JP7388964B2 - Secondary battery equipment and secondary battery system - Google Patents
Secondary battery equipment and secondary battery system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7388964B2 JP7388964B2 JP2020055944A JP2020055944A JP7388964B2 JP 7388964 B2 JP7388964 B2 JP 7388964B2 JP 2020055944 A JP2020055944 A JP 2020055944A JP 2020055944 A JP2020055944 A JP 2020055944A JP 7388964 B2 JP7388964 B2 JP 7388964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- battery
- information
- state
- calculation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本開示は、二次電池装置および二次電池システムに関する。 The present disclosure relates to a secondary battery device and a secondary battery system.
従来から、小規模で安価であって、システム運転状態の中でも電池の劣化算出を容易に実施することができる電池劣化算出装置に関する発明が知られている(下記特許文献1を参照)。特許文献1に記載された電池劣化算出装置は、二次電池装置と通信可能に接続する(同文献、要約、請求項1、第0007段落等を参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, inventions related to battery deterioration calculation devices that are small-scale, inexpensive, and capable of easily calculating battery deterioration even during system operation have been known (see Patent Document 1 below). The battery deterioration calculation device described in Patent Document 1 is communicably connected to a secondary battery device (see the document, abstract, claim 1, paragraph 0007, etc.).
二次電池装置は、不揮発性メモリを有する制御部を含む。不揮発性メモリは、所定時間単位で二次電池の電池容量の平均を示す平均電池容量データ、二次電池の電池温度の平均を示す平均温度データ、および、二次電池の充電または放電のサイクル数のデータを電池使用履歴データとして蓄積する。 The secondary battery device includes a control section having a nonvolatile memory. The non-volatile memory stores average battery capacity data indicating the average battery capacity of the secondary battery in a predetermined time unit, average temperature data indicating the average battery temperature of the secondary battery, and the number of charging or discharging cycles of the secondary battery. data is stored as battery usage history data.
電池劣化算出装置は、メモリと、受信部と、電池劣化算出部と、を有する。メモリは、予め電池容量と温度をパラメータとして算出されている電池劣化傾向データを格納する。受信部は、制御部から電池使用履歴データを受信する。電池劣化算出部は、電池劣化傾向データと電池使用履歴データとを組み合わせて、電池劣化に応じた電池容量を計算する。 The battery deterioration calculation device includes a memory, a receiving section, and a battery deterioration calculation section. The memory stores battery deterioration tendency data calculated in advance using battery capacity and temperature as parameters. The receiving unit receives battery usage history data from the control unit. The battery deterioration calculation unit calculates a battery capacity according to battery deterioration by combining battery deterioration trend data and battery usage history data.
前記従来の電池劣化算出装置は、二次電池装置の制御部の不揮発メモリに蓄積された電池の使用履歴データを受信部によって受信し、電池劣化算出部が予め電池容量と温度をパラメータとして算出されている電池劣化傾向データと組み合わせることで、電池劣化に応じた電池容量を算出する。ここで、この従来の電池劣化算出装置は、電池容量算出アルゴリズムなどを時間の制約なく自由に更新できるという特徴がある。このようなアルゴリズムなどの更新において、更新する情報が適正な情報か否かの判断を行う機能があれば、制御をより確実に行うことが可能な二次電池装置を実現できると考える。 In the conventional battery deterioration calculation device, the reception unit receives the battery usage history data stored in the nonvolatile memory of the control unit of the secondary battery device, and the battery deterioration calculation unit calculates the battery usage history data in advance using the battery capacity and temperature as parameters. By combining this data with battery deterioration trend data, the battery capacity is calculated according to battery deterioration. Here, this conventional battery deterioration calculation device is characterized in that the battery capacity calculation algorithm and the like can be updated freely without time constraints. When updating such algorithms, we believe that if there is a function to determine whether the information to be updated is appropriate information, it will be possible to realize a secondary battery device that can perform control more reliably.
本開示は、二次電池の制御をより確実に行うことが可能な二次電池装置および二次電池システムを提供する。 The present disclosure provides a secondary battery device and a secondary battery system that can more reliably control a secondary battery.
本開示の一態様は、二次電池と、前記二次電池の電圧、電流、および温度を検知する検知部と、前記検知部の検知結果に基づいて電池状態を演算する状態演算部と、を備えた二次電池装置であって、前記状態演算部は、記憶装置と処理装置とを有し、前記記憶装置は、前記電池状態を演算するための演算情報を記憶する第1記憶領域と、前記演算情報を更新するための更新情報を記憶する第2記憶領域と、を有し、前記処理装置は、前記演算情報を用いて現状の前記電池状態を演算する状態検知処理と、前記更新情報を用いて新規の前記電池状態を演算する更新検証処理と、前記現状の前記電池状態と前記新規の前記電池状態との間の状態変化量が規定された範囲内である場合に前記更新情報を前記第1記憶領域に記憶させて前記演算情報を更新する更新処理と、を実行することを特徴とする二次電池装置である。 One aspect of the present disclosure includes a secondary battery, a detection unit that detects voltage, current, and temperature of the secondary battery, and a state calculation unit that calculates a battery state based on the detection result of the detection unit. A secondary battery device comprising: a first storage area for storing calculation information for calculating the battery state; a second storage area for storing update information for updating the calculation information, and the processing device performs a state detection process of calculating the current battery state using the calculation information; an update verification process that calculates a new battery state using the update information; and an update verification process that calculates a new battery state using The secondary battery device is characterized in that it executes an update process of updating the calculation information by storing it in the first storage area.
本開示によれば、二次電池の制御をより確実に行うことが可能な二次電池装置および二次電池システムを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a secondary battery device and a secondary battery system that can more reliably control a secondary battery.
以下、図面を参照して本開示の二次電池装置および二次電池システムの一実施形態を説明する。 Hereinafter, one embodiment of a secondary battery device and a secondary battery system of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示の二次電池システムの一実施形態を示すブロック図である。図1に示す例において、本実施形態の二次電池システム1は、たとえば、太陽光発電システムPGSの一部を構成している。太陽光発電システムPGSは、たとえば、二次電池システム1に加えて、太陽光発電パネル2と、電力系統3と、パワーコンディショナー(PCS)4,5と、制御装置6と、を備えている。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the secondary battery system of the present disclosure. In the example shown in FIG. 1, the secondary battery system 1 of this embodiment constitutes, for example, a part of the solar power generation system PGS. The solar power generation system PGS includes, for example, in addition to the secondary battery system 1, a solar power generation panel 2, an electric power system 3, power conditioners (PCS) 4 and 5, and a control device 6.
二次電池システム1は、たとえば、電力配線を介してPCS5に接続される。太陽光発電パネル2は、たとえば、電力配線を介してPCS4に接続される。電力系統3は、たとえば、電力配線を介してPCS4およびPCS5に接続される。制御装置6は、たとえば、情報通信回線を介して、二次電池システム1、PCS4、およびPCS5に接続されている。制御装置6は、情報通信回線を介して二次電池システム1、PCS4、およびPCS5と情報通信を行うことで、これらを制御するコンピュータシステムである。 The secondary battery system 1 is connected to the PCS 5 via power wiring, for example. The solar power generation panel 2 is connected to the PCS 4 via power wiring, for example. Power system 3 is connected to PCS4 and PCS5 via power wiring, for example. The control device 6 is connected to the secondary battery system 1, the PCS 4, and the PCS 5 via an information communication line, for example. The control device 6 is a computer system that controls the secondary battery system 1, the PCS 4, and the PCS 5 by communicating information with them via an information communication line.
太陽光発電システムPGSは、制御装置6の制御の下、たとえば、以下のように動作する。太陽光発電パネル2は、太陽光を受けて直流電力を発電する。PCS4は、太陽光発電パネル2から出力された直流電力を交流電力に変換して電力系統3へ供給する。PCS5は、PCS4から出力されて電力系統3へ供給される交流電力の一部または全部を、状況に応じて直流電力に変換し、二次電池システム1へ供給する。 The solar power generation system PGS operates, for example, as follows under the control of the control device 6. The solar power generation panel 2 receives sunlight and generates DC power. The PCS 4 converts the DC power output from the solar power generation panel 2 into AC power and supplies it to the power system 3. The PCS 5 converts part or all of the AC power output from the PCS 4 and supplied to the power system 3 into DC power depending on the situation, and supplies the DC power to the secondary battery system 1 .
二次電池システム1は、PCS5から供給された直流電力によって充電され、電気エネルギーを蓄積する。二次電池システム1は、蓄積した電気エネルギーを、状況に応じて直流電力として出力する。PCS5は、二次電池システム1から出力された直流電力を交流電力に変換して電力系統3へ供給する。このように、太陽光発電システムPGSは、天候によって変動する太陽光発電パネル2の発電電力を、二次電池システム1の出力によって補償することができ、電力系統3に対する出力を平滑化することができる。二次電池システム1は、たとえば、二次電池装置11と管理装置12とを備えている。 The secondary battery system 1 is charged with DC power supplied from the PCS 5 and stores electrical energy. The secondary battery system 1 outputs accumulated electrical energy as DC power depending on the situation. The PCS 5 converts the DC power output from the secondary battery system 1 into AC power and supplies it to the power system 3. In this way, the solar power generation system PGS can compensate for the power generated by the solar power generation panel 2, which varies depending on the weather, with the output of the secondary battery system 1, and can smooth the output to the power grid 3. can. The secondary battery system 1 includes, for example, a secondary battery device 11 and a management device 12.
図2は、図1の二次電池システム1を構成する二次電池装置11の概略構成図である。二次電池装置11は、たとえば、単電池群111と、一対の外部端子112と、電流センサ113と、温度センサ114と、電池管理部115と、状態演算部116と、情報入力端子117と、情報出力端子118と、を備えている。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the secondary battery device 11 that constitutes the secondary battery system 1 of FIG. 1. As shown in FIG. The secondary battery device 11 includes, for example, a cell group 111, a pair of external terminals 112, a current sensor 113, a temperature sensor 114, a battery management section 115, a state calculation section 116, an information input terminal 117, An information output terminal 118 is provided.
単電池群111は、たとえば、直列に接続された複数の単電池によって構成されている。単電池は、特に限定はされないが、たとえば、角形のリチウムイオン二次電池である。なお、図示を省略するが、二次電池装置11は、たとえば、複数の単電池群111を備えてもよい。複数の単電池群111は、たとえば、直列または並列に接続される。また、直列に接続された複数の単電池群111を、並列に接続してもよい。 The unit cell group 111 is composed of, for example, a plurality of unit cells connected in series. The unit cell is, for example, a prismatic lithium ion secondary battery, although it is not particularly limited. Although not shown, the secondary battery device 11 may include, for example, a plurality of cell groups 111. The plurality of cell groups 111 are connected, for example, in series or in parallel. Moreover, a plurality of cell groups 111 connected in series may be connected in parallel.
一対の外部端子112は、一方の外部端子112が電力配線を介して単電池群111の負極端子に接続され、他方の外部端子112が電力配線を介して単電池群111の正極端子に接続されている。また、一対の外部端子112は、たとえば、電力配線を介して、図1に示すPCS5に接続されている。 The pair of external terminals 112 has one external terminal 112 connected to the negative terminal of the cell group 111 via power wiring, and the other external terminal 112 connected to the positive terminal of the cell group 111 via the power wiring. ing. Further, the pair of external terminals 112 are connected to the PCS 5 shown in FIG. 1 via power wiring, for example.
電流センサ113は、たとえば、単電池群111と外部端子112との間の電力配線に接続され、単電池群111に流れる電流を測定する。温度センサ114は、たとえば、単電池群111を構成する複数の単電池のうちの少なくとも一つに取り付けられ、単電池群111の温度を測定する。 The current sensor 113 is connected, for example, to the power wiring between the cell group 111 and the external terminal 112, and measures the current flowing through the cell group 111. For example, the temperature sensor 114 is attached to at least one of the plurality of cells making up the cell group 111, and measures the temperature of the cell group 111.
電池管理部115および状態演算部116は、たとえば、CPUなどの処理装置、RAMやROMなどの記憶装置、タイマー、および信号入出力部などを備えたマイクロコントローラまたはファームウェアである。電池管理部115および状態演算部116は、たとえば、記憶装置に記憶されたプログラムを処理装置によって実行することで、以下に説明する様々な機能を実現する。 The battery management unit 115 and the state calculation unit 116 are, for example, microcontrollers or firmware that include a processing device such as a CPU, a storage device such as a RAM or ROM, a timer, a signal input/output unit, and the like. The battery management unit 115 and the state calculation unit 116 implement various functions described below by, for example, executing a program stored in a storage device using a processing device.
電池管理部115は、たとえば、単電池群111を構成する個々の単電池の電圧を測定する電圧センサとしての機能と、個々の単電池の間の電圧を均一化する機能と、を有している。状態演算部116は、たとえば、信号入出力部を介して、電流センサ113、温度センサ114、および電池管理部115に接続されている。状態演算部116は、たとえば、単電池群111の状態である電池状態を演算する機能を有している。 The battery management unit 115 has, for example, a function as a voltage sensor that measures the voltage of each cell forming the cell group 111, and a function that equalizes the voltage between the individual cells. There is. The state calculation unit 116 is connected to the current sensor 113, the temperature sensor 114, and the battery management unit 115, for example, via a signal input/output unit. The state calculation unit 116 has a function of calculating the battery state, which is the state of the unit cell group 111, for example.
