JP5911407B2

JP5911407B2 - バッテリの健全度算出装置および健全度算出方法

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Publication number: JP5911407B2
Application number: JP2012204539A
Authority: JP
Inventors: 望寺西
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: JP2014059227A

Description

本発明は、バッテリの健全度算出装置および健全度算出方法に関する。

たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車にあっては、車両駆動用の電気モータやその他の電気装置へ電力を供給するバッテリを搭載しているが、そのバッテリの状態を知るパラメータの一つとしてバッテリの健全度(SOH：State of Health)を知る必要がある。なお、SOHに関係して劣化度（SOD: State of Degradation）がSOD＝1-SOHで定義されている。
このような健全度あるいは劣化度を算出する従来技術としては、以下のようなものが知られている。

特許文献１に記載のものは、バッテリの開放電圧検出部と、バッテリの放電電流を積算する放電電流積算部と、放電電流積算開始時および終了時の各開放電圧とバッテリの開放電圧および充電状態の相関関係から上記放電期間での充電状態の変化を算出する充電状態演算部と、充電状態の変化および放電電流積算値から劣化時バッテリ容量を算出するバッテリ容量演算部と、劣化時バッテリ容量と予め記憶されたバッテリの初期バッテリ容量劣化を算出する劣化演算部、とを備えている。

また、特許文献２に記載のものは、バッテリを起電力、電解液抵抗、正負極を合わせた電極抵抗、電極のキャパシタンスよりなる等価回路で表し、充電中、所定の周期で充電電流をこれより低い所定電流値に変化させてバッテリ電圧を測定することで、近似式を用いて電解液抵抗および電極抵抗を求める。これらの値を用いてバッテリの寿命診断を行う。

さらに、引用文献３に記載のものは、バッテリの充放電電流と開放電圧から端子電圧への伝達特性をモデル化し、さらに開放電圧を電流積分値に可変パラメータを乗じた値としてモデル化するとともに、モデル化した伝達関数の各係数と可変パラメータを逐次同定するパラメータ同定器と、充電率あるいは開放電圧を状態量として逐次推定する状態推定器と、から構成される。充電率推定値あるいは開放電圧推定値における充電率に対する開放電圧の傾きとパラメータ推定値との比から総容量を推定する。

特開２００２−２４３８１３号公報特開２０００−１３３３２２号公報特開２０１０−２１７０７９号公報

しかしながら、上記従来のバッテリの健全度算出装置には、それぞれ以下に説明するような問題がある。
すなわち、特許文献１に記載の従来技術にあっては、SOHを精度よく算出するためにはSOCの変化量を大きくする必要がある。
しかしながら、バッテリを使用開始して短時間での使用時間では、SOCの変化量が小さく、その結果、SOHを精度よく算出することはできない。

また、特許文献２に記載の従来技術にあっては、バッテリの内部抵抗等価回路のパラメータとバッテリのSOHとの関係を利用するが、この関係データがSOHの算出精度を決定するため、この関係データは予め実験で決定しておかねばならない。
しかしながら、上記関係を精度よく測定していたとしても、実際のバッテリ使用時では、上記等価回路のパラメータを逐次推定で精度よく算出することは困難な場合があり、その場合にはパラメータの逐次推定だけでは健全度推定値が大きくずれてしまう。

さらに、特許文献３に記載の従来技術にあっては、充電率推定値あるいは開放電圧推定値における充電率に対する開放電圧の傾きとパラメータ推定値との比を用いて逐次推定を行っているため、温度やSOCの算出条件が変化すると、その推定精度が低下してしまう。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、バッテリ使用開始時からの時間の長短にかかわらず、バッテリの健全度を精度良く算出することができるようにしたバッテリの健全度算出装置および健全度算出方法を提供することにある。

