to estimate the SOC of each storage cell 11. Alternatively, the CMU 2 controls charging and discharging of the storage cells 11 so that the SOCs of the plurality of storage cells 11 are the same, and the SOC estimation device 3 estimates a common SOC among the plurality of storage cells 11. May be good. Alternatively, the power storage module 10 may include a single power storage cell 11 and the SOC estimation device 3 may estimate the SOC of the single power storage cell 11. The SOC estimation device 3 may estimate the SOC of the storage cell 11 included in the plurality of power storage modules 10.

実施形態1及び2では、蓄電セル11が最初に放電を行うときの電流及び電圧を測定し、第1抵抗値を計算する例を示した。代替的に、SOC推定装置3は、予め定められた第1抵抗値を記憶部33に記憶しており、この第1抵抗値を用いて蓄電セル11のSOCを推定してもよい。 In the first and second embodiments, an example is shown in which the current and voltage when the storage cell 11 first discharges are measured and the first resistance value is calculated. Alternatively, the SOC estimation device 3 stores a predetermined first resistance value in the storage unit 33, and the SOC of the storage cell 11 may be estimated using this first resistance value.

<実施形態3>
図11は、実施形態3に係る蓄電モジュール10の機能構成の例を示すブロック図である。実施形態3では、蓄電モジュール10は、複数の蓄電セル11と、BMU(Battery Management Unit;電池管理装置)5とを備えている。BMU5は、蓄電セル11のSOCを推定する処理を行う。蓄電モジュール10は、蓄電装置に対応する。或は、BMU5は、SOC推定装置に対応する。蓄電モジュール10は、SOC推定方法を実行する。
<Embodiment 3>
FIG. 11 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the power storage module 10 according to the third embodiment. In the third embodiment, the power storage module 10 includes a plurality of power storage cells 11 and a BMU (Battery Management Unit) 5. The BMU 5 performs a process of estimating the SOC of the storage cell 11. The power storage module 10 corresponds to a power storage device. Alternatively, the BMU 5 corresponds to an SOC estimator. The power storage module 10 executes the SOC estimation method.

BMU5は、演算部51と、メモリ52と、記憶部53と、電流測定部54と、電圧測定部55と、通信部56とを備えている。演算部51は、例えばCPU、GPU又はマルチコアCPUを用いて構成されている。演算部51は、量子コンピュータを用いて構成されていてもよい。メモリ52は、演算部51での演算に必要な情報を記憶する。メモリ52は、例えばRAMである。記憶部53は、不揮発性であり、プログラム及びデータを記憶する。記憶部53は、OCVデータ、第1閾値及び第2閾値を記憶している。記憶部53は第1記憶部に対応する。演算部51は、記憶部53が記憶するプログラムに従って処理を実行する。例えば、記憶部53は不揮発性の半導体メモリである。電流測定部54は、複数の蓄電セル11に流れる電流を測定し、電圧測定部55は、夫々の蓄電セル11の両端の間の電圧を測定する。電流測定部54及び電圧測定部55は、測定部に対応する。通信部56は、蓄電モジュール10の外部と通信を行う。通信部56には、負荷回路4が接続されている。蓄電モジュール10は、負荷回路4に含まれる負荷へ電力を供給する。 The BMU 5 includes a calculation unit 51, a memory 52, a storage unit 53, a current measurement unit 54, a voltage measurement unit 55, and a communication unit 56. The calculation unit 51 is configured by using, for example, a CPU, GPU, or multi-core CPU. The calculation unit 51 may be configured by using a quantum computer. The memory 52 stores information necessary for the calculation in the calculation unit 51. The memory 52 is, for example, a RAM. The storage unit 53 is non-volatile and stores programs and data. The storage unit 53 stores OCV data, a first threshold value, and a second threshold value. The storage unit 53 corresponds to the first storage unit. The calculation unit 51 executes the process according to the program stored in the storage unit 53. For example, the storage unit 53 is a non-volatile semiconductor memory. The current measuring unit 54 measures the current flowing through the plurality of storage cells 11, and the voltage measuring unit 55 measures the voltage between both ends of each storage cell 11. The current measuring unit 54 and the voltage measuring unit 55 correspond to the measuring unit. The communication unit 56 communicates with the outside of the power storage module 10. A load circuit 4 is connected to the communication unit 56. The power storage module 10 supplies electric power to the load included in the load circuit 4.