状態演算部116が演算する単電池群111の電池状態は、たとえば、単電池群111の充電状態(SOC)、劣化状態(SOH)、入出力可能な最大電力または最大電流、異常の有無、特性パラメータ、履歴情報などを含む。また、状態演算部116は、たとえば、電流センサ113から取得した電流値と、電池管理部115から取得した個々の単電池の電圧とを乗じることで、単電池群111の出力電力および入力電力を算出する機能を有する。 The battery status of the cell group 111 calculated by the state calculation unit 116 includes, for example, the state of charge (SOC), state of deterioration (SOH), maximum power or maximum current that can be input/output, presence or absence of abnormality, and characteristics of the cell group 111. Contains parameters, history information, etc. Further, the state calculation unit 116 calculates the output power and input power of the unit cell group 111 by, for example, multiplying the current value obtained from the current sensor 113 and the voltage of each unit cell obtained from the battery management unit 115. It has a calculation function.
状態演算部116は、たとえば、算出した単電池群111の電池状態を含む情報を、情報出力端子118を介して、図1に示す二次電池システム1の管理装置12や、太陽光発電システムPGSの制御装置6へ出力する。また、状態演算部116は、たとえば、各種の演算に用いる情報を、情報入力端子117を介して管理装置12から取得する。 For example, the state calculation unit 116 transmits information including the calculated battery state of the unit cell group 111 to the management device 12 of the secondary battery system 1 shown in FIG. output to the control device 6. Further, the state calculation unit 116 obtains information used for various calculations from the management device 12 via the information input terminal 117, for example.
図3は、図2に示す状態演算部116の機能ブロック図である。状態演算部116は、たとえば、データの受信機能F1と、特性パラメータの記憶機能F2と、更新パラメータの記憶機能F3と、演算アルゴリズムの記憶機能F4と、更新アルゴリズムの記憶機能F5と、電池状態の演算機能F6とを有している。また、状態演算部116は、たとえば、履歴の管理機能F7と、電池状態の判定機能F8と、データの送信機能F9とを有している。 FIG. 3 is a functional block diagram of the state calculation unit 116 shown in FIG. 2. The status calculation unit 116 has, for example, a data reception function F1, a characteristic parameter storage function F2, an update parameter storage function F3, a calculation algorithm storage function F4, an update algorithm storage function F5, and a battery status storage function F2. It has an arithmetic function F6. Further, the state calculation unit 116 has, for example, a history management function F7, a battery state determination function F8, and a data transmission function F9.
受信機能F1は、たとえば、図1に示す二次電池システム1の管理装置12から二次電池装置11の情報入力端子117に入力された情報を受信する。また、受信機能F1は、受信した情報を、たとえば、記憶機能F2、記憶機能F3、記憶機能F4、記憶機能F5、判定機能F8などの各機能へ出力する。また、受信機能F1は、判定機能F8から判定結果を受信する。 The reception function F1 receives, for example, information input from the management device 12 of the secondary battery system 1 shown in FIG. 1 to the information input terminal 117 of the secondary battery device 11. Further, the reception function F1 outputs the received information to each function such as a storage function F2, a storage function F3, a storage function F4, a storage function F5, and a determination function F8. Further, the reception function F1 receives the determination result from the determination function F8.
記憶機能F2は、たとえば、単電池群111の電池状態を演算するための演算情報に含まれる特性パラメータを、状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域に記憶する機能である。記憶機能F3は、たとえば、演算情報を更新するための更新情報に含まれる更新パラメータを、状態演算部116の記憶装置の第2記憶領域に記憶する機能である。 The storage function F2 is, for example, a function for storing characteristic parameters included in calculation information for calculating the battery state of the unit cell group 111 in a first storage area of the storage device of the state calculation unit 116. The storage function F3 is, for example, a function for storing update parameters included in update information for updating calculation information in a second storage area of the storage device of the state calculation unit 116.
記憶機能F4は、たとえば、単電池群111の電池状態を演算するための演算情報に含まれる演算アルゴリズムを、状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域に記憶する機能である。記憶機能F5は、たとえば、演算情報を更新するための更新情報に含まれる更新アルゴリズムを、状態演算部116の記憶装置の第2記憶領域に記憶する機能である。 The storage function F4 is a function that stores, for example, a calculation algorithm included in calculation information for calculating the battery state of the unit cell group 111 in a first storage area of the storage device of the state calculation unit 116. The storage function F5 is, for example, a function for storing an update algorithm included in update information for updating calculation information in a second storage area of the storage device of the state calculation unit 116.
演算機能F6は、たとえば、状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域記憶に記憶された演算情報を用い、更新情報によって演算情報を更新する前の現状の単電池群111の電池状態を演算する機能である。また、演算機能F6は、たとえば、状態演算部116の記憶装置の第2記憶領域記憶に記憶された更新情報を用いて、演算情報が更新情報によって更新された場合の新規の単電池群111の電池状態を演算する機能である。 The calculation function F6 uses, for example, the calculation information stored in the first storage area storage of the storage device of the state calculation unit 116 to calculate the current battery state of the unit battery group 111 before updating the calculation information with the update information. This is a function to Further, the calculation function F6 uses, for example, the update information stored in the second storage area storage of the storage device of the state calculation unit 116 to generate a new cell group 111 when the calculation information is updated with the update information. This function calculates the battery status.
なお、前述のように、単電池群111の電池状態を演算するための演算情報は、たとえば、特性パラメータと、演算アルゴリズムと、を含む。また、演算情報を更新するための更新情報は、たとえば、更新パラメータと、更新アルゴリズムと、を含む。 Note that, as described above, the calculation information for calculating the battery state of the unit cell group 111 includes, for example, a characteristic parameter and a calculation algorithm. Further, the update information for updating the calculation information includes, for example, an update parameter and an update algorithm.
管理機能F7は、たとえば、電流センサ113、温度センサ114、および電池管理部115から、電流値I、温度Tおよび電圧値Vを含む単電池群111の情報が入力され、演算機能F6から、現状の単電池群111の電池状態が入力される。管理機能F7は、たとえば、後述する単電池群111の履歴情報を算出して、状態演算部116の記憶装置に記憶させ、必要に応じて送信機能F9へ出力するなど、履歴情報を管理する機能である。 For example, the management function F7 receives information about the cell group 111 including the current value I, temperature T, and voltage value V from the current sensor 113, temperature sensor 114, and battery management unit 115, and receives the current status from the calculation function F6. The battery status of the unit cell group 111 is input. The management function F7 is a function of managing the history information, for example, by calculating the history information of the cell group 111 described later, storing it in the storage device of the state calculation unit 116, and outputting it to the transmission function F9 as necessary. It is.
判定機能F8は、たとえば、演算機能F6から入力された単電池群111の現状の電池状態および新規の電池状態との間の状態変化量が、規定された範囲内であるか否かを判定する機能である。判定機能F8は、たとえば、判定結果を受信機能F1へ出力する。送信機能F9は、たとえば、演算機能F6および管理機能F7から入力された情報を、二次電池装置11の情報出力端子118を介して、図1に示す二次電池システム1の管理装置12や、太陽光発電システムPGSの制御装置6へ出力する。 For example, the determination function F8 determines whether the amount of change in state between the current battery state and the new battery state of the unit cell group 111 input from the calculation function F6 is within a specified range. It is a function. The determination function F8 outputs the determination result to the reception function F1, for example. The transmission function F9, for example, transmits information input from the calculation function F6 and the management function F7 to the management device 12 of the secondary battery system 1 shown in FIG. It is output to the control device 6 of the solar power generation system PGS.
以下、演算機能F6によって算出される単電池群111の電池状態について説明する。前述のように、単電池群111の電池状態は、たとえば、単電池群111のSOC、SOH、入出力可能な最大電力または最大電流、異常の有無、および履歴情報などを含む。 The battery status of the unit cell group 111 calculated by the calculation function F6 will be described below. As described above, the battery status of the unit cell group 111 includes, for example, the SOC, SOH of the unit battery group 111, the maximum power or maximum current that can be input/output, the presence or absence of an abnormality, and history information.
図4は、単電池群111を構成する単電池の開回路電圧OCVとSOCとの関係の一例を示すグラフである。単電池群111のSOCは、たとえば、電圧基準によって算出することができる。この場合、図4に示すように、単電池群111を構成する個々の単電池の開回路電圧OCVとSOCとの関係をあらかじめ特定して、状態演算部116の記憶装置に記憶させておく。これにより、単電池の開回路電圧OCVを算出することで、図4に示す単電池の開回路電圧OCVとSOCとの関係から、単電池のSOCを推定することができる。単電池の開回路電圧OCVは、たとえば、以下のように算出することができる。 FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the open circuit voltage OCV and SOC of the single cells forming the single cell group 111. The SOC of the unit cell group 111 can be calculated based on a voltage standard, for example. In this case, as shown in FIG. 4, the relationship between the open circuit voltage OCV and SOC of each cell forming the cell group 111 is specified in advance and stored in the storage device of the state calculation unit 116. Thereby, by calculating the open circuit voltage OCV of the unit cell, the SOC of the unit cell can be estimated from the relationship between the open circuit voltage OCV of the unit cell and the SOC shown in FIG. 4. The open circuit voltage OCV of a single cell can be calculated as follows, for example.
図5は、単電池群111を構成する単電池の等価回路図の一例である。図5は、単電池の開回路電圧OCVと内部抵抗Rとが直列に接続され、さらに、並列に接続された分極抵抗成分Rpとキャパシタンス成分Cとが、開回路電圧OCVと内部抵抗Rとに直列に接続された状態を表している。この単電池に電流Iが流れると、単電池の端子間の電圧CCVは、開回路電圧OCV、内部抵抗R、分極電圧Vpを用いて、以下の式(1)で表される。なお、分極電圧Vpは、並列に接続された分極抵抗成分とキャパシタンス成分の両端の電圧である。 FIG. 5 is an example of an equivalent circuit diagram of the single cells that constitute the single cell group 111. In FIG. 5, the open circuit voltage OCV and the internal resistance R of a cell are connected in series, and the polarization resistance component Rp and the capacitance component C, which are connected in parallel, are connected to the open circuit voltage OCV and the internal resistance R. This shows a state where they are connected in series. When a current I flows through this unit cell, the voltage CCV between the terminals of the unit cell is expressed by the following equation (1) using the open circuit voltage OCV, internal resistance R, and polarization voltage Vp. Note that the polarization voltage Vp is a voltage across a polarization resistance component and a capacitance component connected in parallel.
CCV=OCV+I・R+Vp ・・・(1) CCV=OCV+IR+Vp...(1)
単電池が充電され、または放電している場合、単電池の開回路電圧OCVは、直接、測定することはできない。しかし、この場合、以下の式(2)のように、単電池の端子間の電圧CCVから、内部抵抗による電圧降下I・Rと分極電圧Vpとを減算することで、単電池の開回路電圧OCVを算出することができる。 The open circuit voltage OCV of a cell cannot be directly measured when the cell is being charged or discharged. However, in this case, as shown in equation (2) below, by subtracting the voltage drop I・R due to the internal resistance and the polarization voltage Vp from the voltage CCV between the terminals of the cell, the open circuit voltage of the cell can be calculated. OCV can be calculated.
OCV=CCV-I・R-Vp ・・・(2) OCV=CCV-I・R-Vp...(2)
詳細については後述するが、図1に示す管理装置12は、図示を省略するCPUなどの処理装置と、ROMやRAMなどの記憶装置を備えている。単電池の開回路電圧OCVとSOCとの関係や内部抵抗R、分極抵抗成分Rpとキャパシタンス成分Cは、たとえば、管理装置12の処理装置によって算出され、管理装置12の記憶装置に演算情報である特性パラメータとして蓄積される。管理装置12の記憶装置に演算情報として記憶された単電池の特性パラメータは二次電池装置11に配信され、二次電池装置11で取得された単電池の端子間の電圧CCVと電流Iの時系列情報とを用いて、前述したような演算処理は実現される。 Although details will be described later, the management device 12 shown in FIG. 1 includes a processing device such as a CPU (not shown), and a storage device such as a ROM or RAM. The relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC of the unit cell, the internal resistance R, the polarization resistance component Rp, and the capacitance component C are calculated by the processing device of the management device 12, for example, and are stored in the storage device of the management device 12 as calculation information. Stored as a characteristic parameter. The characteristic parameters of the cell stored as calculation information in the storage device of the management device 12 are distributed to the secondary battery device 11, and the voltage CCV and current I between the terminals of the cell obtained by the secondary battery device 11 are calculated. The arithmetic processing described above is realized using the sequence information.
なお、単電池の特性パラメータは、SOCの推定精度を向上させるために、あらかじめ単電池のSOCや温度ごとに特定し、状態演算部116の記憶装置に記憶させることが好ましい。しかし、単電池を構成する材料が異なると開回路電圧OCVとSOCとの関係などが異なってくる。そのため、この電圧基準のSOCの推定方法では、単電池の特性に応じて、SOCの推定精度に差が生じる場合がある。 Note that, in order to improve the accuracy of SOC estimation, it is preferable that the characteristic parameters of the unit cell be specified in advance for each unit cell SOC and temperature, and stored in the storage device of the state calculation unit 116. However, if the materials constituting the cell are different, the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC will be different. Therefore, in this voltage-based SOC estimation method, there may be a difference in SOC estimation accuracy depending on the characteristics of the unit cell.
また、電池のSOCは、たとえば、電流値の積算によって算出することも可能である。この場合、電池に入力された電流値と電池から出力された電流値とを測定し、それらの電流値を積分してSOCを算出する。具体的には、最初に前述の電圧基準でSOCを推定する。そして、その電圧基準のSOCを初期値SOCvとして用い、さらに、電流センサ113で測定した電流Iと、電池の満充電容量Qmaxとを用いて、以下の式(3)により電流値の積算によるSOCであるSOCiを算出する。 Furthermore, the SOC of the battery can also be calculated, for example, by integrating current values. In this case, the current value input to the battery and the current value output from the battery are measured, and the SOC is calculated by integrating these current values. Specifically, the SOC is first estimated using the voltage reference described above. Then, using the voltage reference SOC as the initial value SOCv, and further using the current I measured by the current sensor 113 and the full charge capacity Qmax of the battery, the SOC is calculated by integrating the current value using the following equation (3). Calculate SOCi.