この目的のため、請求項１に記載の本発明によるバッテリの健全度算出装置は、
バッテリの端子間電圧を検出する電圧センサと、
バッテリの充放電電流を検出する電流センサと、
電流センサで検出した充放電電流に基づいて充放電電流積算値を算出する充放電電流積算部と、
電流センサで検出した充放電電流および電圧センサで検出した端子電圧に基づいて得た開放電圧から算出した開放電圧法充電率の変化量と充放電電流積算部で得た電流積算値から算出した電流積算法充電率の変化量とからバッテリの第１健全度を算出する第１健全度推定部と、
電流センサで検出した充放電電流および電圧センサで検出した端子電圧に基づいてバッテリの等価回路モデルのパラメータを逐次推定し、このパラメータのいずれかに基づいて第２健全度を推定する第２健全度推定部と、
第１健全度算出部で算出した開放電圧法充電率変化量の大きさに応じた重みで、第１健全度算出部で算出した第１健全度と第２健全度算出部で算出した第２健全度とをそれぞれ重みづけして加重平均して得た値を現在の健全度とする健全度算出部と、
を備え、
重みを、開放電圧法充電率変化量が大きいほど第２健全度に対する第１健全度の割合が大きくなるように設定した、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明のバッテリの健全度算出装置は、
請求項１に記載のバッテリの健全度算出装置において、
第２健全度が、等価回路モデルのパラメータである電解液の抵抗、電極反応抵抗、電極反応コンデンサ容量、開放電圧を表すコンデンサ容量のうちのいずれかに基づいて得た健全度である、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明のバッテリの健全度算出方法は、
電流センサで検出した充放電電流に基づいて充放電電流積算値を算出し、
電流センサで検出した充放電電流および電圧センサで検出した端子電圧に基づいて得た開放電圧から算出した開放電圧法充電率の変化量と充放電電流の電流積算値から算出した電流積算法充電率の変化量とからバッテリの第１健全度を算出し、
充放電電流および端子電圧に基づいてバッテリの等価回路モデルのパラメータを逐次推定し、このパラメータのいずれかに基づいて第２健全度を推定し、
開放電圧法充電率変化量の大きさに応じた重みで、第１健全度と第２健全度とをそれぞれ重みづけして加重平均して得た値を現在の健全度として、
重みを、開放電圧法充電率変化量が大きいほど第２健全度に対する第１健全度の割合が大きくなるように設定した、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明のバッテリの健全度算出方法は、
請求項３に記載のバッテリの健全度算出方法において、
第２健全度が、等価回路モデルのパラメータである電解液の抵抗、電極反応抵抗、電極反応コンデンサ容量、開放電圧を表すコンデンサ容量のうちのいずれかに基づいて得た健全度である、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の本発明のバッテリの健全度算出装置にあっては、バッテリ使用開始時からの時間の長短にかかわらず、バッテリの健全度を精度良く算出することができる。

請求項２に記載の本発明のバッテリの健全度算出装置にあっては、パラメータおよび第２健全度を容易に推定することができる。

請求項３に記載の本発明のバッテリの健全度算出方法にあっては、バッテリ使用開始時からの時間の長短にかかわらず、バッテリの健全度を精度良く算出することができる。

請求項４に記載の本発明のバッテリの健全度算出方法にあっては、パラメータおよび第２健全度を容易に推定することができる。

本発明の実施例１に係るバッテリの健全度算出装置を電気自動車に適用した場合の機能ブロック図である。実施例１のバッテリの健全度算出装置で用いるコントローラの機能ブロック図である。図２のコントローラで用いるバッテリの等価回路モデルを示す図である。バッテリの内部抵抗（電解液の抵抗）と健全度の関係を示す図である。バッテリの内部抵抗（電極反応抵抗）と健全度との関係を示す図である。バッテリのコンデンサ容量と健全度の関係を示す図である。充電量変化量と加重平均の割合の関係を示す図である。異なる電極の開放電圧と充電率との関係を説明する図である。車両走行開始時と走行終了時とにおける充電率誤差の関係を説明する図である。異なるケースでの、充電率変化量と健全度誤差との関係を説明する図である。コントローラで実行される健全度算出処理のフローチャートを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