BMU5は、実施形態1におけるSOC推定装置3が実行するS1〜S16の処理と同様の処理を実行する。蓄電セル11の使用前に、電圧測定部55で蓄電セル11のOCVを測定することにより、BMU5は、蓄電セル11のOCVを取得する(S1)。演算部51は、取得したOCVに基づいて、蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれるか否かを判定する(S2)。SOCが第1範囲に含まれないと判定された場合(S2:NO)、演算部51は、蓄電セル11を充電させ(S3)、処理を終了する。 The BMU 5 executes the same processing as the processing of S1 to S16 executed by the SOC estimation device 3 in the first embodiment. By measuring the OCV of the storage cell 11 with the voltage measuring unit 55 before using the storage cell 11, the BMU 5 acquires the OCV of the storage cell 11 (S1). The calculation unit 51 determines whether or not the SOC of the storage cell 11 is included in the first range based on the acquired OCV (S2). When it is determined that the SOC is not included in the first range (S2: NO), the calculation unit 51 charges the storage cell 11 (S3) and ends the process.

蓄電セル11のSOCが第1範囲に含まれると判定された場合(S2:YES)、演算部51は、蓄電セル11を放電させ、電流測定部54で蓄電セル11に流れる電流を測定し、電圧測定部55で蓄電セル11の両端の間の電圧を測定することにより、BMU5は、蓄電セル11が最初に放電を行うときの電流及び電圧を取得する(S4)。演算部51は、取得した電流及び電圧に基づいて、SOCが第1範囲に含まれるときの蓄電セル11のDCRを示す第1抵抗値を計算する(S5)。演算部51は、計算した第1抵抗値を記憶部53に記憶する。 When it is determined that the SOC of the storage cell 11 is included in the first range (S2: YES), the calculation unit 51 discharges the storage cell 11, and the current measuring unit 54 measures the current flowing through the storage cell 11. By measuring the voltage between both ends of the storage cell 11 with the voltage measuring unit 55, the BMU 5 acquires the current and the voltage when the storage cell 11 first discharges (S4). The calculation unit 51 calculates the first resistance value indicating the DCR of the storage cell 11 when the SOC is included in the first range based on the acquired current and voltage (S5). The calculation unit 51 stores the calculated first resistance value in the storage unit 53.

演算部51は、次に、蓄電セル11の使用を開始させる(S6)。演算部51は、蓄電セル11に充電又は放電を開始させる。或は、演算部51は、通信部56に制御信号を負荷回路4へ送信させ、負荷回路4に蓄電セル11からの電力を利用させるか、又は負荷回路4に電力を蓄電セル11へ供給させることにより、蓄電セル11を充電させる。蓄電セル11の放電時に、電流測定部54が蓄電セル11に流れる電流を測定し、電圧測定部55が蓄電セル11の両端の間の電圧を測定することにより、BMU5は、蓄電セル11の放電時の電流及び電圧を取得する(S7)。演算部51は、電流及び電圧の値の組を表すデータを記憶部53に記憶する。 Next, the calculation unit 51 starts using the storage cell 11 (S6). The calculation unit 51 causes the power storage cell 11 to start charging or discharging. Alternatively, the calculation unit 51 causes the communication unit 56 to transmit a control signal to the load circuit 4 and causes the load circuit 4 to use the electric power from the storage cell 11, or causes the load circuit 4 to supply the electric power to the storage cell 11. This causes the power storage cell 11 to be charged. When the storage cell 11 is discharged, the current measuring unit 54 measures the current flowing through the storage cell 11, and the voltage measuring unit 55 measures the voltage between both ends of the storage cell 11, so that the BMU 5 discharges the storage cell 11. The current and voltage of the hour are acquired (S7). The calculation unit 51 stores data representing a set of current and voltage values in the storage unit 53.