SOCi=SOCv+100×∫Idt/Qmax ・・・(3) SOCi=SOCv+100×∫Idt/Qmax...(3)
この電流値の積算によるSOCの推定方法では、電流Iの測定値に含まれる測定誤差も積分してしまうため、時間の経過と共にSOCの誤差が拡大する可能性がある。そのため、所定の時間にわたって電流値を積分した後に、SOCの誤差を補正するなどの対策が求められる。以上のように、電圧基準または電流値の積算によるSOCの推定方法には、それぞれの長所と短所がある。そのため、単電池の特性、センサの性能、および周囲の環境などの条件に応じて、SOCの推定方法を適切に選定して、SOCの推定精度を確保する。 In this method of estimating the SOC by integrating current values, the measurement error included in the measured value of the current I is also integrated, so the SOC error may increase over time. Therefore, countermeasures are required, such as correcting the SOC error after integrating the current value over a predetermined period of time. As described above, the methods for estimating SOC using a voltage reference or current value integration have their own advantages and disadvantages. Therefore, an SOC estimation method is appropriately selected depending on conditions such as the characteristics of the cell, the performance of the sensor, and the surrounding environment to ensure the accuracy of SOC estimation.
また、電圧基準よるSOCの推定と電流値の積算によるSOCの推定を組み合わせて、より高精度にSOCを推定してもよい。この場合、電圧基準によって推定したSOCであるSOCvと、電流値の積算によって推定したSOCであるSOCiとを組み合わせるための係数Wを適切に設定する。これにより、電圧基準と電流値の積算との組み合せによるSOCであるSOCcを、以下の式(4)により算出することができる。 Furthermore, the SOC may be estimated with higher accuracy by combining the SOC estimation based on the voltage reference and the SOC estimation based on the integration of current values. In this case, a coefficient W for combining SOCv, which is the SOC estimated by the voltage reference, and SOCi, which is the SOC estimated by integrating the current values, is appropriately set. Thereby, SOCc, which is the SOC based on the combination of the voltage reference and the current value integration, can be calculated using the following equation (4).
SOCc=W×SOCv+(1-W)×SOCi ・・・(4) SOCc=W×SOCv+(1-W)×SOCi...(4)
以上のように、SOCの算出に必要な単電池の特性パラメータは、推定方法によって異なる。電池の特性パラメータは、たとえば、図4に示すような電池の開回路電圧OCVとSOCとの関係、図5に示すような、電池の内部抵抗R、分極抵抗成分RpおよびキャパシタンスCなどを含む。また、特性パラメータは、たとえば、電池の満充電容量Qmaxを含む。これらの特性パラメータは、電池の劣化にともなって変化する。したがって、SOCの推定精度を向上させるためには、電池の劣化にともなう特性パラメータの変化を把握する必要がある。さらに、SOCの算出方法についても適切な選定が必要である。 As described above, the characteristic parameters of a single cell required for calculating the SOC differ depending on the estimation method. The characteristic parameters of the battery include, for example, the relationship between the open circuit voltage OCV and SOC of the battery as shown in FIG. 4, the internal resistance R, polarization resistance component Rp, and capacitance C of the battery as shown in FIG. Further, the characteristic parameters include, for example, the full charge capacity Qmax of the battery. These characteristic parameters change as the battery deteriorates. Therefore, in order to improve the accuracy of SOC estimation, it is necessary to understand changes in characteristic parameters due to battery deterioration. Furthermore, it is necessary to appropriately select the method for calculating SOC.
また、SOC以外にも、電池状態に含まれる他の情報、たとえば、充電および放電が可能な最大電流および最大電力、供給可能な電力量などを算出する場合にも、前述の様々な特性パラメータを把握する必要がある。具体的には、電池の充電が可能な最大電流Ic_maxと、電池が放電可能な最大電流Id_maxとは、たとえば、以下の式(5)、(6)によって表される。 In addition to SOC, the various characteristic parameters described above are also used to calculate other information included in the battery status, such as the maximum current and maximum power that can be charged and discharged, and the amount of power that can be supplied. It is necessary to understand. Specifically, the maximum current Ic_max that can charge the battery and the maximum current Id_max that can discharge the battery are expressed by, for example, the following equations (5) and (6).
Ic_max=(電池上限電圧-OCV)/Rt ・・・(5)
Id_max=(OCV-電池下限電圧)/Rt ・・・(6)
Ic_max=(Battery upper limit voltage-OCV)/Rt...(5)
Id_max=(OCV-Battery lower limit voltage)/Rt...(6)
上記の式(5)、(6)において、内部抵抗Rtは、電池の内部抵抗R、分極抵抗成分Rp、およびキャパシタンス成分Cのすべてを考慮し、充放継続時間に基づいて決定する。したがって、電池の内部抵抗R、分極抵抗成分Rp、およびキャパシタンス成分Cの劣化に伴う影響を把握することで、最大電流Ic_max,Id_maxを高精度に推定することができる。また、推定した最大電流Ic_max,Id_maxに電圧を乗じることで、充電と放電が可能な最大電力を高精度に推定することができる。 In the above equations (5) and (6), the internal resistance Rt is determined based on the charging and discharging duration, taking into account all of the internal resistance R, polarization resistance component Rp, and capacitance component C of the battery. Therefore, by understanding the effects of deterioration of the internal resistance R, polarization resistance component Rp, and capacitance component C of the battery, the maximum currents Ic_max and Id_max can be estimated with high accuracy. Further, by multiplying the estimated maximum currents Ic_max and Id_max by a voltage, the maximum power that can be charged and discharged can be estimated with high accuracy.
以上のように、演算情報である電池の特性パラメータを正確に把握すること、算出方法についても適切に選定することで、二次電池装置11を構成する状態演算部116の演算機能F6によって、電池状態を正確に算出することができる。以下では、電池状態を算出するための演算情報の例として、劣化を示す指標である内部抵抗とSOHの算出方法を説明する。 As described above, by accurately grasping the battery characteristic parameters, which are calculation information, and by appropriately selecting the calculation method, the calculation function F6 of the state calculation unit 116 constituting the secondary battery device 11 can The state can be calculated accurately. Below, a method for calculating internal resistance and SOH, which are indicators of deterioration, will be explained as examples of calculation information for calculating the battery state.
電池が劣化すると、図5に示す等価回路の構成要素のパラメータが変化する。具体的には、たとえば、電池の内部抵抗が増加して、前記式(3)における電池の満充電容量Qmaxも減少する。電池のSOHは、たとえば、電池の内部抵抗の増加率としての抵抗増加率SOHRと、電池の満充電容量の維持率としての容量維持率SOHQとを含む。以下では、まず、図6を参照して、抵抗増加率SOHRの算出方法を説明する。この抵抗増加率SOHRは、たとえば、二次電池装置11を構成する状態演算部116の演算機能F6によって算出される。 As the battery deteriorates, the parameters of the components of the equivalent circuit shown in FIG. 5 change. Specifically, for example, the internal resistance of the battery increases, and the full charge capacity Qmax of the battery in equation (3) also decreases. The SOH of the battery includes, for example, a resistance increase rate SOHR as the rate of increase in internal resistance of the battery, and a capacity maintenance rate SOHQ as the rate of maintenance of the full charge capacity of the battery. Below, first, a method for calculating the resistance increase rate SOHR will be explained with reference to FIG. This resistance increase rate SOHR is calculated, for example, by the calculation function F6 of the state calculation unit 116 that constitutes the secondary battery device 11.
図6は、電池に流れる電流と、電池の電圧の時間変化の一例を示すグラフである。時刻t0から時刻t1までの間は、電池を流れる電流が0の休止状態である。時刻t1において、電池の放電が開始され、時刻t2まで放電を継続する。このとき、電池に電流Iが流れ、電池の電圧が電流Iと内部抵抗Rの積だけ降下する。各時刻の電圧をCCV(t)とし、各時刻の電流をI(t)とし、電圧および電流の測定間隔をΔtとすると、内部抵抗Rは、以下の式(7)によって表される。図6の例では、以下の式を用いることで、電流の変化が発生する時刻t1と時刻t2の2点でRを求めることができる。 FIG. 6 is a graph showing an example of a time change in the current flowing through the battery and the voltage of the battery. From time t0 to time t1, the battery is in a rest state in which no current flows through the battery. At time t1, discharging of the battery is started and continues until time t2. At this time, current I flows through the battery, and the voltage of the battery drops by the product of current I and internal resistance R. When the voltage at each time is CCV(t), the current at each time is I(t), and the voltage and current measurement interval is Δt, the internal resistance R is expressed by the following equation (7). In the example of FIG. 6, by using the following equation, R can be found at two points, time t1 and time t2, at which a change in current occurs.
R={CCV(t)-CCV(t-Δt)}/{I(t)-I(t-Δt)}
・・・(7)
R={CCV(t)-CCV(t-Δt)}/{I(t)-I(t-Δt)}
...(7)
なお、内部抵抗Rの算出方法は、上記の方法に限定されない。次に、以下の式(8)のように、電池の使用開始時または初期の内部抵抗Roに対する、上記式(7)で求めた電池の現在の内部抵抗Rの100分率を算出することで、電池の抵抗増加率SOHRを推定することができる。 Note that the method for calculating the internal resistance R is not limited to the above method. Next, as shown in Equation (8) below, by calculating the 100% ratio of the battery's current internal resistance R obtained using Equation (7) above to the internal resistance Ro at the beginning of use or the initial stage of the battery. , the resistance increase rate SOHR of the battery can be estimated.
SOHR=100×(R/Ro) ・・・(8) SOHR=100×(R/Ro)...(8)
内部抵抗Rは、たとえば、上記の式(7)、(8)を、二次電池装置11を構成する状態演算部116の記憶機能F4によって、状態演算部116の記憶装置に記憶させ、状態演算部116の演算機能F6により式(7)、(8)を用いて算出することができる。次に、図7Aおよび図7Bを参照して、電池の容量維持率SOHQの算出方法を説明する。 The internal resistance R can be determined by, for example, storing the above equations (7) and (8) in the storage device of the state calculation unit 116 by the storage function F4 of the state calculation unit 116 that constitutes the secondary battery device 11, and calculating the state. It can be calculated using equations (7) and (8) by the calculation function F6 of the unit 116. Next, a method for calculating the battery capacity maintenance rate SOHQ will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.
図7Aは、電池の電圧の時間変化を示すグラフである。電池の満充電容量Qmaxは、たとえば、以下のように算出することができる。図7Aに示す例では、図6に示す例と同様に、時刻t0から時刻t1までの間は、電池が休止状態である。その後、時刻t1で電池の放電が開始され、時刻t1から時刻t2まで放電を継続し、時刻t2以降は放電を休止している。 FIG. 7A is a graph showing changes in battery voltage over time. The full charge capacity Qmax of the battery can be calculated as follows, for example. In the example shown in FIG. 7A, like the example shown in FIG. 6, the battery is in a rest state from time t0 to time t1. Thereafter, discharging of the battery starts at time t1, continues discharging from time t1 to time t2, and stops discharging after time t2.
この場合、図4に示すような電池の開回路電圧OCVとSOCとの間の関係に基づいて、時刻t1より前の放電開始前の電池のSOC(SOC1)を推定する。同様に、時刻t2以降の放電休止後に十分に時間が経過して電圧が安定した時刻t3における電池のSOC(SOC2)を推定する。これらの電池の放電前後の休止状態におけるSOCであるSOC1とSOC2を用いて、以下の式(9)により、電池の満充電容量Qmaxを算出することができる。 In this case, the SOC (SOC1) of the battery before the start of discharging before time t1 is estimated based on the relationship between the open circuit voltage OCV and SOC of the battery as shown in FIG. Similarly, the SOC (SOC2) of the battery at time t3, when sufficient time has passed and the voltage has stabilized after the discharging pause after time t2, is estimated. Using SOC1 and SOC2, which are the SOCs of these batteries in the rest state before and after discharging, the full charge capacity Qmax of the battery can be calculated by the following equation (9).
Qmax=100×∫Idt/(SOC2-SOC1) ・・・(9) Qmax=100×∫Idt/(SOC2-SOC1)...(9)
また、式(9)により、電池の使用開始時または初期の満充電容量Qmax_oと、電池の現在の満充電容量Qmaxとを求める。そして、以下の式(10)のように、電池の初期の満充電容量Qmax_oに対する現在の満充電容量Qmaxの百分率を算出することで、電池の容量維持率SOHQを推定することができる。 Further, the full charge capacity Qmax_o at the start of use or the initial stage of use of the battery and the current full charge capacity Qmax of the battery are determined using equation (9). Then, by calculating the percentage of the current full charge capacity Qmax to the initial full charge capacity Qmax_o of the battery, as in the following equation (10), the capacity maintenance rate SOHQ of the battery can be estimated.
SOHQ=100×(Qmax/Qmax_o) ・・・(10) SOHQ=100×(Qmax/Qmax_o)...(10)
この電池の容量維持率SOHQの推定方法では、前記式(9)のように電流Iの測定値に含まれる測定誤差も積分してしまうため、時間の経過と共に電池の満充電容量Qmaxの誤差が拡大する可能性がある。そのため、たとえば、短時間で充放電前の電池のSOC(SOC1)と充放電後の電池のSOC(SOC2)との差が大きくなるような充放電パターンを選定して前記式(9)の演算を行うことで、誤差を抑制することが可能になる。 In this method of estimating the battery capacity maintenance rate SOHQ, the measurement error included in the measured value of the current I is also integrated as shown in equation (9) above, so the error in the full charge capacity Qmax of the battery increases over time. There is a possibility of expansion. Therefore, for example, by selecting a charging/discharging pattern that increases the difference between the battery's SOC (SOC1) before charging and discharging and the battery's SOC (SOC2) after charging and discharging in a short period of time, the above formula (9) is calculated. By doing this, it becomes possible to suppress errors.