まず、実施例１のバッテリの健全度算出装置の全体構成を説明する。
この実施例１のバッテリの健全度算出装置は、電気自動車に搭載されており、図１に示すように、バッテリ1を流れる充放電電流iを検出する電流センサ2と、バッテリ1を構成する各セル1a〜1nの端子間電圧vをそれぞれ検出する電圧センサ3と、バッテリ１の各セル1a〜1nの温度Tをそれぞれ検出する温度センサ4と、マイクロ・コンピュータ等で構成されたコントローラ5と、を備えている。

なお、バッテリ1には、外部の充電設備に接続してバッテリ1に充電するための充電器6や、車両を駆動するための電気モータなどの負荷7が接続されている。負荷7とバッテリ1間は、図示しないスイッチで接続、遮断が可能である。
また、バッテリ1は、このセル1a〜1nを多数直列配置して構成したリチャージャブル・バッテリ（二次バッテリ）であり、たとえばリチウム・イオン・バッテリを用いるが、これに限られることはなく、ニッケル・水素バッテリ等、他の種類のバッテリを用いてもよいことは言うまでもない。

上記コントローラ5の構成を図２に示す。
コントローラ5は、内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51と、第２健全度推定部52と、開放電圧−充電率変換部53と、開放電圧法充電率変化量算出部54と、電流積算部55と、電流積算法充電率変化量算出部56と、第１健全度推定部57と、健全度平均処理部58と、を備えている。
以下、これらの各要素について、以下に説明する。

内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51には、電流センサ2から充放電電流iを、また電圧センサ3から端子電圧vを、また温度センサ4から温度Tが入力される。
内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51は、図３に示すバッテリ1の等価回路モデルを有している。この等価回路モデルは、バッテリ1の開放電圧OCVを表すコンデンサとバッテリ1の電解液抵抗R0を表す抵抗とが直列接続されるとともに、この抵抗に、バッテリ1の電極反応抵抗R1、コンデンサ容量C1をそれぞれ表す抵抗とコンデンサからなる並列回路が直列接続されている。
内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51は、図示しないカルマン・フィルタを用いて、上記入力される電流i、電圧v、温度Tに基づいて、上記等価回路モデルのパラメータである上記内部抵抗R0、R1、コンデンサ容量C1、および開放電圧OCVを逐次推定する。
なお、図３に示す上記バッテリ1の等価回路モデルは、開放電圧OCVに代えて、開放電圧を表すコンデンサ容量C_OCVを用いるようにしてもよい。

内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51は、算出したパラメータである内部抵抗RO、R1、コンデンサ容量C1、コンデンサ容量C_OCVのうちの予め設定してあるいずれか１つを第２健全度推定部52へ出力するとともに、算出した開放電圧OCVを開放電圧−充電率変換部53へ出力する。

第２健全度推定部52は、内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51から入力されるパラメータに相当するパラメータと健全度との関係を予め実験で測定して得、このデータを記憶している。
すなわち、入力されるパラメータが電解液の抵抗R0であれば、抵抗R0と健全度SOH-Rとの関係（この例を図４に示す）を示すデータを、あるいは入力されるパラメータが電極反応抵抗R1であれば、抵抗R1と健全度SOH-Rとの関係（この例を図５に示す）を示すデータを、あるいは入力されるパラメータがバッテリ1の電極反応抵抗を表すコンデンサ容量C1であれば、コンデンサ容量C1と健全度SOH-Cとの関係（この例を図６に示す）を示すデータを、予め得て記憶している。
なお、図４〜図６の関係図は、充電率50％、温度25℃の時のデータであり、第２健全度推定部52は、充電率、温度が上記以外の場合に測定されたデータも記憶している。

図４〜図６から分かるように、バッテリ1の劣化が進む（健全度が低下する）と、内部抵抗R0、R1は増加し、コンデンサ容量C1は減少するようになる。なお、コンデンサ容量C_OCVの場合にも、図６の場合と同様の関係となり、劣化が進むにつれて減少するようになる。
第２健全度推定部52では、入力されたパラメータR0、R1、C1、C_OCVから予め選定されたいずれかに応じて、そのパラメータと健全度SOH-R、SOH-C、SOH-C_OCVのうちの上記選定したパラメータに対応する健全度と関係を参照し、そのときの第２健全度（SOH-R、SOH-C、SOH-C_OCVのいずれか）を算出して、健全度平均処理部58へ出力する。