演算部51は、次に、取得した電流及び電圧に基づいて、蓄電セル11が放電を行うときのDCRを表す第2抵抗値を計算する(S8)。S8では、演算部51は、蓄電セル11が放電しているときに測定された電流及び電圧の値の複数の組に基づいて、統計的な計算により、第2抵抗値を計算する。演算部51は、次に、第2抵抗値を第1抵抗値で除した抵抗比を計算する(S9)。 Next, the calculation unit 51 calculates a second resistance value representing DCR when the storage cell 11 discharges based on the acquired current and voltage (S8). In S8, the calculation unit 51 calculates the second resistance value by statistical calculation based on a plurality of sets of current and voltage values measured when the storage cell 11 is discharged. Next, the calculation unit 51 calculates the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value (S9).

演算部51は、次に、S9で計算した抵抗比が第1閾値未満であるか否かを判定する(S10)。抵抗比が第1閾値未満である場合(S10:YES)、演算部51は、蓄電セル11のSOCは第1範囲に含まれると判定し(S11)、処理をS7へ戻す。 Next, the calculation unit 51 determines whether or not the resistance ratio calculated in S9 is less than the first threshold value (S10). When the resistance ratio is less than the first threshold value (S10: YES), the calculation unit 51 determines that the SOC of the storage cell 11 is included in the first range (S11), and returns the process to S7.

抵抗比が第1閾値以上である場合(S10:NO)、演算部51は、抵抗比が第2閾値未満であるか否かを判定する(S12)。抵抗比が第2閾値未満である場合(S12:YES)、演算部51は、蓄電セル11のSOCは第2範囲に含まれると判定する(S13)。演算部51は、蓄電セル11の使用制限を行い(S14)、処理をS7へ戻す。 When the resistance ratio is equal to or greater than the first threshold value (S10: NO), the calculation unit 51 determines whether or not the resistance ratio is less than the second threshold value (S12). When the resistance ratio is less than the second threshold value (S12: YES), the calculation unit 51 determines that the SOC of the storage cell 11 is included in the second range (S13). The calculation unit 51 limits the use of the power storage cell 11 (S14), and returns the process to S7.

抵抗比が第2閾値以上である場合(S12:NO)、演算部51は、蓄電セル11のSOCは第3範囲に含まれると判定し(S15)、蓄電セル11を充電させる(S16)。S16が終了した後、演算部51は、処理をS7へ戻し、蓄電セル11の使用が再開される。BMU5は、S11、S13及びS15で、SOCがいずれの範囲に含まれるのかを表す情報を外部へ出力する機能を有していてもよい。S1〜S16の処理は、蓄電セル11の使用が終了するときに終了する。 When the resistance ratio is equal to or greater than the second threshold value (S12: NO), the calculation unit 51 determines that the SOC of the storage cell 11 is included in the third range (S15), and charges the storage cell 11 (S16). After the end of S16, the calculation unit 51 returns the process to S7, and the use of the storage cell 11 is resumed. The BMU 5 may have a function of outputting information indicating which range the SOC is included in S11, S13, and S15 to the outside. The processing of S1 to S16 ends when the use of the storage cell 11 ends.

BMU5は、蓄電セル11のSOHに応じてSOCを推定する形態であってもよい。この形態では、記憶部53は、蓄電セル11のSOHが複数の値の夫々である状態に応じた第1閾値及び第2閾値を記録した閾値データベースを記憶している。記憶部53は第2記憶部に対応する。BMU5は、蓄電セル11のSOHを推定する処理を行う。例えば、SOHの推定値は記憶部53に記憶される。 The BMU 5 may be in a form in which the SOC is estimated according to the SOH of the storage cell 11. In this form, the storage unit 53 stores a threshold database in which the first threshold value and the second threshold value are recorded according to the state in which the SOH of the storage cell 11 is each of a plurality of values. The storage unit 53 corresponds to the second storage unit. The BMU 5 performs a process of estimating the SOH of the storage cell 11. For example, the estimated value of SOH is stored in the storage unit 53.