図7Bは、電池の抵抗増加率SOHRと容量維持率SOHQとの関係の一例を示すグラフである。以下では、前述の推定方法とは異なる容量維持率SOHQの推定方法を説明する。この推定方法では、図7Bに示すように、あらかじめ抵抗増加率SOHRと、容量維持率SOHQとの関係を特定して、状態演算部116の記憶装置に記憶させておく。 FIG. 7B is a graph showing an example of the relationship between the battery resistance increase rate SOHR and the capacity maintenance rate SOHQ. Below, a method for estimating the capacity maintenance rate SOHQ that is different from the estimation method described above will be described. In this estimation method, as shown in FIG. 7B, the relationship between the resistance increase rate SOHR and the capacity maintenance rate SOHQ is specified in advance and stored in the storage device of the state calculation unit 116.
これにより、前記式(8)によって抵抗増加率SOHRを算出することで、図7Bに示すように、抵抗増加率SOHRに基づいて、容量維持率SOHQを推定することができる。また、この方法によって推定した容量維持率SOHQと、電池の初期の満充電容量Qmax_oとを用い、式(10)に基づいて、電池の現在の満充電容量Qmaxを推定することができる。 Thereby, by calculating the resistance increase rate SOHR using the above equation (8), the capacity maintenance rate SOHQ can be estimated based on the resistance increase rate SOHR, as shown in FIG. 7B. Furthermore, the current full charge capacity Qmax of the battery can be estimated based on equation (10) using the capacity maintenance rate SOHQ estimated by this method and the initial full charge capacity Qmax_o of the battery.
この方法では、前記式(9)のように電流Iの積分を行わないため、測定値に含まれる測定誤差が累積することがない。しかし、図7Bに示すような抵抗増加率SOHRと、容量維持率SOHQとの関係は、電池の使用条件を含む履歴情報に応じて変化することがある。そのため、電池の容量維持率SOHQを高精度に推定するためには、電池を様々な履歴情報で劣化させる試験を行って、履歴情報ごとに図7Bに示すような抵抗増加率SOHRと容量維持率SOHQとの関係を特定する。 In this method, since the current I is not integrated as in equation (9) above, measurement errors included in the measured values do not accumulate. However, the relationship between the resistance increase rate SOHR and the capacity maintenance rate SOHQ as shown in FIG. 7B may change depending on history information including the usage conditions of the battery. Therefore, in order to estimate the capacity retention rate SOHQ of a battery with high accuracy, a test is performed to degrade the battery using various historical information, and the resistance increase rate SOHR and capacity retention rate as shown in FIG. 7B are determined for each historical information. Identify the relationship with SOHQ.
このような試験によって得られた、様々な履歴情報ごとの電池の抵抗増加率SOHRと容量維持率SOHQとの関係は、たとえば、管理装置12の記憶装置に、電池の演算情報である特性パラメータとして記憶される。管理装置12の処理装置は、たとえば、二次電池装置11から取得した単電池群111の使用履歴を含む履歴情報に応じて、管理装置12の記憶装置に記憶された特性パラメータ、たとえば、電池の抵抗増加率SOHRと容量維持率SOHQとの関係を選定する。 The relationship between the resistance increase rate SOHR and the capacity maintenance rate SOHQ of the battery for each of various historical information obtained through such tests is stored, for example, in the storage device of the management device 12 as a characteristic parameter that is calculation information of the battery. be remembered. The processing device of the management device 12 stores characteristic parameters stored in the storage device of the management device 12, such as battery characteristic parameters, in accordance with history information including the usage history of the unit battery group 111 acquired from the secondary battery device 11, for example. The relationship between the resistance increase rate SOHR and the capacity maintenance rate SOHQ is selected.
図8は、二次電池装置11の単電池群111の履歴情報の一例を示すヒストグラムである。図8は、電池の滞在SOC、電池の滞在温度、および電池の充放電電流のそれぞれの発生頻度を示している。二次電池装置11の状態演算部116において、図3に示す履歴の管理機能F7は、たとえば、記憶装置に記憶されたSOC、温度、および充放電電流の時系列データから、単電池群111の履歴情報を、図8に示すようなヒストグラム形式で抽出する機能を有する。さらに、状態演算部116の送信機能F9は、管理機能F7によって抽出された単電池群111の履歴情報を、情報出力端子118を介して管理装置12へ出力する機能を有する。 FIG. 8 is a histogram showing an example of history information of the unit cell group 111 of the secondary battery device 11. FIG. 8 shows the frequency of occurrence of the battery staying SOC, the battery staying temperature, and the charging/discharging current of the battery. In the state calculation unit 116 of the secondary battery device 11, the history management function F7 shown in FIG. It has a function of extracting history information in a histogram format as shown in FIG. Furthermore, the transmission function F9 of the state calculation unit 116 has a function of outputting the history information of the cell group 111 extracted by the management function F7 to the management device 12 via the information output terminal 118.
図9は、図1に示す管理装置12の機能ブロック図である。管理装置12は、たとえば、CPUなどの処理装置、RAMやROMなどの記憶装置、タイマー、および信号の入出力部121などを備えたマイクロコントローラまたはファームウェアである。管理装置12は、たとえば、図2に示す二次電池装置11の情報入力端子117および情報出力端子118に対し、入出力部121を介して通信可能に接続されている。 FIG. 9 is a functional block diagram of the management device 12 shown in FIG. 1. The management device 12 is, for example, a microcontroller or firmware that includes a processing device such as a CPU, a storage device such as a RAM or ROM, a timer, a signal input/output unit 121, and the like. The management device 12 is communicably connected to, for example, an information input terminal 117 and an information output terminal 118 of the secondary battery device 11 shown in FIG. 2 via an input/output unit 121.
管理装置12は、たとえば、記憶装置に記憶されたプログラムを処理装置によって実行することで、以下に説明する様々な機能を実現する。管理装置12は、たとえば、電池状態を演算するための演算情報の探索機能F10と、演算情報の記憶機能F11と、規定範囲の演算機能F12と、を有している。 The management device 12 realizes various functions described below by, for example, executing a program stored in a storage device using a processing device. The management device 12 has, for example, a calculation information search function F10 for calculating the battery state, a calculation information storage function F11, and a specified range calculation function F12.
探索機能F10は、二次電池装置11から出力された単電池群111の履歴情報および電池状態を、入出力部121を介して取得する機能を有する。電池状態は、前述のように、たとえば、電池のSOCやSOH、電池が充電可能な最大電流または最大電力、電池が放電可能な最大電流および最大電力、電池の異常の有無、電池の特性情報、電池の履歴情報などを含む。 The search function F10 has a function of acquiring history information and battery status of the unit cell group 111 output from the secondary battery device 11 via the input/output unit 121. As mentioned above, the battery status includes, for example, the battery's SOC and SOH, the maximum current or maximum power that the battery can charge, the maximum current and maximum power that the battery can discharge, the presence or absence of battery abnormality, battery characteristic information, Contains battery history information, etc.
また、探索機能F10は、履歴情報や電池の種類などを含む電池情報に基づいて、記憶機能F11によって管理装置12の記憶装置に記憶された演算情報を探索して選択する機能を有する。また、探索機能F10は、選択した演算情報を、演算機能F12へ出力するとともに、入出力部121を介して二次電池装置11へ出力する機能を有する。探索機能F10から二次電池装置11へ出力される演算情報は、たとえば、二次電池装置11の状態演算部116によって電池状態を演算するための電池の特性パラメータと演算アルゴリズムの少なくとも一方を含む。 Further, the search function F10 has a function of searching and selecting calculation information stored in the storage device of the management device 12 by the storage function F11 based on battery information including history information and battery type. The search function F10 also has a function of outputting the selected calculation information to the calculation function F12 and to the secondary battery device 11 via the input/output unit 121. The calculation information output from the search function F10 to the secondary battery device 11 includes, for example, at least one of a battery characteristic parameter and a calculation algorithm for calculating the battery state by the state calculation unit 116 of the secondary battery device 11.
記憶機能F11は、たとえば、電池を様々な履歴情報で劣化させる充放電試験を含む電池試験によって得られた電池の履歴情報ごとの特性パラメータを含む演算情報を、管理装置12の記憶装置にデータベースとして記憶させる機能を有する。電池試験は、たとえば、図6に示すような放電パターンを用いることができる。 The storage function F11 stores, for example, calculation information including characteristic parameters for each battery history information obtained through a battery test including a charge/discharge test that deteriorates the battery with various history information in the storage device of the management device 12 as a database. It has a memorization function. For the battery test, for example, a discharge pattern as shown in FIG. 6 can be used.
より具体的には、電池試験は、たとえば、二次電池装置11の単電池群111と同様の構成の電池を満充電状態まで充電し、図6に示すような放電パターンで電池の電圧が下限電圧に到達するまで放電する。なお、電池の放電時の電流は、電流値が小さくなるようにする。この電池試験において、電池の放電時の電流値を測定し、測定した電流値を時間積分することで、電池の満充電容量Qmaxを算出することができる。 More specifically, in the battery test, for example, a battery having the same configuration as the cell group 111 of the secondary battery device 11 is charged to a fully charged state, and the voltage of the battery is lowered to the lower limit using a discharge pattern as shown in FIG. Discharge until the voltage is reached. Note that the current value when discharging the battery is set to be small. In this battery test, the full charge capacity Qmax of the battery can be calculated by measuring the current value during discharge of the battery and integrating the measured current value over time.
また、電池試験は、たとえば、二次電池装置11の単電池群111と同様の構成の電池を満充電状態まで充電し、図6に示すような放電パターンで、電池が所定のSOCになるまで放電する。この所定のSOCと、放電試験後に十分な時間が経過した後の電池の開回路電圧OCVとの関係を、放電試験を繰り返し実施して記録する。これにより、図4に示すような電池の開回路電圧OCVとSOCとの関係が得られる。 In addition, in the battery test, for example, a battery having the same configuration as the unit cell group 111 of the secondary battery device 11 is charged to a fully charged state, and a discharge pattern as shown in FIG. 6 is used until the battery reaches a predetermined SOC. Discharge. The relationship between this predetermined SOC and the open circuit voltage OCV of the battery after a sufficient period of time has passed after the discharge test is recorded by repeatedly performing the discharge test. As a result, a relationship between the open circuit voltage OCV and SOC of the battery as shown in FIG. 4 is obtained.
また、電池試験を図6に示すような放電パターンで行って、放電開始直前や放電開始直後、又は放電終了直前や放電終了直後の電池の電圧の変動から電池の内部抵抗Rを抽出し、放電終了後の休止中の電圧変化を測定して解析する。これにより、分極抵抗RpとキャパシタンスCを特定することが可能である。 In addition, a battery test was performed using the discharge pattern shown in Figure 6, and the internal resistance R of the battery was extracted from the fluctuation of the battery voltage immediately before the start of discharge, immediately after the start of discharge, immediately before the end of discharge, and immediately after the end of discharge. Measure and analyze the voltage change during rest after completion. Thereby, it is possible to specify the polarization resistance Rp and the capacitance C.
充放電試験によって得られた、電池の履歴情報ごとの特性パラメータは、上記の満充電容量Qmax、開回路電圧OCV、分極抵抗RpおよびキャパシタンスCのように、二次電池装置11の使用中にリアルタイムに現在値を求めることが困難な特性パラメータを含む。 Characteristic parameters for each battery history information obtained through the charge/discharge test, such as the above-mentioned full charge capacity Qmax, open circuit voltage OCV, polarization resistance Rp, and capacitance C, are obtained in real time while the secondary battery device 11 is in use. includes characteristic parameters whose current values are difficult to determine.
二次電池装置11の使用中にリアルタイムに現在値を求めることが困難な特性パラメータは、たとえば、図4に示す電池の開回路電圧OCVとSOCとの関係、図5に示す電池の分極抵抗Rp、およびキャパシタンスC、図7Bに示す電池の抵抗増加率SOHRと容量維持率SOHQとの関係、ならびに、満充電容量Qmaxおよび容量維持率SOHQを含む。また、記憶機能F11は、たとえば、管理装置12の記憶装置に、電池の様々な履歴情報ごとに、特性パラメータを記憶させる。また記憶機能F11は、特性パラメータとして、電池の内部抵抗Rを記憶させてもよい。 Characteristic parameters whose current values are difficult to obtain in real time during use of the secondary battery device 11 include, for example, the relationship between the open circuit voltage OCV and SOC of the battery shown in FIG. 4, and the polarization resistance Rp of the battery shown in FIG. , and capacitance C, the relationship between the resistance increase rate SOHR and the capacity retention rate SOHQ of the battery shown in FIG. 7B, and the full charge capacity Qmax and the capacity retention rate SOHQ. Furthermore, the storage function F11 causes the storage device of the management device 12 to store characteristic parameters for each type of battery history information, for example. The storage function F11 may also store the internal resistance R of the battery as a characteristic parameter.