一方、開放電圧−充電率変換部53は、内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51から入力された開放電圧OCVに相当する開放電圧法充電率SOC-Vを、予め実験で測定して記憶した開放電圧と充電率との関係から決定して、開放電圧法充電率変化量算出部54へ出力する。

開放電圧法充電率変化量算出部54は、開放電圧−充電率変換部53から入力された充放電開始時に算出記憶した開放電圧法充電率SOC-Vと現時点で算出した充開放電圧法電率SOC-Vとの差、すなわち開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vを算出して、第１健全度推定部57および健全度平均処理部58へ出力する。

電流積算部55は、電流センサ2から入力された充放電電流iを、充放電開始時から現在まで積算して電流積算値を算出し、電流積算法充電率変化量算出部56へ出力する。

電流積算法充電率変化量算出部56は、電流積算部55から充放電開始時から現在までに得た電流積算値をバッテリ1のフル容量で除算して電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出して、第１健全度推定部57へ出力する。

第１健全度推定部57は、電流積算法充電率変化量算出部56から入力された電流積算法充電率変化量ΔSOC-iを、開放電圧法充電率変化量算出部54から入力された開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vで除算して第１健全度SOH-Vを算出し、健全度平均処理部58へ出力する。

健全度平均処理部58には、第２健全度推定部52で得られた第２健全度（SOH-R、SOH-C、SOH-C_OCVのいずれか）と、開放電圧法充電率変化量算出部54で得られた開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vと、第１健全度推定部57から入力された第１健全度SOH-Vと、が入力される。
健全度平均処理部58は、開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vの大きさに応じた重みで、第１健全度SOH-Vと第２健全度（SOH-R、SOH-C、SOH-C_OCVのいずれか）とをそれぞれ重み付けして加重平均処理を行い、バッテリ1の現在の健全度SOHを得る。

上記加重平均処理について以下に説明する。
走行直後は、開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vが小さいため、これから算出した第１健全度SOH-Vの精度も低いので、第１健全度SOH-Vの重みを小さくする。しばらく走行して開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vが十分高くなったら、第１健全度SOH-Vの精度が高くなって来るのでこちらの重みを増やして行く。

加重平均処理の重み付けの例を、図７に示す。
同図に示すように、開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vの大きさが0から上限値ΔSOC-maxまでの範囲では、開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vが大きくなるにつれて第１健全度SOH-Vの重みを大きして第２健全度（SOH-R、SOH-C、SOH-C_OCVのいずれかでこの例ではSOH-R）の重みを減らして行く。
開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vの大きさが上限値ΔSOC-maxより大きくなると、第１健全度SOH-Vの重みを100％とし、第２健全度（この例ではSOH-R）の重みを０にする。

したがって、上記を数式で表すと以下のようになる。
（１）０?ΔSOC?ΔSOC-maxの場合： SOH＝SOH-R×（100−ΔSOC×100÷ΔSOC-max）×0.01＋SOH-V×ΔSOC×（100÷ΔSOC-max）×0.01
（２）ΔSOC-max?ΔSOCの場合： SOH=SOH-V

上限値ΔSOC-maxは、バッテリ1の電極材料によって異なっている。すなわち、これは、電極材料が異なるとそのバッテリ1の開放電圧OCVと充電率SOCとの関係が異なってくることによる。
したがって、開放電圧を用いた充電率の推定では、開放電圧OCVと充電率SOCとの関係を用いるため、傾き（OCV／SOC）が大きいほど推定精度が向上することなる。一方、健全度SOHの算出には充電率SOCを用いるため、SOCの推定精度が高くなるほど、SOHの推定精度も高くなる。
以上から、上限値ΔSOC-maxの決定にあっては、開放電圧OCVと充電率SOCとの関係においてその傾きが大きい領域で行うことが必要となる。