BMU5は、実施形態2におけるSOC推定装置3が実行するS1〜S16の処理と同様の処理を実行する。S1〜S9では、演算部51は前述と同様の処理を行う。S10では、演算部51は、蓄電セル11のSOHに応じた第1閾値を用いて、S9で計算した抵抗比が第1閾値未満であるか否かを判定する。演算部51は、S10の段階で蓄電セル11のSOHを推定し、SOHに応じた第1閾値を読出してもよい。S11では、演算部51は前述と同様の処理を行う。S12では、演算部51は、蓄電セル11のSOHに応じた第2閾値を用いて、抵抗比が第2閾値未満であるか否かを判定する。S13〜S16では、演算部51は前述と同様の処理を行う。 The BMU 5 executes the same processing as the processing of S1 to S16 executed by the SOC estimation device 3 in the second embodiment. In S1 to S9, the calculation unit 51 performs the same processing as described above. In S10, the calculation unit 51 uses the first threshold value according to the SOH of the storage cell 11 to determine whether or not the resistance ratio calculated in S9 is less than the first threshold value. The calculation unit 51 may estimate the SOH of the storage cell 11 at the stage of S10 and read out the first threshold value according to the SOH. In S11, the calculation unit 51 performs the same processing as described above. In S12, the calculation unit 51 determines whether or not the resistance ratio is less than the second threshold value by using the second threshold value according to the SOH of the storage cell 11. In S13 to S16, the calculation unit 51 performs the same processing as described above.

以上詳述した如く、実施形態3においては、蓄電モジュール10の内部において蓄電セル11のSOCが推定される。BMU5は、第2抵抗値を第1抵抗値で除した抵抗比に応じて、蓄電セル11のSOCが第1範囲、第2範囲及び第3範囲のいずれの範囲に含まれているかを判定することにより、SOCを推定する。実施形態3においても、SOCが第2範囲に含まれている状態でも蓄電セル11を使用できる。このため、従来技術に比べて、蓄電セル11を使用可能なSOCの範囲が広がり、蓄電セル11の使用効率が向上する。 As described in detail above, in the third embodiment, the SOC of the power storage cell 11 is estimated inside the power storage module 10. The BMU 5 determines whether the SOC of the storage cell 11 is included in the first range, the second range, or the third range according to the resistance ratio obtained by dividing the second resistance value by the first resistance value. By doing so, the SOC is estimated. Also in the third embodiment, the storage cell 11 can be used even when the SOC is included in the second range. Therefore, as compared with the prior art, the range of SOCs in which the power storage cell 11 can be used is widened, and the usage efficiency of the power storage cell 11 is improved.

実施形態3では、BMU5は、複数の蓄電セル11の夫々についてSOCを推定してもよく、代替的に、複数の蓄電セル11のSOCが同一になるように蓄電セル11の充電及び放電を制御し、複数の蓄電セル11で共通のSOCを推定してもよい。代替的に、蓄電モジュール10は単一の蓄電セル11を備え、BMU5は単一の蓄電セル11のSOCを推定してもよい。 In the third embodiment, the BMU 5 may estimate the SOC for each of the plurality of storage cells 11, and instead controls the charging and discharging of the storage cells 11 so that the SOCs of the plurality of storage cells 11 are the same. Then, the SOC common to the plurality of storage cells 11 may be estimated. Alternatively, the power storage module 10 may include a single power storage cell 11 and the BMU 5 may estimate the SOC of the single power storage cell 11.

実施形態3では、蓄電セル11が最初に放電を行うときの電流及び電圧を測定し、第1抵抗値を計算する例を示した。代替的に、BMU5は、予め定められた第1抵抗値を記憶部53に記憶しており、この第1抵抗値を用いて蓄電セル11のSOCを推定してもよい。 In the third embodiment, an example is shown in which the current and voltage when the storage cell 11 first discharges are measured and the first resistance value is calculated. Alternatively, the BMU 5 stores a predetermined first resistance value in the storage unit 53, and the SOC of the storage cell 11 may be estimated using this first resistance value.