演算機能F12は、二次電池装置11の電池状態を演算するための演算情報を、二次電池装置11から入出力部121を介して取得する機能を有する。また、演算機能F12は、二次電池装置11から取得した現状の演算情報と、探索機能F10によって選択された新規の演算情報とを用い、現状の電池状態と、新規の電池状態と、を算出する機能を有する。また、演算機能F12は、現状の電池状態と新規の電池状態との間の状態変化量を算出する機能を有する。また、演算機能F12は、算出した状態変化量に基づいて、状態変化量の範囲を規定する機能を有する。 The calculation function F12 has a function of acquiring calculation information for calculating the battery state of the secondary battery device 11 from the secondary battery device 11 via the input/output unit 121. Furthermore, the calculation function F12 uses the current calculation information acquired from the secondary battery device 11 and the new calculation information selected by the search function F10 to calculate the current battery state and the new battery state. It has the function of Further, the calculation function F12 has a function of calculating the amount of state change between the current battery state and the new battery state. Further, the calculation function F12 has a function of defining a range of the amount of state change based on the calculated amount of state change.
以下、図10から図14を参照して、本実施形態の二次電池装置11および二次電池システム1の動作を説明する。 The operation of the secondary battery device 11 and the secondary battery system 1 of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 10 to 14.
図10は、二次電池システム1の処理の流れの一例を示すフロー図である。図1に示す二次電池システム1が処理を開始すると、二次電池システム1の管理装置12は、二次電池装置11から電池状態と演算情報を受信する処理P1を実行する。 FIG. 10 is a flow diagram showing an example of the process flow of the secondary battery system 1. When the secondary battery system 1 shown in FIG. 1 starts processing, the management device 12 of the secondary battery system 1 executes a process P1 of receiving battery status and calculation information from the secondary battery device 11.
具体的には、処理P1では、図2に示すように、二次電池装置11の状態演算部116は、処理装置により、記憶装置に記憶された演算情報を用いて単電池群111の電池状態を算出し、算出した電池状態を情報出力端子118を介して管理装置12へ出力する。管理装置12は、処理装置により、二次電池装置11から出力された電池状態と電池の履歴情報を、図9に示す入出力部121を介して受信する。 Specifically, in process P1, as shown in FIG. 2, the state calculation unit 116 of the secondary battery device 11 calculates the battery state of the unit battery group 111 using the calculation information stored in the storage device by the processing device. is calculated, and the calculated battery state is output to the management device 12 via the information output terminal 118. The management device 12 receives the battery status and battery history information output from the secondary battery device 11 via the input/output unit 121 shown in FIG. 9 by the processing device.
より詳細には、二次電池装置11の状態演算部116は、図3に示す演算機能F6により、演算情報を用いて電池状態を演算する。演算機能F6は、演算情報として、たとえば、記憶機能F2と記憶機能F4によって状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域に記憶された電池の特性パラメータと演算アルゴリズムを用いて、電池状態を算出する。演算機能F6が算出する電池状態は、電池のSOC、内部抵抗R、および抵抗増加率SOHRを含む。この電池状態は、演算に用いた演算情報とともに、図3に示す送信機能F9によって情報出力端子118を介して管理装置12へ出力され、図9に示す入出力部121を介して管理装置12の探索機能F10によって受信される。 More specifically, the state calculation unit 116 of the secondary battery device 11 calculates the battery state using calculation information using the calculation function F6 shown in FIG. The calculation function F6 calculates the battery state using, as calculation information, for example, the battery characteristic parameters and calculation algorithm stored in the first storage area of the storage device of the state calculation unit 116 by the storage function F2 and the storage function F4. do. The battery state calculated by the calculation function F6 includes the battery's SOC, internal resistance R, and resistance increase rate SOHR. This battery state is output to the management device 12 via the information output terminal 118 by the transmission function F9 shown in FIG. Received by search function F10.
また、二次電池装置11の状態演算部116は、図3に示す管理機能F7により、電池状態として、たとえば、図8に示すような電池の履歴情報を算出して状態演算部116の記憶装置に記憶させる。状態演算部116の記憶装置に記憶された電池の履歴情報は、図3に示す送信機能F9によって情報出力端子118を介して管理装置12へ出力され、図9に示す入出力部121を介して管理装置12の探索機能F10によって受信される。以上により、図10に示す処理P1が終了する。 In addition, the state calculation unit 116 of the secondary battery device 11 calculates battery history information as shown in FIG. 8 as the battery state using the management function F7 shown in FIG. to be memorized. The battery history information stored in the storage device of the status calculation unit 116 is output to the management device 12 via the information output terminal 118 by the transmission function F9 shown in FIG. It is received by the search function F10 of the management device 12. With the above steps, the process P1 shown in FIG. 10 ends.
次に、管理装置12の探索機能F10は、二次電池装置11から受信した電池状態に対応する演算情報を、記憶機能F11によって管理装置12の記憶装置に記憶されたデータベースに含まれる複数の演算情報の中から選択して取得する。この管理装置12の記憶装置に記憶されたデータベースは、たとえば、前述の電池試験によって得られた、電池の様々な履歴情報に対応する複数の演算情報を含む。この演算情報は、二次電池装置11の使用中にリアルタイムに現在値を求めることが困難な特性パラメータを含む。 Next, the search function F10 of the management device 12 uses the calculation information corresponding to the battery state received from the secondary battery device 11 to search for a plurality of calculations included in the database stored in the storage device of the management device 12 using the storage function F11. Select and obtain information. The database stored in the storage device of the management device 12 includes, for example, a plurality of calculation information corresponding to various battery history information obtained by the above-described battery test. This calculation information includes characteristic parameters whose current values are difficult to obtain in real time while the secondary battery device 11 is in use.
探索機能F10は、二次電池装置11から受信した履歴情報を基準として、前述のような様々な履歴情報に対応する複数の演算情報の中から、類似する履歴情報に対応する新規の演算情報を選択して取得する。以上により、図10に示す処理P2が終了する。以下では、探索機能F10が二次電池装置11から受信した演算情報を「現状の演算情報」といい、探索機能F10が管理装置12の記憶装置に記憶されたデータベースから取得した新規の演算情報を「更新情報」という。処理P2の終了後、管理装置12の演算機能F12は、たとえば、状態変化量の範囲を規定する処理P4で使用する、電池の仮想的な充放電パターンを設定する処理P3を実行する。 The search function F10 uses the history information received from the secondary battery device 11 as a reference to find new calculation information corresponding to similar history information from among the plurality of calculation information corresponding to various history information as described above. Select and get. With the above steps, the process P2 shown in FIG. 10 is completed. In the following, the calculation information received by the search function F10 from the secondary battery device 11 will be referred to as "current calculation information", and the new calculation information acquired by the search function F10 from the database stored in the storage device of the management device 12 will be referred to as "current calculation information". It is called "update information." After the process P2 ends, the calculation function F12 of the management device 12 executes a process P3 for setting a virtual charging/discharging pattern of the battery, which is used in the process P4 for defining the range of the amount of state change, for example.
図11は、図9に示す演算機能F12の機能ブロック図である。演算機能F12は、たとえば、充放電パターンの設定機能F121と、現状の電池状態の演算機能F122と、新規の電池状態の演算機能F123と、状態変化量の演算機能F124とを有している。 FIG. 11 is a functional block diagram of the calculation function F12 shown in FIG. The calculation function F12 includes, for example, a charge/discharge pattern setting function F121, a current battery state calculation function F122, a new battery state calculation function F123, and a state change amount calculation function F124.
処理P3において、設定機能F121は、たとえば、探索機能F10が二次電池装置11から取得した電池の履歴情報D1に含まれる充放電電流の発生頻度を抽出する。さらに、設定機能F121は、管理装置12の記憶装置に記憶された複数の充放電パターンの中から、抽出した充放電電流の発生頻度に類似する充放電パターンを選択して設定する。なお、一例として前述の充放電パターンの選択方法について説明したが、履歴情報の中に二次電池装置11を活用している用途(UPSや自動車など)を識別可能な情報を記録しておき、設定機能F121はこれを参照して管理装置12の記憶装置に記憶された用途に応じた充放電パターンの中から、同じ用途の充放電パターンを選択して設定しても良い。以上により、図10に示す処理P3が終了する。 In process P3, the setting function F121 extracts, for example, the frequency of occurrence of the charging/discharging current included in the battery history information D1 acquired from the secondary battery device 11 by the search function F10. Further, the setting function F121 selects and sets a charging/discharging pattern similar to the frequency of occurrence of the extracted charging/discharging current from among the plurality of charging/discharging patterns stored in the storage device of the management device 12. Although the above-mentioned charging/discharging pattern selection method has been described as an example, it is also possible to record information that can identify the application (UPS, automobile, etc.) in which the secondary battery device 11 is used in the history information, The setting function F121 may refer to this and select and set a charge/discharge pattern for the same purpose from among the charge/discharge patterns according to the purpose stored in the storage device of the management device 12. With the above steps, the process P3 shown in FIG. 10 ends.
次に、管理装置12の演算機能F12は、たとえば、状態変化量の範囲を設定する処理P4を実行する。具体的には、図11に示すように、演算機能F122と、演算機能F123とは、それぞれ、設定機能F121に設定された充放電パターンD2を取得する。また、演算機能F122と、演算機能F123とは、探索機能F10から、それぞれ、現状の演算情報D3と、新規の演算情報D4とを取得して、設定された充放電パターンD2を用いて電池状態を演算するシミュレーションを行う。なお、電池状態は、前述のように、たとえば、SOC、最大電流および最大電力を含む。 Next, the calculation function F12 of the management device 12 executes, for example, a process P4 for setting the range of the amount of state change. Specifically, as shown in FIG. 11, the calculation function F122 and the calculation function F123 each obtain the charging/discharging pattern D2 set in the setting function F121. In addition, the calculation function F122 and the calculation function F123 respectively acquire the current calculation information D3 and the new calculation information D4 from the search function F10, and use the set charging/discharging pattern D2 to determine the battery status. Perform a simulation to calculate. Note that, as described above, the battery state includes, for example, SOC, maximum current, and maximum power.
ここで、演算機能F122は、探索機能F10によって二次電池装置11から受信した現状の演算情報D3を用いて、現状の電池状態D5を算出する。具体的には、演算機能F122は、たとえば、現状の演算情報D3に含まれる現状の演算アルゴリズムD31と現状の特性パラメータD32とを用いて、現状の電池状態D5を算出する。 Here, the calculation function F122 calculates the current battery state D5 using the current calculation information D3 received from the secondary battery device 11 by the search function F10. Specifically, the calculation function F122 calculates the current battery state D5 using, for example, the current calculation algorithm D31 and the current characteristic parameter D32 included in the current calculation information D3.
また、演算機能F123は、新規の演算情報D4を用いて、新規の電池状態D6を算出する。具体的には、演算機能F12は、たとえば、現状の演算情報D3に含まれる現状の演算アルゴリズムD31と、新規の演算情報D4に含まれる新規の特性パラメータD42と、を用いて、新規の電池状態D6を算出する。 Furthermore, the calculation function F123 uses the new calculation information D4 to calculate a new battery state D6. Specifically, the calculation function F12 uses, for example, the current calculation algorithm D31 included in the current calculation information D3 and the new characteristic parameter D42 included in the new calculation information D4 to determine the new battery state. Calculate D6.
なお、新規の電池状態D6は、たとえば、新規の演算情報D4に含まれる新規の演算アルゴリズムD41と、新規の特性パラメータD42とを用いて算出してもよい。また、新規の電池状態D6は、たとえば、新規の演算情報D4に含まれる新規の演算アルゴリズムD41と、現状の演算情報D3に含まれる現状の特性パラメータD32と、を用いて算出してもよい。 Note that the new battery state D6 may be calculated using, for example, a new calculation algorithm D41 and a new characteristic parameter D42 included in the new calculation information D4. Further, the new battery state D6 may be calculated using, for example, the new calculation algorithm D41 included in the new calculation information D4 and the current characteristic parameter D32 included in the current calculation information D3.
図12は、電池状態の変化量である状態変化量の一例を示すグラフである。演算機能F124は、たとえば、演算機能F122が算出した現状の電池状態D5と、演算機能F123が算出した新規の電池状態D6との差である状態変化量を算出する。より具体的には、状態変化量は、たとえば、図12に示す現状のSOC(a)と、新規のSOC(b)との差であるSOCの変化量ΔSOCを含む。 FIG. 12 is a graph showing an example of the amount of change in state, which is the amount of change in battery state. The calculation function F124 calculates, for example, a state change amount that is the difference between the current battery state D5 calculated by the calculation function F122 and the new battery state D6 calculated by the calculation function F123. More specifically, the state change amount includes, for example, the SOC change amount ΔSOC, which is the difference between the current SOC (a) and the new SOC (b) shown in FIG. 12.
また、状態変化量は、たとえば、最大電流の変化量、および最大電力の変化量などを含む。演算機能F124は、たとえば、想定される状態変化量の変動幅に基づいて、状態変化量の範囲D7を規定する。演算機能F124は、規定した状態変化量の範囲D7を、たとえば、入出力部121を介して二次電池装置11へ出力する。また、演算機能F12は、たとえば、演算機能F123で使用した新規の演算情報D4を、更新情報として、状態変化量の範囲D7とともに、入出力部121を介して二次電池装置11へ出力する。以上により、図10に示す処理P4が終了する。 Further, the amount of state change includes, for example, the amount of change in maximum current, the amount of change in maximum power, and the like. The calculation function F124 defines the range D7 of the amount of state change based on, for example, the expected fluctuation range of the amount of state change. The calculation function F124 outputs the defined state change amount range D7 to the secondary battery device 11 via the input/output unit 121, for example. Further, the calculation function F12 outputs, for example, the new calculation information D4 used by the calculation function F123 to the secondary battery device 11 via the input/output unit 121, together with the state change amount range D7, as update information. With the above steps, the process P4 shown in FIG. 10 ends.