図８は、バッテリ1のセルがそれぞれ異なる特性のセルA、Bである場合の開放電圧OCVと充電率SOCとの関係の例を示す。
セルAは、OCVとSOCとの関係の傾きが、SOCが60％近辺の値以下で大きくなるため、上限値ΔSOC-maxは、40％以上付近の値に設定すれば十分であるが、開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vが大きい方がOCVから算出する第１健全度SOH-Vの精度が高くなるため、上限値ΔSOC-maxは、70％近辺の値以上に設定する必要がある。したがって、ここではセルAの上限値ΔSOC-maxは、70％に設定する。
一方、セルBでは、OCVとSOCの関係の傾きが、SOCが20％近辺以下で大きくなるため、その上限値ΔSOC-maxは、80％以上に設定する。

ここで、車両走行開始時と走行終了時間の充電率誤差について説明する。
第１健全度SOH-Vの算出にあたってはOCVから推定したSOC-Vを用いるため、上限値ΔSOC-maxは、OCVから推定する充電率誤差ERSOCに基づいて決定する必要がある。ここで、OCVから推定するERSOCがたとえば＋／−3％あった場合を図９に示す。同図中、左上は充放電電流の時間的推移を、また左下に充電率SOCの時間的推移（図９は充放電電流と時間を合わせて表示してある）をそれぞれ表している。時間の推移は、最初、充電器充電6を用いて外部電源設備から充電を行い、その後車両走行をした後、ある時間で車両を停止した場合の例である。
また、同図中の右半部に、ERSOCが+/-3％あった場合について、車両走行開始時の充電率の真値とこれに対する充電率の最大値および最小値、また両走行終了時の充電率の真値とこれに対する充電率の最大値および最小値をそれぞれ示してある。

健全度SOHの算出方法は下式のようになり、このときΔSOCにはΔSOC-iを用いる。なお、下記の例では計算を行うΔSOCを70％とし、SOHの真の値SOH-trueを0.8とする。また、下記式において開放電圧法充電率変化量の真値をΔSOC-Vtrue、開放電圧法充電率誤差をERSOC-Vでそれぞれ表す。
SOH=ΔSOC-i・（ΔSOC-Vtrue＋ERSOC-V）

図１３に、推定誤差が異なる場合、および二乗和平方根を用いた健全度誤差の場合の充電率変化ΔSOCと健全度誤差ERSOHの関係の例を示す。
ケース１は、開始時SOCが充電率の真値＋3％の誤差があり、終了時SOCの真値−3％の誤差があって、ΔSOCが70％の場合である。
この場合の第１健全度SOH-V（ケース１）は、
SOH-V（ケース１）＝70／｛70÷0.8＋（3＋3）｝
また、健全度誤差ERSOHは、
ERSOH=0.8−SOH（ケース１）?0.051
となる。

一方、ケース２は、開始時SOCが充電率の真値−3％の誤差があり、終了時SOCの真値＋3％の誤差があって、ΔSOCが70％の場合である。
この場合の第１健全度SOH-V（ケース２）は、
SOH-V（ケース２）＝70／｛70÷0.8−（3＋3）｝
また、健全度誤差ERSOHは、
ERSOH=0.8−SOH（ケース２）?0.058
となる。

また、二乗和平方根で算出した値を健全度誤差ERSOH(二乗和平方根)とすると、
SOH-V(二乗和平方根)＝70／［70÷0.8−｛3×3＋（-3×-3）｝^0.5］
ERSOH(二乗和平方根)＝0.8−SOH(二乗和平方根) ?0.041
となる。

上記のように、開放電圧OCVから推定する充電率誤差ERSOCが+/-3％で充電率変化量の上限値ΔSOC-maxを70％とすることで、ΔSOC-maxが70％以上であれば、第１健全度SOH-Vの誤差が0.05程度の値になる。
したがって、図７における第１健全度SOH-Vの値の平均加重を、ΔSOC-maxより大きい領域では、100％とすることで、算出した健全度SOHの誤差が5％程度に低く抑えることが可能となる。