実施形態1〜3においては、SOCが50%〜80%の範囲を第1範囲とし、SOCが20%〜50%の範囲を第2範囲とし、SOCが0%〜20%の範囲を第3範囲とした例を示した。第1範囲、第2範囲及び第3範囲は、蓄電セル11の特性に応じたその他の範囲であってもよい。また、実施形態1〜3で用いられた第1閾値及び第2閾値は一例であり、第1閾値及び第2閾値として、蓄電セル11の特性に応じたその他の値が用いられてもよい。 In the first to third embodiments, the SOC is in the range of 50% to 80% as the first range, the SOC is in the range of 20% to 50% as the second range, and the SOC is in the range of 0% to 20% as the third range. An example of the range is shown. The first range, the second range, and the third range may be other ranges according to the characteristics of the storage cell 11. Further, the first threshold value and the second threshold value used in the first to third embodiments are examples, and other values according to the characteristics of the storage cell 11 may be used as the first threshold value and the second threshold value.

本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, an embodiment obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims is also included in the technical scope of the present invention.

10 蓄電モジュール
11 蓄電セル
2 CMU
3 SOC推定装置
4 負荷回路
5 BMU
10 Power storage module 11 Power storage cell 2 CMU
3 SOC estimator 4 Load circuit 5 BMU

Claims (8)