図13は、二次電池装置11の状態演算部116の処理の流れの一例を説明するフロー図である。状態演算部116は、図13に示す処理を開始すると、まず、管理装置12から更新情報を受信したか否かを判定する処理P5を実行する。具体的には、処理P5において、状態演算部116は、たとえば、図3に示す受信機能F1によって管理装置12から更新情報を受信したか否かを判定する。受信機能F1は、処理P5において、更新情報を受信していない(NO)と判定すると、たとえば、図13に示す処理を終了する。 FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the processing flow of the state calculation unit 116 of the secondary battery device 11. When the state calculation unit 116 starts the process shown in FIG. 13, it first executes a process P5 to determine whether update information has been received from the management device 12. Specifically, in process P5, the status calculation unit 116 determines whether update information has been received from the management device 12, for example, by the reception function F1 shown in FIG. If the receiving function F1 determines in process P5 that update information has not been received (NO), it ends the process shown in FIG. 13, for example.
一方、処理P5において、受信機能F1が更新情報を受信した(YES)と判定すると、状態演算部116は、たとえば、更新情報を記録する処理P6を実行する。この処理P6において、記憶機能F3またはF5は、受信機能F1によって受信した更新情報を、状態演算部116の記憶装置の第2記憶領域に記憶させる。この第2記憶領域は、演算機能F6が演算に使用している現状の演算情報が記憶された状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域とは異なる記憶領域である。以上により、処理P6が終了する。 On the other hand, in process P5, if the receiving function F1 determines that the update information has been received (YES), the status calculation unit 116 executes, for example, process P6 to record the update information. In this process P6, the storage function F3 or F5 stores the update information received by the reception function F1 in the second storage area of the storage device of the state calculation unit 116. This second storage area is a storage area different from the first storage area of the storage device of the state calculation unit 116 in which the current calculation information used for calculation by the calculation function F6 is stored. With the above steps, processing P6 ends.
次に、状態演算部116は、たとえば、現状の電池状態を算出する処理P7を実行する。この処理P7において、状態演算部116は、たとえば、記憶機能F2および記憶機能F4によって記憶装置の第1記憶領域に記憶された現状の演算情報を使用して、演算機能F6によって現状の電池状態を算出する。ここで算出された現状の電池状態は、たとえば、図2に示す電池管理部115へ出力されて単電池群111の制御に用いられるとともに、情報出力端子118を介して図1に示す制御装置6および管理装置12へ出力される。以上により、処理P7が終了する。 Next, the state calculation unit 116 executes, for example, a process P7 for calculating the current battery state. In this process P7, the state calculation unit 116 uses the current calculation information stored in the first storage area of the storage device by the storage function F2 and the storage function F4 to calculate the current battery state by the calculation function F6. calculate. The current battery state calculated here is outputted to, for example, the battery management unit 115 shown in FIG. and is output to the management device 12. With the above steps, processing P7 ends.
また、状態演算部116は、たとえば、処理P7と並行して、新規の電池状態を算出する処理P8を実行する。この処理P8において、状態演算部116は、たとえば、記憶機能F3および記憶機能F5によって記憶装置の第2記憶領域に記憶された新規の演算情報である更新情報を使用して、演算機能F6によって新規の電池状態を算出する。以上により、処理P8が終了する。 Further, the state calculation unit 116 executes a process P8 for calculating a new battery state, for example, in parallel with the process P7. In this process P8, the state calculation unit 116 uses the update information, which is new calculation information stored in the second storage area of the storage device by the storage function F3 and the storage function F5, to update the new calculation information by the calculation function F6. Calculate the battery status of. With the above steps, processing P8 ends.
次に、状態演算部116は、たとえば、状態変化量を算出する処理P9を実行する。この処理P9において、状態演算部116は、たとえば、電池状態の判定機能F8によって、演算機能F6から現状の電池状態と新規の電池状態とを取得し、現状の電池状態と新規の電池状態との差である状態変化量を算出する。以上により処理P9が終了する。 Next, the state calculation unit 116 executes, for example, a process P9 for calculating the amount of state change. In this process P9, the state calculation unit 116 obtains the current battery state and the new battery state from the calculation function F6 using the battery state determination function F8, and compares the current battery state and the new battery state with each other. Calculate the state change amount, which is the difference. Process P9 ends with the above steps.
次に、状態演算部116は、たとえば、状態変化量が規定された範囲内であるか否かを判定する処理P10を実行する。この処理P10において、状態演算部116は、たとえば、判定機能F8により、受信機能F1が管理装置12から更新情報とともに受信した状態変化量の規定の範囲を取得する。さらに、判定機能F8は、処理P9で算出した状態変化量が、受信機能F1から取得した規定の範囲内であるか否かを判定する。 Next, the state calculation unit 116 executes, for example, a process P10 that determines whether the amount of state change is within a defined range. In this process P10, the state calculation unit 116 uses the determination function F8 to obtain, for example, the prescribed range of the amount of state change that the receiving function F1 receives from the management device 12 together with the update information. Further, the determination function F8 determines whether the state change amount calculated in process P9 is within the specified range obtained from the reception function F1.
この処理P10において、判定機能F8が、処理P9で算出した状態変化量は規定された範囲内ではない(NO)と判定すると、状態演算部116は、図13に示す処理を終了する。一方、処理P10において、判定機能F8が、処理P9で算出した状態変化量は規定された範囲内である(YES)と判定すると、状態演算部116は、演算情報を更新する処理P11を実行する。 In this process P10, if the determination function F8 determines that the state change amount calculated in process P9 is not within the defined range (NO), the state calculation unit 116 ends the process shown in FIG. 13. On the other hand, in process P10, if the determination function F8 determines that the state change amount calculated in process P9 is within the specified range (YES), the state calculation unit 116 executes process P11 to update the calculation information. .
この処理P11において、状態演算部116は、たとえば、判定機能F8によって判定結果を受信機能F1に通知する。受信機能F1は、判定機能F8から判定結果が通知されると、管理装置12から受信した更新情報を、記憶機能F2または記憶機能F4へ出力する。記憶機能F2または記憶機能F4は、受信機能F1から入力された更新情報を、状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域に記憶させ、演算情報を上書きして更新する。以上により、図13に示す処理が終了する。 In this process P11, the state calculation unit 116 notifies the reception function F1 of the determination result using the determination function F8, for example. When the reception function F1 is notified of the determination result from the determination function F8, it outputs the update information received from the management device 12 to the storage function F2 or the storage function F4. The storage function F2 or the storage function F4 stores the update information input from the reception function F1 in the first storage area of the storage device of the state calculation unit 116, and overwrites and updates the calculation information. With the above, the process shown in FIG. 13 ends.
このように、図13に示す処理によって、状態演算部116の記憶装置の第1領域に記憶された演算情報が更新された後は、この新しい演算情報が演算機能F6によって使用され、より正確な新規の電池状態が算出される。なお、処理P11では、状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域に記憶された演算情報を上書きして更新しなくてもよい。 In this way, after the calculation information stored in the first area of the storage device of the state calculation unit 116 is updated by the process shown in FIG. 13, this new calculation information is used by the calculation function F6 to provide more accurate A new battery status is calculated. Note that in the process P11, the calculation information stored in the first storage area of the storage device of the state calculation unit 116 does not need to be overwritten and updated.
たとえば、処理P11では、記憶装置の第1記憶領域に記憶された演算情報はそのままで、記憶装置の第2記憶領域に記憶された更新情報を演算情報として使用するように設定することで、演算情報を更新してもよい。このような処理P11を採用する場合の一例を、図14を参照して説明する。 For example, in process P11, the calculation information stored in the first storage area of the storage device is set to be used as calculation information while the calculation information stored in the second storage area of the storage device is used as calculation information. You may update the information. An example of employing such processing P11 will be described with reference to FIG. 14.
図14は、図3の状態演算部116の処理の流れの変形例を示すフロー図である。図14において、図13に示す処理と同一の処理は、同一の符号を付して説明を省略する。図14に示す例では、処理P11において、状態演算部116は、たとえば演算機能F6により、記憶機能F3および記憶機能F5によって記憶装置の第2記憶領域に記憶された更新情報を、演算情報として使用するように設定して、演算情報を更新する。 FIG. 14 is a flowchart showing a modification of the processing flow of the state calculation unit 116 in FIG. 3. In FIG. In FIG. 14, the same processes as those shown in FIG. 13 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the example shown in FIG. 14, in process P11, the state calculation unit 116 uses the update information stored in the second storage area of the storage device by the storage function F3 and the storage function F5 as calculation information, for example, by the calculation function F6. and update the calculation information.
次に、状態演算部116は、たとえば、判定機能F8により、単電池群111に過充電、過放電、過剰な高温などの異常や警告が発生したか否かを、所定の時間にわたって判定する処理P12を実行する。 Next, the state calculation unit 116 performs a process of determining, for example, whether an abnormality or warning such as overcharging, overdischarging, or excessive high temperature has occurred in the cell group 111 over a predetermined period of time using the determination function F8. Execute P12.
この処理P12において、判定機能F8が異常や警告が発生した(YES)と判定すると、状態演算部116は、更新前の演算情報を使用する処理P13を実行する。この処理P13において、状態演算部116は、たとえば、演算機能F6により、記憶装置の第1記憶領域に記憶された更新前の演算情報を、再度、電池状態を算出するための演算情報に設定して、図14に示す処理を終了する。 In this process P12, if the determination function F8 determines that an abnormality or warning has occurred (YES), the status calculation unit 116 executes process P13 using the calculation information before updating. In this process P13, the state calculation unit 116, for example, uses the calculation function F6 to set the calculation information before update stored in the first storage area of the storage device as calculation information for calculating the battery state again. Then, the process shown in FIG. 14 ends.
一方、処理P12において、判定機能F8が異常や警告が発生しなかった(NO)と判定すると、状態演算部116は、たとえば、演算情報を上書き更新する処理P14を実行する。この処理P14において、状態演算部116の記憶機能F2および記憶機能F4は、受信機能F1から入力された更新情報を、状態演算部116の記憶装置の第1記憶領域に記憶させることで、演算情報を上書きして更新する。以上により、図14に示す処理が終了する。 On the other hand, in process P12, if the determination function F8 determines that no abnormality or warning has occurred (NO), the status calculation unit 116 executes process P14 of overwriting and updating the calculation information, for example. In this process P14, the storage function F2 and the storage function F4 of the state calculation section 116 store the update information input from the reception function F1 in the first storage area of the storage device of the state calculation section 116, thereby storing the calculation information. overwrite and update. With the above, the process shown in FIG. 14 ends.
以下、本実施形態の二次電池装置11および二次電池システム1の作用を説明する。 Hereinafter, the functions of the secondary battery device 11 and the secondary battery system 1 of this embodiment will be explained.
現在、地球環境問題が注目されている。地球温暖化を防止するために、ハイブリッド電気自動車や電気自動車などの環境対応車が普及している。このような環境対応車では、二次電池に蓄えた電気エネルギーによって駆動されるモーターの動力により、従来のエンジンの動力の一部または全部が代替される。 Currently, global environmental issues are attracting attention. In order to prevent global warming, environmentally friendly vehicles such as hybrid electric vehicles and electric vehicles are becoming popular. In such eco-friendly vehicles, the power of a motor driven by electrical energy stored in a secondary battery replaces part or all of the power of a conventional engine.
また、電力分野では、温室効果ガスを排出しない太陽光発電などの再生可能エネルギーが注目され、導入が進んでいる。太陽光発電による発電出力は天候による変動が大きいため、電力系統の電圧変動や周波数変動を引き起こすおそれがある。そのため、図1に示すように、太陽光発電システムPGSに、電圧等の変動抑制を抑制する二次電池システム1を併設し、二次電池システム1を充放電させることで、電力系統3への出力を平滑化している。 Furthermore, in the electric power field, renewable energy such as solar power generation, which does not emit greenhouse gases, is attracting attention and its introduction is progressing. Since the power output from solar power generation fluctuates greatly depending on the weather, there is a risk of causing voltage and frequency fluctuations in the power grid. Therefore, as shown in Figure 1, the solar power generation system PGS is equipped with a secondary battery system 1 that suppresses fluctuations in voltage, etc., and by charging and discharging the secondary battery system 1, it is possible to connect to the power grid 3. The output is smoothed.
このように、環境温暖化の防止を可能にするシステムには、頻繁に二次電池が活用されており、今後は益々、二次電池の適用範囲が拡大していくと予想される。二次電池を適用したシステムでは、そのシステムにおける二次電池の要求性能を満足できなくなった場合、または、規定の使用年数が経過した場合、二次電池の寿命が尽きたと判定され、新しい電池に交換される。今後は、たとえば、環境対応車から取り外された使用済みの二次電池が別の用途に転用されるなど、二次電池のリユースが加速していくことが予想される。 As described above, secondary batteries are frequently used in systems that make it possible to prevent environmental warming, and it is expected that the scope of application of secondary batteries will continue to expand in the future. In a system that uses a secondary battery, if the required performance of the secondary battery in the system can no longer be met, or if the specified number of years of use have passed, it is determined that the secondary battery has reached its lifespan, and a new battery is required. be exchanged. In the future, it is expected that the reuse of secondary batteries will accelerate, for example, used secondary batteries removed from eco-friendly vehicles will be repurposed for other purposes.
二次電池には、たとえば、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池など、様々な種類がある。その中でも、リチウムイオン二次電池は、特に、出力とエネルギー性能に優れるため、適用範囲が拡大している。リチウムイオン二次電池は、動作を保証するための仕様として、たとえば、使用可能な温度範囲、電圧範囲および充電状態の範囲、ならびに充放電可能な最大電流などが規定されている。 There are various types of secondary batteries, such as lead batteries, nickel-metal hydride batteries, and lithium ion secondary batteries. Among them, lithium ion secondary batteries have particularly excellent output and energy performance, so their range of applications is expanding. For lithium ion secondary batteries, specifications for guaranteeing operation include, for example, usable temperature range, voltage range, charging state range, and maximum chargeable/dischargeable current.