次に、上記コントローラ5で実行される健全度算出処理について、図１１に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。

ステップS1にあるように、車両の電源がONにされ走行開始されると、コントローラ5で図１１に示すフローチャートが実行され、
次いで、ステップS2へ進む。

ステップS2では、電流センサ2から充放電電流iであるセンサ電流が読み込まれ、また電圧センサ3から端子電圧vであるセンサ電圧が、また温度センサ4から温度Tであるセンサ温度がそれぞれコントローラ5に読み込まれる。
次いで、ステップS3へ進む。

ステップS3では、内部パラメータ推定部／開放電圧推定部51が、ステップS2で読み込んだセンサ電流、センサ電圧、センサ温度に基づいて、バッテリ1のパラメータを逐次算出するとともに開放電圧OCVを逐次算出し、開放電圧―充電率変換部54で開放電圧OCVに基づいて開放電圧法充電率SOC-Vを算出する。
次いで、ステップS4へ進む。

ステップS4では、電流積算部55が、ステップS2で電流センサ2から得た充放電電流iを充放電開始時から現在まで積算して、電流積算値を算出する。
次いで、ステップS5へ進む。

ステップS5では、電流積算法充電率変化量算出部56が、ステップS4で得た電流積算値をバッテリ1のフル容量で除算して、電流積算法充電率変化量ΔSOC-iを算出する。
また、開放電圧法充電率変化量算出部54がステップS3で得た充放電開始時の開放電圧法充電率と現在の開放電圧法充電率との差から開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vを算出する。
また、第１健全度推定部57が、このステップS5で得た電流積算法充電率変化量ΔSOC-iを開放電圧法充電率変化量ΔSOVC-Vで除算して、第１健全度SOH-Vを算出する。
次いで、ステップS6へ進む。

ステップS6では、第２健全度推定部52がステップS3で得たパラメータ（たとえば内部抵抗の一方）基づいて第２健全度（ここではSOH-R）を算出する。
次いで、ステップS７へ進む。

ステップS7では、健全度平均処理部58が、ステップS5で得られた開放電圧法充電率変化量の大きさに応じた重みで、ステップS5で得られた第１健全度SOH-VとステップS6で得た第２健全度（ここではSOH-R）とにそれぞれ重みづけをして加重平均処理を行うことで健全度SOHを得る。
次いで、ステップS8へ進む。

ステップS8では、コントローラ5が図示しない車速メータからの車速信号、あるいは図示しないセレクト・レバーの操作位置信号、および充電器6からの充電器接続信号に基づいて車両停止後の充電であるか否かを判断する。
その判断結果がYESであれば健全度算出の処理を終え、NOであればステップZS2へ戻る。

以上の説明から分かるように、実施例１のバッテリの健全度算出装置および健全度算出方法は、以下の効果を得ることができる。
実施例１のバッテリの健全度算出装置および健全度算出方法では、開放電圧OCVに基づいて算出した開放電圧法充電率SOC-Vの変化量ΔSOC-Vと、充放電電流積算値に基づいて算出した電流積算法充電率SOC-iの変化量ΔSOC-iと、の比から第１健全度SOH-Vを求める一方、充放電電流i、端子電圧v、温度Tに基づいてバッテリ1の等価回路モデルのパラメータをカルマン・フィルタで推定し、このパラメータの一つと健全度との関係から第２健全度(SOH-R、SOH-C、SOH-C_OCVのいずれか)を求める。開放電圧法充電率変化量ΔSOC-Vの大きさに応じた重みで、第１健全度SOH-Vと第２健全度(SOH-R、SOH-C、SOH-C_OCVのいずれか)とを重みづけして加重平均することで、今回の新しい健全度SOHを得るようにした。
したがって、実施例１のバッテリの健全度算出装置および健全度算出方法は、充放電開始時から短時間であれ長時間であれ、また測定条件が変化しても健全度の推定精度が大きくずれるのを防ぐことができ、健全度の測定精度を向上することができる。