蓄電素子のSOC(State of Charge )を推定するSOC推定装置であって、
前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値を記憶する第1記憶部と、
前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を取得する第1取得部と、
取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算する第2抵抗値計算部と、
計算した前記第2抵抗値を前記第1抵抗値で除した抵抗比を計算する抵抗比計算部と、
計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する第1判定部と
を備えるSOC推定装置。
An SOC estimation device that estimates the SOC (State of Charge) of a power storage element.
A first storage unit that stores a first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in a predetermined first range.
A first acquisition unit that acquires the current and voltage when the power storage element discharges, and
Based on the acquired current and voltage, a second resistance value calculation unit that calculates a second resistance value representing the resistance when the power storage element discharges, and a second resistance value calculation unit.
A resistance ratio calculation unit that calculates the resistance ratio obtained by dividing the calculated second resistance value by the first resistance value, and
The first determination for determining whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range in which the SOC lower than the first range is included according to the calculated resistance ratio. SOC estimation device including a unit.
前記蓄電素子が充電又は放電を行う前に、前記蓄電素子のOCV(Open Circuit Voltage)を取得するOCV取得部と、
取得したOCVに基づいて、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれているか否かを判定する第2判定部と、
前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれている場合に、前記蓄電素子が最初に放電を行うときの電流及び電圧を取得する第2取得部と、
前記第2取得部が取得した電流及び電圧に基づいて、前記第1抵抗値を計算する第1抵抗値計算部と
を更に備える請求項1に記載のSOC推定装置。
An OCV acquisition unit that acquires the OCV (Open Circuit Voltage) of the power storage element before the power storage element charges or discharges.
Based on the acquired OCV, a second determination unit that determines whether or not the SOC of the power storage element is included in the first range, and a second determination unit.
When the SOC of the power storage element is included in the first range, a second acquisition unit that acquires the current and voltage when the power storage element first discharges, and
The SOC estimation device according to claim 1, further comprising a first resistance value calculation unit that calculates the first resistance value based on the current and voltage acquired by the second acquisition unit.
前記第1判定部は、前記抵抗比が所定の第1閾値未満である場合に、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれていると判定し、前記抵抗比が、前記第1閾値以上であり、前記第1閾値を超過する所定の第2閾値未満である場合に、前記蓄電素子のSOCが前記第2範囲に含まれていると判定し、前記抵抗比が前記第2閾値以上である場合に、前記蓄電素子のSOCが前記第2範囲よりも低い第3範囲に含まれていると判定する
請求項1又は2に記載のSOC推定装置。
When the resistance ratio is less than a predetermined first threshold value, the first determination unit determines that the SOC of the power storage element is included in the first range, and the resistance ratio is the first threshold value. When the above is the above and the value is less than the predetermined second threshold value exceeding the first threshold value, it is determined that the SOC of the power storage element is included in the second range, and the resistance ratio is equal to or higher than the second threshold value. The SOC estimation device according to claim 1 or 2, wherein the SOC of the power storage element is determined to be included in a third range lower than the second range.
前記第1閾値は、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲の下限であるときの前記蓄電素子の抵抗を、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲に含まれるときの抵抗で除した値を超過する値であり、
前記第2閾値は、前記蓄電素子のSOCが前記第3範囲の上限であるときの前記蓄電素子の抵抗を、前記蓄電素子のSOCが前記第1範囲の下限であるときの前記蓄電素子の抵抗で除した値以上の値である
請求項3に記載のSOC推定装置。
The first threshold value is a value obtained by dividing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is the lower limit of the first range by the resistance when the SOC of the power storage element is included in the first range. It is a value that exceeds
The second threshold is the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is the upper limit of the third range, and the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is the lower limit of the first range. The SOC estimation device according to claim 3, wherein the value is equal to or greater than the value divided by.
SOH(State of Health )に応じて異なる前記第1閾値及び前記第2閾値を、複数のSOHの夫々について記憶する第2記憶部を更に備え、
前記第1判定部は、前記蓄電素子のSOHについて前記第1記憶部が記憶する前記第1閾値及び前記第2閾値を用いて、いずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する
請求項3又は4に記載のSOC推定装置。
A second storage unit for storing the first threshold value and the second threshold value, which differ according to the SOH (State of Health), for each of the plurality of SOHs is further provided.
The first determination unit uses the first threshold value and the second threshold value stored by the first storage unit for the SOH of the power storage element to determine in which range the SOC of the power storage element is included. The SOC estimation device according to claim 3 or 4.
前記第2抵抗値計算部は、前記蓄電素子が放電を行っている複数の時点における電流及び電圧から前記第2抵抗値を計算する
請求項1乃至5のいずれか一つに記載のSOC推定装置。
The SOC estimation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second resistance value calculation unit calculates the second resistance value from currents and voltages at a plurality of time points when the power storage element is discharging. ..
蓄電素子を備える蓄電装置であって、
前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値を記憶する第1記憶部と、
前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を測定する測定部と、
取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算する第2抵抗値計算部と、
計算した前記第2抵抗値を前記第1抵抗値で除した抵抗比を計算する抵抗比計算部と、
計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する第1判定部と
を備える蓄電装置。
A power storage device equipped with a power storage element
A first storage unit that stores a first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in a predetermined first range.
A measuring unit that measures the current and voltage when the power storage element discharges,
Based on the acquired current and voltage, a second resistance value calculation unit that calculates a second resistance value representing the resistance when the power storage element discharges, and a second resistance value calculation unit.
A resistance ratio calculation unit that calculates the resistance ratio obtained by dividing the calculated second resistance value by the first resistance value, and
The first determination for determining whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range in which the SOC lower than the first range is included according to the calculated resistance ratio. A power storage device equipped with a unit.
蓄電素子のSOCを推定する方法であって、
前記蓄電素子が放電を行うときの電流及び電圧を測定し、
取得した電流及び電圧に基づいて、前記蓄電素子が放電を行うときの抵抗を表す第2抵抗値を計算し、
計算した前記第2抵抗値を、前記蓄電素子のSOCが所定の第1範囲に含まれるときの前記蓄電素子の抵抗を表す第1抵抗値で除した抵抗比を計算し、
計算した前記抵抗比に応じて、前記第1範囲、又は前記第1範囲よりも低いSOCが含まれる第2範囲のいずれの範囲に前記蓄電素子のSOCが含まれているかを判定する
SOC推定方法。
It is a method of estimating the SOC of a power storage element.
Measure the current and voltage when the power storage element discharges,
Based on the acquired current and voltage, a second resistance value representing the resistance when the power storage element discharges is calculated.
The resistance ratio obtained by dividing the calculated second resistance value by the first resistance value representing the resistance of the power storage element when the SOC of the power storage element is included in the predetermined first range is calculated.
SOC estimation method for determining whether the SOC of the power storage element is included in the first range or the second range in which the SOC lower than the first range is included according to the calculated resistance ratio. ..
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