このような仕様として規定された範囲を逸脱して電池を使用すると、電池が著しく劣化し、最悪の場合は電池を故障させる原因にもなる。そのため、二次電池システム1を構成する二次電池装置11は、電池状態を演算するための状態演算部116を有している。状態演算部116は、二次電池のSOCやSOH、最大に充放電可能な電流や電力、異常の有無、特性情報などを検知する。 If a battery is used outside the range stipulated as such specifications, the battery will deteriorate significantly, and in the worst case, it may cause the battery to malfunction. Therefore, the secondary battery device 11 that constitutes the secondary battery system 1 includes a state calculation unit 116 for calculating the battery state. The state calculation unit 116 detects the SOC and SOH of the secondary battery, the maximum chargeable and dischargeable current and power, the presence or absence of an abnormality, and characteristic information.
前記特許文献1に記載された従来の電池劣化算出装置は、二次電池装置の制御部の不揮発メモリに蓄積された電池の使用履歴データを受信部によって受信し、電池劣化算出部が予め電池容量と温度をパラメータとして算出されている電池劣化傾向データと組み合わせることで、電池劣化に応じた電池容量を算出する。ここで、この従来の電池劣化算出装置は、電池容量算出アルゴリズムなどを時間の制約なく自由に更新できるという特徴がある。このようなアルゴリズムなどの更新において、更新する情報が適正な情報か否かの判断を行う機能があれば、制御をより確実に行うことが可能な二次電池装置を実現できると考える。 In the conventional battery deterioration calculation device described in Patent Document 1, a receiving section receives battery usage history data stored in a nonvolatile memory of a control section of a secondary battery device, and the battery deterioration calculation section calculates the battery capacity in advance. By combining this with battery deterioration trend data calculated using temperature as a parameter, battery capacity is calculated according to battery deterioration. Here, this conventional battery deterioration calculation device is characterized in that the battery capacity calculation algorithm and the like can be updated freely without time constraints. When updating such algorithms, we believe that if there is a function to determine whether the information to be updated is appropriate information, it will be possible to realize a secondary battery device that can perform control more reliably.
これに対し、本実施形態の二次電池装置11は、前述のように、二次電池である単電池群111と、二次電池の電圧と電流と温度を検知する検知部としての電流センサ113、温度センサ114、および電池管理部115と、を備えている。また、二次電池装置11は、検知部の検知結果に基づいて電池状態を演算する状態演算部116を備えている。また、状態演算部116は、記憶装置と処理装置とを有している。状態演算部116の記憶装置は、電池状態を演算するための演算情報を記憶する第1記憶領域と、演算情報を更新するための更新情報を記憶する第2記憶領域と、を有している。また、状態演算部116の処理装置は、状態検知処理と、更新検証処理と、更新処理と、を実行する。状態検知処理は、演算情報を用いて現状の電池状態を演算する処理P7である。更新検証処理は、更新情報を用いて新規の電池状態を演算する処理P8と現状の電池状態と新規の電池状態との間の状態変化量を算出するP9である。更新処理は、現状の電池状態と新規の電池状態との間の状態変化量が規定された範囲内である場合に更新情報を第1記憶領域に記憶させて演算情報を更新する処理P11である。 On the other hand, as described above, the secondary battery device 11 of this embodiment includes a unit cell group 111 which is a secondary battery, and a current sensor 113 as a detection unit that detects the voltage, current, and temperature of the secondary battery. , a temperature sensor 114, and a battery management section 115. Further, the secondary battery device 11 includes a state calculation section 116 that calculates the battery state based on the detection result of the detection section. Further, the state calculation unit 116 includes a storage device and a processing device. The storage device of the status calculation unit 116 has a first storage area that stores calculation information for calculating the battery status, and a second storage area that stores update information for updating the calculation information. . Further, the processing device of the state calculation unit 116 executes a state detection process, an update verification process, and an update process. The state detection process is a process P7 that calculates the current battery state using calculation information. The update verification process includes a process P8 in which a new battery state is calculated using the update information, and a process P9 in which a state change amount between the current battery state and the new battery state is calculated. The update process is a process P11 that stores update information in the first storage area and updates the calculation information when the amount of state change between the current battery state and the new battery state is within a specified range. .
このような構成により、本実施形態の二次電池装置11は、単電池群111を構成する二次電池の状態に応じた制御をより確実に行うことが可能になる。具体的には、二次電池装置11の状態演算部116は、記憶装置の第1記憶領域に、二次電池の電池状態を算出するための演算情報が記憶されている。演算情報は、たとえば、二次電池の特性パラメータと、その特性パラメータを用いて電池状態を算出するための演算アルゴリズムを含む。電池状態は、前述のように、たとえばSOC、SOH、入出力可能な最大電力または最大電流、異常の有無などを含む。そして、状態演算部116は、たとえば、二次電池の劣化に応じて、管理装置12から演算情報を更新するための更新情報を取得して、記憶装置の第2記憶領域に記憶することができる。そして、状態演算部116は、状態検知処理により現状の演算情報を用いて現状の電池状態を算出し、更新検証処理により更新情報を用いて新規の電池状態を算出し、現状の電池状態と新規の電池状態との間の状態変化量を算出する。さらに、状態演算部116は、更新処理により、現状の電池状態と新規の電池状態との間の状態変化量が規定された範囲内である場合に限り、更新情報を第1記憶領域に記憶させて演算情報を更新する。したがって、本実施形態の二次電池装置11によれば、問題がある更新情報によって演算情報が上書きされるのを防止して、二次電池の状態に応じた制御をより確実に行うことが可能になる。 With such a configuration, the secondary battery device 11 of this embodiment can more reliably perform control according to the state of the secondary batteries that constitute the unit cell group 111. Specifically, the state calculation unit 116 of the secondary battery device 11 stores calculation information for calculating the battery state of the secondary battery in a first storage area of the storage device. The calculation information includes, for example, a characteristic parameter of the secondary battery and a calculation algorithm for calculating the battery state using the characteristic parameter. As described above, the battery status includes, for example, the SOC, SOH, the maximum power or maximum current that can be input/output, and the presence or absence of an abnormality. For example, the status calculation unit 116 can acquire update information for updating calculation information from the management device 12 in accordance with deterioration of the secondary battery, and can store it in the second storage area of the storage device. . Then, the state calculation unit 116 calculates the current battery state using the current calculation information through the state detection process, calculates a new battery state using the update information through the update verification process, and calculates the current battery state and the new battery state using the update information. Calculate the amount of state change between the battery state and the battery state. Furthermore, the state calculation unit 116 causes the update information to be stored in the first storage area only when the amount of state change between the current battery state and the new battery state is within a specified range through the update process. to update the calculation information. Therefore, according to the secondary battery device 11 of this embodiment, it is possible to prevent calculation information from being overwritten by problematic update information and to more reliably perform control according to the state of the secondary battery. become.
また、本実施形態の二次電池装置11において、状態演算部116の処理装置による更新処理は、変化量判定処理と、仮更新処理と、異常判定処理と、実更新処理と、を含んでもよい。図14に示すように、変化量判定処理は、状態変化量が規定された範囲内であるか否かを判定する処理P10である。また、仮更新処理は、状態変化量が規定された範囲内である場合に更新した電池状態を所定期間にわたって状態演算部の出力に設定する処理P11である。異常判定処理は、所定期間にわたって異常の有無を判定する処理P12である。実更新処理は、異常判定処理において異常なしと判定された場合に更新情報を記憶装置の第1記憶領域に記憶させて演算情報を更新する処理P14である。 Further, in the secondary battery device 11 of the present embodiment, the update process by the processing device of the state calculation unit 116 may include a change amount determination process, a temporary update process, an abnormality determination process, and an actual update process. . As shown in FIG. 14, the change amount determination process is a process P10 that determines whether the state change amount is within a defined range. Further, the temporary update process is a process P11 that sets the updated battery status to the output of the status calculation unit for a predetermined period when the amount of status change is within a specified range. The abnormality determination process is a process P12 in which the presence or absence of an abnormality is determined over a predetermined period of time. The actual update process is a process P14 in which update information is stored in the first storage area of the storage device to update the calculation information when it is determined that there is no abnormality in the abnormality determination process.
このような構成により、二次電池装置11は、前述の効果に加えて、更新情報を期間を限定して演算情報として使用し、異常がない場合に演算情報を更新情報によって上書きすることができる。したがって、この二次電池装置11によれば、単電池群111を構成する二次電池の状態に応じた制御をより確実に行うことが可能になる。 With such a configuration, in addition to the above-mentioned effects, the secondary battery device 11 can use the update information as calculation information for a limited period and overwrite the calculation information with the update information when there is no abnormality. . Therefore, according to this secondary battery device 11, it becomes possible to more reliably perform control according to the state of the secondary batteries that constitute the unit cell group 111.
また、本実施形態の二次電池装置11において、演算情報は、二次電池の特性パラメータを含む。このような構成により、状態演算部116は、更新情報として新規の特性パラメータを管理装置12から取得して記憶装置の第2記憶領域に記憶させ、記憶装置の第1記憶装置に記憶された現状の特性パラメータを、新規の特性パラメータによって更新することができる。 Furthermore, in the secondary battery device 11 of this embodiment, the calculation information includes characteristic parameters of the secondary battery. With such a configuration, the state calculation unit 116 acquires new characteristic parameters from the management device 12 as update information, stores them in the second storage area of the storage device, and updates the current state stored in the first storage device of the storage device. The characteristic parameters of can be updated with new characteristic parameters.
また、本実施形態の二次電池装置11において、特性パラメータは、二次電池を構成する単電池の内部抵抗R、開回路電圧OCV、分極抵抗Rpとコンデンサの容量であるキャパシタンスC、および満充電容量Qmaxを含む。このような構成により、本実施形態の二次電池装置11によれば、使用中にリアルタイムに現在値を求めることが困難な特性パラメータを、更新情報として管理装置12から取得して、特性パラメータを更新することができる。なお、上記は特性パラメータの更新について述べたが、演算アルゴリズムについても同様に更新処理を適用する。 Further, in the secondary battery device 11 of this embodiment, the characteristic parameters include the internal resistance R of the single cell constituting the secondary battery, the open circuit voltage OCV, the capacitance C that is the capacitance of the polarization resistance Rp and the capacitor, and the full charge. Includes capacity Qmax. With such a configuration, according to the secondary battery device 11 of the present embodiment, characteristic parameters whose current values are difficult to obtain in real time during use are acquired from the management device 12 as update information, and the characteristic parameters are updated. Can be updated. Note that although the above description has been about updating the characteristic parameters, the updating process is similarly applied to the arithmetic algorithm.
また、本実施形態の二次電池システム1は、前述の二次電池装置11と、その二次電池装置11に対して通信可能に接続された管理装置12と、を備えている。管理装置12は、記憶装置と処理装置とを備えている。この管理装置12の記憶装置は、前述のように、複数の演算情報が記憶されている。また、管理装置12の処理装置は、二次電池装置11から取得した情報に基づいて、管理装置12の記憶装置に記憶された複数の演算情報の中から一の演算情報を選択して更新情報として二次電池装置11へ出力する。また、管理装置12の処理装置は、二次電池装置11における現状の電池状態と新規の電池状態との間の状態変化量の範囲を規定して、二次電池装置11へ出力する。 Further, the secondary battery system 1 of this embodiment includes the above-described secondary battery device 11 and a management device 12 communicably connected to the secondary battery device 11. The management device 12 includes a storage device and a processing device. As described above, the storage device of this management device 12 stores a plurality of pieces of calculation information. In addition, the processing device of the management device 12 selects one calculation information from among the plurality of calculation information stored in the storage device of the management device 12 based on the information acquired from the secondary battery device 11 and updates the information. It is output to the secondary battery device 11 as . Further, the processing device of the management device 12 defines a range of state change amounts between the current battery state and the new battery state in the secondary battery device 11 and outputs the range to the secondary battery device 11 .
このような構成により、管理装置12の記憶装置は、複数の演算情報として、たとえば、電池の様々な履歴情報ごとに、複数の特性パラメータを記憶することができる。ここで、特性パラメータには、前述のように、二次電池装置11の使用中にリアルタイムに現在値を求めることが困難な電池の特性パラメータを含む。二次電池装置11の使用中にリアルタイムに現在値を求めることが困難な電池の特性パラメータは、たとえば、満充電容量Qmax、開回路電圧OCVとSOCとの関係、分極抵抗RpおよびキャパシタンスC、電池の抵抗増加率SOHRと容量維持率SOHQとの関係などを含む。 With such a configuration, the storage device of the management device 12 can store a plurality of characteristic parameters as a plurality of calculation information, for example, for each of various battery history information. Here, the characteristic parameters include battery characteristic parameters whose current values are difficult to obtain in real time while the secondary battery device 11 is in use, as described above. Battery characteristic parameters whose current values are difficult to obtain in real time while using the secondary battery device 11 include, for example, the full charge capacity Qmax, the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC, the polarization resistance Rp and the capacitance C, and the battery This includes the relationship between the resistance increase rate SOHR and the capacity maintenance rate SOHQ.