上記健全度を決めるパラメータを、バッテリ1の等価回路モデルの電解液の抵抗R0、電極反応抵抗R1、電極反応のコンデンサ容量C1、開放電圧OCVを表すコンデンサ容量C_OCVのうちのいずれか一つのパラメータとしたので、パラメータおよび第２健全度を容易に推定することができる。

以上、本発明を上記各実施例に基づき説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。

たとえば、本発明のバッテリの健全度算出装置は、実施例１では電気自動車に適用したが、ハイブリッド自動車等の車両、その他、二次バッテリを利用する装置に適用するようにしてもよい。

1 バッテリ
2 電流センサ
3 電圧センサ
4 温度センサ
5 コントローラ
6 充電器
7 負荷
51 内部パラメータ推定部／開放電圧推定部
52 第２健全度推定部
53 開放電圧−充電率算出部
54 開放電圧法充電率変化量算出部
55 電流積算部
56 電流積算法充電率変化量算出部
57 第１健全度算出部
58 健全度平均処理部

Claims

バッテリの端子間電圧を検出する電圧センサと、
前記バッテリの充放電電流を検出する電流センサと、
該電流センサで検出した前記充放電電流に基づいて充放電電流積算値を算出する充放電電流積算部と、
前記電流センサで検出した充放電電流および前記電圧センサで検出した端子電圧に基づいて得た開放電圧から算出した開放電圧法充電率の変化量と前記充放電電流積算部で得た電流積算値から算出した電流積算法充電率の変化量とから前記バッテリの第１健全度を算出する第１健全度推定部と、
前記電流センサで検出した充放電電流および前記電圧センサで検出した端子電圧に基づいて前記バッテリの等価回路モデルのパラメータを逐次推定し、該パラメータのいずれかに基づいて第２健全度を推定する第２健全度推定部と、
前記第１健全度算出部で算出した前記開放電圧法充電率変化量の大きさに応じた重みで、前記第１健全度算出部で算出した前記第１健全度と前記第２健全度算出部で算出した前記第２健全度とをそれぞれ重みづけして加重平均して得た値を現在の健全度とする健全度算出部と、
を備え、
前記重みは、前記開放電圧法充電率変化量が大きいほど前記第２健全度に対する前記第１健全度の割合が大きくなるように設定した、
ことを特徴とするバッテリの健全度算出装置。
請求項１に記載のバッテリの健全度算出装置において、
前記第２健全度は、前記等価回路モデルのパラメータである電解液の抵抗、電極反応抵抗、電極反応コンデンサ容量、開放電圧を表すコンデンサ容量のうちのいずれかに基づいて得た健全度であることを特徴とするバッテリの健全度算出装置。
電流センサで検出した充放電電流に基づいて充放電電流積算値を算出し、
前記電流センサで検出した充放電電流および電圧センサで検出した端子電圧に基づいて得た開放電圧から算出した開放電圧法充電率の変化量と前記充放電電流の電流積算値から算出した電流積算法充電率の変化量とからバッテリの第１健全度を算出し、
前記充放電電流および前記端子電圧に基づいて前記バッテリの等価回路モデルのパラメータを逐次推定し、該パラメータのいずれかに基づいて第２健全度を推定し、
前記開放電圧法充電率変化量の大きさに応じた重みで、前記第１健全度と前記第２健全度とをそれぞれ重みづけして加重平均して得た値を現在の健全度として、
前記重みは、前記開放電圧法充電率変化量が大きいほど前記第２健全度に対する前記第１健全度の割合が大きくなるように設定した、
ことを特徴とするバッテリの健全度算出方法。
請求項３に記載のバッテリの健全度算出方法において、
前記第２健全度は、前記等価回路モデルのパラメータである電解液の抵抗、電極反応抵抗、電極反応コンデンサ容量、開放電圧を表すコンデンサ容量のうちのいずれかに基づいて得た健全度である、
ことを特徴とするバッテリの健全度算出方法。