すなわち、二次電池システム1の運用開始後に、並行して前述の電池試験を実施し、様々な条件で電池を劣化させて電池の特性パラメータを含む演算情報を特定し、その複数の演算情報を管理装置12の記憶装置に記憶させておくことができる。これにより、二次電池システム1の運用に要する準備期間を大幅に削減することが可能である。さらに、前述の電池試験において、実際の電池の運用よりも劣化が加速する電池試験を実施することで、実際の二次電池システム1の状態を先取りした電池の劣化特性を管理装置12の記憶装置に記憶させることが可能である。すなわち、二次電池システム1の運用開始までの準備期間を短縮させながら、二次電池システム1の運用後に生じる電池の劣化に伴う特性変化を、管理装置12の記憶装置に記憶させた演算情報によって二次電池装置11の制御に反映させることができる。 That is, after the start of operation of the secondary battery system 1, the above-mentioned battery test is conducted in parallel, the battery is degraded under various conditions, calculation information including battery characteristic parameters is identified, and the multiple calculation information is It can be stored in the storage device of the management device 12. Thereby, it is possible to significantly reduce the preparation period required for operation of the secondary battery system 1. Furthermore, in the battery test described above, by conducting a battery test in which deterioration accelerates more than in actual battery operation, battery deterioration characteristics that anticipate the actual state of the secondary battery system 1 can be stored in the storage of the management device 12. It is possible to store it in That is, while shortening the preparation period until the start of operation of the secondary battery system 1, changes in characteristics due to battery deterioration that occur after the operation of the secondary battery system 1 can be detected using calculation information stored in the storage device of the management device 12. This can be reflected in the control of the secondary battery device 11.
また、管理装置12の処理装置は、二次電池装置11から電池の履歴情報を含む情報を取得し、その履歴情報に応じて、管理装置12の記憶装置に記憶された複数の演算情報の中から一の演算情報を選択し、それを更新情報として二次電池装置11へ出力することができる。これにより、二次電池装置11は、管理装置12から、二次電池装置11の使用中にリアルタイムに現在値を求めることが困難なパラメータを、電池の履歴情報に応じて、随時、取得することができる。さらに、管理装置12の処理装置は、二次電池装置11における現状の電池状態と新規の電池状態との間の状態変化量の範囲を規定して、二次電池装置11へ出力する。これにより、二次電池装置11の処理装置は、管理装置12から取得した状態変化量の規定の範囲を用いて、前述の更新処理を実行することができる。 Further, the processing device of the management device 12 acquires information including battery history information from the secondary battery device 11, and selects among the plurality of calculation information stored in the storage device of the management device 12 according to the history information. It is possible to select one calculation information from the list and output it to the secondary battery device 11 as update information. Thereby, the secondary battery device 11 can acquire parameters whose current values are difficult to obtain in real time while the secondary battery device 11 is in use from the management device 12 at any time, depending on the history information of the battery. I can do it. Furthermore, the processing device of the management device 12 defines a range of state change amounts between the current battery state and the new battery state in the secondary battery device 11 and outputs the range to the secondary battery device 11 . Thereby, the processing device of the secondary battery device 11 can execute the above-described update process using the prescribed range of the amount of state change acquired from the management device 12.
以上説明したように、本実施形態によれば、二次電池の制御をより確実に行うことが可能な二次電池装置11および二次電池システム1を提供することができる。なお、本開示に係る二次電池装置11および二次電池システム1は、前述の実施形態に限定されない。以下、図15を参照して、前述の実施形態の二次電池システム1の変形例を説明する。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the secondary battery device 11 and the secondary battery system 1 that can more reliably control the secondary battery. Note that the secondary battery device 11 and the secondary battery system 1 according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments. Hereinafter, a modification of the secondary battery system 1 of the above-described embodiment will be described with reference to FIG. 15.
図15は、図9に示す管理装置12の変形例を示す機能ブロック図である。本変形例に係る二次電池システムは、管理装置12の構成が前述の実施形態に係る二次電池システム1と異なっている。本変形例に係る二次電池システムのその他の点は、前述の実施形態に係る二次電池システムと同様であるため、同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。 FIG. 15 is a functional block diagram showing a modification of the management device 12 shown in FIG. 9. As shown in FIG. The secondary battery system according to this modification differs from the secondary battery system 1 according to the above-described embodiment in the configuration of the management device 12. Other points of the secondary battery system according to this modification are the same as those of the secondary battery system according to the above-described embodiment, so similar parts are given the same reference numerals and explanations are omitted.
本変形例の二次電池システムにおいて、管理装置12は、前述の各機能に加えて、二次電池装置11の転用先種別を選択する機能F13を有している。また、本変形例において、管理装置12の演算情報を記憶する機能F11は、管理装置12の記憶装置に二次電池の複数の履歴情報と、複数の二次電池システム1の適用先種別とを関連付けた転用データベースを記憶させる機能を有する。二次電池装置11の転用先種別を選択する機能F13は、二次電池システム1から取得した二次電池の履歴情報と、転用データベースの履歴情報との類似性を判定し、その類似性に基づいて転用データベースの適用先種別を選択する。 In the secondary battery system of this modification, the management device 12 has a function F13 for selecting the destination type of the secondary battery device 11 in addition to the above-mentioned functions. In addition, in this modification, the function F11 of the management device 12 for storing calculation information stores a plurality of history information of secondary batteries and a plurality of application types of the secondary battery systems 1 in the storage device of the management device 12. It has a function to store the associated diversion database. The function F13 for selecting the diversion destination type of the secondary battery device 11 determines the similarity between the history information of the secondary battery acquired from the secondary battery system 1 and the history information of the diversion database, and based on the similarity. to select the destination type of the diversion database.
以上のように、本変形例に係る二次電池システムにおいて、管理装置12の記憶装置は、二次電池の複数の履歴情報と、複数の二次電池システム1の適用先種別とを関連付けた転用データベースが記憶されている。そして、管理装置12の処理装置は、二次電池装置から取得した二次電池の履歴情報と、転用データベースの履歴情報との類似性を判定し、その類似性に基づいて転用データベースの適用先種別を選択する。この構成により、単電池群111の履歴情報と劣化情報を踏まえて、それぞれの二次電池装置11に最も適した転用先を判定することができる。 As described above, in the secondary battery system according to the present modification, the storage device of the management device 12 is a diversion device that associates a plurality of history information of secondary batteries with a plurality of application types of secondary battery systems 1. database is stored. Then, the processing device of the management device 12 determines the similarity between the history information of the secondary battery acquired from the secondary battery device and the history information of the diversion database, and determines the application destination type of the diversion database based on the similarity. Select. With this configuration, the most suitable diversion destination for each secondary battery device 11 can be determined based on the history information and deterioration information of the unit cell group 111.
以上、図面を用いて本開示に係る二次電池装置および二次電池システムの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。 Although the embodiments of the secondary battery device and the secondary battery system according to the present disclosure have been described above in detail using the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the gist of the present disclosure has been described in detail. Even if there are design changes within the scope, they are included in the present disclosure.
1 二次電池システム
11 二次電池装置
111 単電池群(二次電池)
113 電流センサ(検知部)
114 温度センサ(検知部)
115 電池管理部(検知部)
116 状態演算部
12 管理装置
P7 状態検知処理
P8 更新検証処理
P11 更新処理
P10 変化量判定処理
P11 仮更新処理
P12 異常判定処理
P13 実更新処理
1 Secondary battery system 11 Secondary battery device 111 Cell group (secondary battery)
113 Current sensor (detection part)
114 Temperature sensor (detection part)
115 Battery management section (detection section)
116 Status calculation unit 12 Management device P7 Status detection process P8 Update verification process P11 Update process P10 Change amount determination process P11 Temporary update process P12 Abnormality determination process P13 Actual update process
Claims (6)
前記状態演算部は、記憶装置と処理装置とを有し、
前記記憶装置は、前記電池状態を演算するための演算情報を記憶する第1記憶領域と、前記演算情報を更新するための更新情報を記憶する第2記憶領域と、を有し、
前記処理装置は、前記演算情報を用いて現状の前記電池状態を演算する状態検知処理と、前記更新情報を用いて新規の前記電池状態を演算する更新検証処理と、前記現状の前記電池状態と前記新規の前記電池状態との間の状態変化量が規定された範囲内である場合に前記更新情報を前記第1記憶領域に記憶させて前記演算情報を更新する更新処理と、を実行することを特徴とする二次電池装置。 A secondary battery device comprising a secondary battery, a detection unit that detects voltage, current, and temperature of the secondary battery, and a state calculation unit that calculates a battery state based on the detection result of the detection unit. hand,
The state calculation unit has a storage device and a processing device,
The storage device has a first storage area that stores calculation information for calculating the battery state, and a second storage area that stores update information for updating the calculation information,
The processing device performs a state detection process that calculates the current battery state using the calculation information, an update verification process that calculates a new battery state using the update information, and a state detection process that calculates the current battery state using the update information. performing an update process of storing the update information in the first storage area and updating the calculation information when the amount of change in state from the new battery state is within a specified range; A secondary battery device featuring:
前記管理装置は、記憶装置と処理装置とを備え、
前記管理装置の前記記憶装置は、複数の前記演算情報が記憶され、
前記管理装置の前記処理装置は、前記二次電池装置から取得した情報に基づいて、複数の前記演算情報の中から一の前記演算情報を選択して前記更新情報として前記二次電池装置へ出力するとともに、前記状態変化量の前記範囲を規定して前記二次電池装置へ出力することを特徴とする二次電池システム。 A secondary battery system comprising the secondary battery device according to any one of claims 1 to 4 and a management device communicably connected to the secondary battery device,
The management device includes a storage device and a processing device,
The storage device of the management device stores a plurality of the calculation information,
The processing device of the management device selects one of the calculation information from the plurality of calculation information based on the information acquired from the secondary battery device, and outputs the selected calculation information as the update information to the secondary battery device. At the same time, the secondary battery system is characterized in that the range of the state change amount is defined and output to the secondary battery device.
前記管理装置の前記処理装置は、前記二次電池装置から取得した前記二次電池の履歴情報と、前記転用データベースの前記履歴情報との類似性を判定し、前記類似性に基づいて前記転用データベースの前記適用先種別を選択することを特徴とする請求項5に記載の二次電池システム。 The storage device of the management device stores a diversion database that associates a plurality of history information of the secondary batteries with application types of the plurality of secondary battery systems,
The processing device of the management device determines the similarity between the history information of the secondary battery acquired from the secondary battery device and the history information of the diversion database, and the processing device determines the similarity between the history information of the secondary battery acquired from the secondary battery device and the history information of the diversion database. 6. The secondary battery system according to claim 5, wherein the application destination type is selected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020055944A JP7388964B2 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Secondary battery equipment and secondary battery system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020055944A JP7388964B2 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Secondary battery equipment and secondary battery system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021157926A JP2021157926A (en) | 2021-10-07 |
JP7388964B2 true JP7388964B2 (en) | 2023-11-29 |
Family
ID=77918332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020055944A Active JP7388964B2 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Secondary battery equipment and secondary battery system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7388964B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114368312A (en) * | 2022-01-11 | 2022-04-19 | 青岛特来电新能源科技有限公司 | Vehicle information processing method and device, electronic equipment and medium |
CN119054131A (en) * | 2022-03-25 | 2024-11-29 | 株式会社杰士汤浅国际 | Information processing device, information processing method, and program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118080A1 (en) | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 古河電気工業株式会社 | Device for estimating internal state of battery, and method for estimating internal state of battery |
WO2012120620A1 (en) | 2011-03-07 | 2012-09-13 | 株式会社 日立製作所 | Battery state estimating method and battery management system |
WO2018211824A1 (en) | 2017-05-17 | 2018-11-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery control device and vehicle system |
-
2020
- 2020-03-26 JP JP2020055944A patent/JP7388964B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118080A1 (en) | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 古河電気工業株式会社 | Device for estimating internal state of battery, and method for estimating internal state of battery |
WO2012120620A1 (en) | 2011-03-07 | 2012-09-13 | 株式会社 日立製作所 | Battery state estimating method and battery management system |
WO2018211824A1 (en) | 2017-05-17 | 2018-11-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery control device and vehicle system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021157926A (en) | 2021-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108717164B (en) | SOC calibration method and system for battery | |
Roscher et al. | Reliable state estimation of multicell lithium-ion battery systems | |
JP7201792B2 (en) | BATTERY MANAGEMENT DEVICE, BATTERY MANAGEMENT METHOD, POWER STORAGE SYSTEM | |
CN109342950B (en) | A method, device and equipment for evaluating the state of charge of a lithium battery | |
TWI381182B (en) | Apparatus and method for estimating state of health of battery based on battery voltage variation pattern | |
KR101547006B1 (en) | Apparatus and method for estimating state of charging of battery | |
US10288692B2 (en) | Systems and methods for estimating battery system parameters | |
CN108291944B (en) | Battery management device | |
KR102572652B1 (en) | Method for estimating state of charge of battery | |
KR102448627B1 (en) | Device for checking of battery SOC on vehicle and method thereof | |
Kessels et al. | On-line battery identification for electric driving range prediction | |
CN115210593A (en) | Deterioration degree diagnosis device | |
US20150369875A1 (en) | Battery state estimating device | |
CN112986842B (en) | Method, device and equipment for estimating state of charge of battery | |
KR20150120697A (en) | A method and device to calibrate error from estimation of batter life | |
CN103969587A (en) | Power battery SOC (state of charge) estimation method for hybrid electric vehicles | |
US12122262B2 (en) | Battery management system, battery pack, electric vehicle, and battery management method | |
Wehbe et al. | Battery equivalent circuits and brief summary of components value determination of lithium ion: A review | |
JP2006242880A (en) | Condition detector for power supply device, power supply device, and initial characteristic extractor used for power supply device | |
KR102550371B1 (en) | Method of Online Detection of Soft Internal Short Circuit in Lithium-Ion Batteries at Various Standard Charging Ranges and Apparatus thereof | |
CN104577242A (en) | Battery pack management system and method | |
CN117890798B (en) | Battery remaining energy state estimation method and related device | |
JP7388964B2 (en) | Secondary battery equipment and secondary battery system | |
JP6161133B2 (en) | Data extraction apparatus, data extraction method, and data extraction program | |
WO2019187680A1 (en) | Secondary battery control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221020 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7388964 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |