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JP2023073549A - Battery management device, battery management method, and battery management program - Google Patents

Battery management device, battery management method, and battery management program Download PDF

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JP2023073549A JP2021186083A JP2021186083A JP2023073549A JP 2023073549 A JP2023073549 A JP 2023073549A JP 2021186083 A JP2021186083 A JP 2021186083A JP 2021186083 A JP2021186083 A JP 2021186083A JP 2023073549 A JP2023073549 A JP 2023073549A
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絵里 磯崎
Eri Isozaki
慧土 秋月
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Abstract

To provide a battery management device capable of acquiring an accurate SOC of a battery without relying only on the SOC acquired by a BMU.SOLUTION: A battery management device according to the present invention estimates a state of charge (SOC) by employing an amount of fluctuation of a battery voltage in a first charging operation or a first discharging operation, and an amount of fluctuation of the battery voltage in a second charging operation or a second discharging operation, and referring to data describing a relationship between the amounts of fluctuation and the SOC.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電池の状態を管理する技術に関する。 The present invention relates to technology for managing the state of a battery.

リチウムイオン電池セルが出力する電圧(セル電圧)は一般的に、電池セル(または複数の電池セルを接続した組電池セル)を制御するバッテリ管理装置(BMU)によって測定または取得される。BMUは、その測定値を用いて電池セルの充電状態(State Of Charge:SOC)を計算する。BMUはその計算結果を例えばCAN(Control Area Network)通信によって上位装置に対して送信する。 A voltage (cell voltage) output by a lithium-ion battery cell is generally measured or obtained by a battery management unit (BMU) that controls a battery cell (or an assembled battery cell in which a plurality of battery cells are connected). The BMU uses the measured value to calculate the state of charge (SOC) of the battery cell. The BMU transmits the calculation result to a higher-level device by CAN (Control Area Network) communication, for example.

蓄電池が用いられる場面が多岐にわたるにつれて、SOCを正確に推定する必要性が増している。例えばリチウム金属電池やリチウムイオン電池を輸送する際には、SOCが定格容量に対して所定割合以下(例:定格容量の30%以下)であることが求められる場合がある。あるいは電力系統に対して需要者サイドから蓄電池を接続する際に、蓄電池を運用スケジュールにしたがって駆動するために、SOCを正確に把握する必要がある。 As the situations in which storage batteries are used become more diverse, the need for accurately estimating the SOC is increasing. For example, when transporting a lithium metal battery or a lithium ion battery, it may be required that the SOC be a predetermined percentage or less of the rated capacity (eg, 30% or less of the rated capacity). Alternatively, when connecting a storage battery from the demand side to the power system, it is necessary to accurately grasp the SOC in order to drive the storage battery according to the operation schedule.

下記特許文献1は、『SOCおよびSOHを電池のプロセス値のみならず、SOCおよびSOHの相互相関も考慮して精度良く推定する。』ことを課題として、『バッテリコントローラ6BCにおいて、BCIA9は、電池5の内部抵抗の25℃換算値R25を計測する内部抵抗計測部96および開放電圧の25℃換算値OCV25を計測する開放電圧計測部97を具備する。CPU8は、OCV25とSOHおよびSOCとの関係を表す第1方程式、およびR25とSOHおよびSOCとの関係を表す第2方程式、を記憶する方程式記憶部86ならびに前記R25およびOCV25の計測結果を前記各方程式に適用し、その連立方程式の解としてSOHおよびSOCを求める求解部87を具備する。』という技術を開示している(要約参照)。 Patent Literature 1 below discloses that "SOC and SOH are estimated with good accuracy considering not only the process value of the battery but also the cross-correlation between SOC and SOH. 'In the battery controller 6BC, the BCIA 9 includes an internal resistance measurement unit 96 that measures the 25°C conversion value R25 of the internal resistance of the battery 5 and an open circuit voltage measurement unit that measures the 25°C conversion value OCV25 of the open voltage. 97. The CPU 8 stores an equation storage unit 86 that stores a first equation representing the relationship between OCV25 and SOH and SOC, and a second equation representing the relationship between R25 and SOH and SOC, and the measurement results of R25 and OCV25. It is provided with a solving unit 87 that applies to the equations and obtains SOH and SOC as solutions of the simultaneous equations. (see abstract).

特開2017-129401号公報JP 2017-129401 A

上位装置は、BMUから取得したSOCに基づき、様々な動作を実施する。上述のリチウムイオン電池等を輸送する際や需要者サイドの蓄電池などの例においても、これは原則として同様であり、BMUから取得したSOCに基づき各用途を実現するのが通常であると考えられる。しかしBMUから取得するSOCは、ある程度の余裕をもって通知される場合がある。例えば実際のSOCは80%であるとき、BMUは上位装置に対してSOCが70%である旨を報告する場合がある。上位装置が実行するアプリケーション(例:電気自動車における残容量表示)は、さらに余裕をもってSOCを提示する場合がある。このように、ユーザが認識する時点におけるSOCは、必ずしもBMUが通知したSOCと一致しているとは限らず、さらにBMUが通知したSOCは実際のSOCと一致しているとは限らないことが、経験上分かっている。 The host device performs various operations based on the SOC obtained from the BMU. In principle, this is the same when transporting the above-mentioned lithium-ion batteries, etc., and in the case of storage batteries on the consumer side, and it is considered normal to realize each application based on the SOC obtained from the BMU. . However, the SOC obtained from the BMU may be notified with some margin. For example, when the actual SOC is 80%, the BMU may report to the host device that the SOC is 70%. An application executed by a host device (eg, display of remaining capacity in an electric vehicle) may present the SOC with more leeway. In this way, the SOC at the time the user recognizes it does not necessarily match the SOC notified by the BMU, and the SOC notified by the BMU does not always match the actual SOC. , I know from experience.

蓄電池が放電中(充電中も同様、以下同じ)において電池からの出力電圧を計測すると計測結果に対して大きなノイズが重畳される場合がある。BMUはその計測結果に対してノイズ除去処理を実施し、その結果を上位装置に対して通知する。このノイズ除去にともなって、BMUが上位装置に対して報告する計測結果も、実際のSOCからずれてしまう可能性がある。 When the output voltage from the battery is measured while the storage battery is discharging (the same applies during charging, and the same applies hereinafter), large noise may be superimposed on the measurement result. The BMU performs noise removal processing on the measurement result and notifies the result to the host device. Along with this noise removal, there is a possibility that the measurement result reported by the BMU to the higher-level device will deviate from the actual SOC.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、BMUが取得するSOCのみに依拠することなく、電池の正確なSOCを取得することができる電池管理装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery management apparatus capable of obtaining an accurate SOC of a battery without relying solely on the SOC obtained by the BMU. and

本発明に係る電池管理装置は、第1充電動作または第1放電動作における電池電圧の変動分と、第2充電動作または第2放電動作における電池電圧の変動分とを用いて、これらの変動分とSOCとの間の関係を記述したデータを参照することにより、SOCを推定する。 A battery management apparatus according to the present invention uses a variation in battery voltage in a first charging operation or a first discharging operation and a variation in battery voltage in a second charging operation or a second discharging operation to SOC is estimated by referring to data that describes the relationship between and SOC.

本発明に係る電池管理装置によれば、BMUが取得するSOCのみに依拠することなく、電池の正確なSOCを取得することができる。 According to the battery management device of the present invention, the accurate SOC of the battery can be acquired without relying only on the SOC acquired by the BMU.

BMUが電池セルのSOCを取得する様子を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing how a BMU acquires the SOC of a battery cell; 電池の放電動作時においてBMUが計測または取得する電池電圧の波形例である。4 is an example of a battery voltage waveform measured or acquired by a BMU during a battery discharging operation; 実施形態1に係る電池管理装置100の構成図である。1 is a configuration diagram of a battery management device 100 according to Embodiment 1. FIG. 電池管理装置100が電池200のSOCを推定する際における放電動作の例を示す。An example of a discharging operation when the battery management device 100 estimates the SOC of the battery 200 is shown. 休止期間が開始した後に電池電圧の経時変動が安定した時点における電池電圧とSOCとの間の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the battery voltage and the SOC at the time when the battery voltage has stabilized over time after the start of the rest period; 演算部120が電池200のSOCを推定するために用いるデータの例とこのデータを用いたSOCの推定手順を示す図である。4 is a diagram showing an example of data used by a computing unit 120 to estimate the SOC of a battery 200 and a procedure for estimating the SOC using this data; FIG. 演算部120がBMUから取得する電池電圧を用いてSOCを推定する手順を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a procedure for estimating an SOC using a battery voltage acquired from a BMU by a calculation unit 120; 実施形態3に係る電池管理装置100がSOCを推定する手順を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a procedure for estimating an SOC by the battery management device 100 according to the third embodiment; 電池管理装置100の別構成例を示す図である。4 is a diagram showing another configuration example of the battery management device 100. FIG. 検知部130が電池200と接続されている場合における構成例を示す。A configuration example in which the detection unit 130 is connected to the battery 200 is shown. 演算部120がRiとSOHを計算する手順を説明するフローチャートである。4 is a flow chart for explaining a procedure for calculating Ri and SOH by a computing unit 120; 放電後の休止期間において電池200が出力する電流と電圧の経時変化を示すグラフである。4 is a graph showing changes over time in the current and voltage output by the battery 200 during a rest period after discharging. 充電後の休止期間において電池200が出力する電流と電圧の経時変化を示すグラフである。4 is a graph showing temporal changes in current and voltage output by the battery 200 during a rest period after charging. 関係テーブル141の構成とデータ例を示す図である。4 is a diagram showing the structure of a relationship table 141 and an example of data; FIG. 電池管理装置100が電池200のSOCを推定する場面の1例である。This is an example of a scene in which the battery management device 100 estimates the SOC of the battery 200. FIG. 電池管理装置100が電池200のSOCを推定する場面の1例である。This is an example of a scene in which the battery management device 100 estimates the SOC of the battery 200. FIG. 放電動作の1例を示す。An example of discharge operation is shown. 実施形態6に係る電力システム1700の構成図である。17 is a configuration diagram of a power system 1700 according to Embodiment 6. FIG. 電力システム1700の運用スケジュールの例である。It is an example of an operation schedule of the power system 1700. FIG. 電池管理装置100が提供するユーザインターフェースの例である。It is an example of a user interface provided by the battery management device 100 .

<実施の形態1>
図1は、BMUが電池セルのSOCを取得する様子を示す模式図である。BMUは1以上の電池セルと接続されており、電池セルの出力電圧や出力電流を用いてSOCを計算してその結果を上位装置に対して報告する。上位装置は例えば図1下段のような画面インターフェース上で、SOCを視覚的に表示することができる。SOCが満充電に近ければ電池アイコンが満たされた状態で表示される。あるいはSOCの数値そのものを提示することもできる。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic diagram showing how a BMU acquires the SOC of a battery cell. The BMU is connected to one or more battery cells, calculates the SOC using the output voltage and output current of the battery cells, and reports the result to the host device. The host device can visually display the SOC, for example, on a screen interface as shown in the lower part of FIG. If the SOC is close to full charge, the battery icon will be displayed as full. Alternatively, the SOC numerical value itself can also be presented.

図2は、電池の放電動作時においてBMUが計測または取得する電池電圧の波形例である。電池電圧(電池からの出力電圧)の計測値には、ある程度のノイズが重畳されている。特に放電動作時においては、大きなノイズが重畳されることが、経験上分かっている。放電動作に続く休止期間(放電も充電も実施していない期間)におけるノイズは比較的小さいが、やはりある程度のノイズが計測結果に対して重畳されている。図2左図はノイズが重畳された電圧波形を示す。そこでBMUは、ノイズ除去処理を実施することにより、図2右図のような電圧波形を取得し、これを上位装置へ報告し、あるいはこれに基づきSOCを推定する。充電動作時においても同様である。 FIG. 2 is an example of a battery voltage waveform measured or acquired by the BMU during the battery discharging operation. A certain amount of noise is superimposed on the measured value of the battery voltage (output voltage from the battery). It is empirically known that large noise is superimposed especially during discharge operation. Although the noise in the rest period (period in which neither discharging nor charging is performed) following the discharging operation is relatively small, a certain amount of noise is superimposed on the measurement results. The left diagram of FIG. 2 shows a voltage waveform on which noise is superimposed. Therefore, the BMU acquires a voltage waveform as shown in the right diagram of FIG. 2 by performing noise removal processing, reports this to the host device, or estimates the SOC based on this. The same is true during the charging operation.

図2に示すように、BMUが電池電圧に対してノイズ除去を実施した上で上位装置に対してその計測結果などを報告する場合、そのノイズ除去処理によって計測結果がオフセットされ、上位装置は正確な計測結果を得ることができない可能性がある。例えば放電動作時におけるセル電圧を計測した結果によれば、電池電圧は放電が進むにともなって単調減少するが、BMUが出力する電池電圧波形は速やかに安定している。したがって実際の電池電圧とBMUによる計測値との間には、オフセットが存在していると推定される。休止期間においては、放電動作時ほど大きくはないものの、同様にBMUによる計測結果にはオフセットが重畳されていると推定される。 As shown in Fig. 2, when the BMU performs noise removal on the battery voltage and then reports the measurement results to the host device, the measurement results are offset by the noise removal processing, and the host device is not accurate. It may not be possible to obtain accurate measurement results. For example, according to the result of measuring the cell voltage during the discharge operation, the battery voltage monotonously decreases as the discharge progresses, but the battery voltage waveform output by the BMU quickly stabilizes. Therefore, it is presumed that there is an offset between the actual battery voltage and the value measured by the BMU. In the idle period, it is estimated that an offset is similarly superimposed on the measurement result by the BMU, although it is not as large as in the discharging operation.

図3は、本発明の実施形態1に係る電池管理装置100の構成図である。電池管理装置100は、電池200の状態を管理する装置である。電池管理装置100は、通信部110、演算部120、検知部130、記憶部140を備える。検知部130は、電池200の出力電圧、出力電流、温度などを取得する。必ずしも検知部130自体がこれらを計測する必要はなく、計測結果を例えばBMUから取得してもよい。演算部120は、これらの計測結果を用いて電池200のSOCを推定する。通信部110は、その推定結果を外部装置に対して送信する。記憶部140は、演算部120が用いるデータを格納する装置である。 FIG. 3 is a configuration diagram of the battery management device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The battery management device 100 is a device that manages the state of the battery 200 . The battery management device 100 includes a communication section 110 , a calculation section 120 , a detection section 130 and a storage section 140 . The detection unit 130 acquires the output voltage, output current, temperature, and the like of the battery 200 . The detection unit 130 itself does not necessarily need to measure these, and the measurement results may be obtained from the BMU, for example. Operation unit 120 estimates the SOC of battery 200 using these measurement results. Communication unit 110 transmits the estimation result to the external device. The storage unit 140 is a device that stores data used by the calculation unit 120 .

図4は、電池管理装置100が電池200のSOCを推定する際における放電動作の例を示す。電池200は、電池管理装置100が電池200のSOCを推定する際に、図4が例示するように放電動作とその後に続く休止期間をそれぞれ2回実施する。これらの動作は電池管理装置100が制御してもよいし、別の制御装置が制御してもよい。すなわちこれらの動作にともなう電池電圧の経時変動を取得できればよい。 FIG. 4 shows an example of a discharging operation when battery management device 100 estimates the SOC of battery 200 . When the battery management device 100 estimates the SOC of the battery 200, the battery 200 performs the discharge operation and the subsequent rest period twice, respectively, as illustrated in FIG. These operations may be controlled by the battery management device 100 or by another control device. That is, it suffices if the change over time of the battery voltage that accompanies these operations can be obtained.

演算部120は、電池200のSOCを推定開始する時点において、電池200のSOH(State Of Health:劣化状態)をあらかじめ把握しているものとする。SOHを取得する手法としては任意の公知技術を用いることができるが、その1例については後述する。演算部120は、電池200の定格容量[Ah]に対してそのSOHを乗算することにより、その時点における電池200の満充電容量[Ah]を計算することができる。この満充電容量を、その時点におけるSOC=100%とみなすことができる。 It is assumed that calculation unit 120 has previously grasped the SOH (State Of Health: deterioration state) of battery 200 at the time of starting estimation of the SOC of battery 200 . Any known technique can be used as a technique for obtaining SOH, and one example thereof will be described later. By multiplying the rated capacity [Ah] of battery 200 by the SOH, calculation unit 120 can calculate the full charge capacity [Ah] of battery 200 at that time. This full charge capacity can be regarded as SOC=100% at that time.

演算部120は、電池200が1回目の放電動作(第1放電動作)を開始する時点における電池電圧V1を取得する。演算部120は、電池200が第1放電動作を実施した時間長t1を取得し、放電電流とt1を乗算することにより、放電量を計算する。演算部120は、この放電量と満充電容量の比率により、第1放電動作によって変化したSOCを得ることができる。 Arithmetic unit 120 acquires battery voltage V1 at the time when battery 200 starts the first discharging operation (first discharging operation). The calculation unit 120 acquires the time length t1 during which the battery 200 performed the first discharge operation, and multiplies the discharge current by t1 to calculate the amount of discharge. The calculation unit 120 can obtain the SOC changed by the first discharge operation from the ratio of the discharge amount and the full charge capacity.

演算部120は、第1放電動作後の休止期間(第1休止期間)における電池電圧V2を取得する。演算部120は、第1休止期間において電池電圧の経時変動が安定した時点における電池電圧を、V2として取得する。休止期間が開始してから電池電圧が安定するまでの時間長は、数秒程度を想定しており、開回路電圧のように安定するまで数十分を要する電圧をV2として採用する必要はない。 Arithmetic unit 120 acquires battery voltage V2 during the rest period (first rest period) after the first discharge operation. Calculation unit 120 obtains as V2 the battery voltage at the time when the battery voltage variation over time stabilizes in the first idle period. The length of time from the start of the idle period until the battery voltage stabilizes is assumed to be about several seconds, and it is not necessary to adopt a voltage that takes several tens of minutes to stabilize like the open circuit voltage as V2.

演算部120は、V1からV2に至る電圧変化(ΔV12=V1-V2)を計算する。これにより演算部120は、第1放電動作にともなうSOCの変化量と、第1放電動作にともなう電池電圧の変化量との間の関係を得ることができる。 The calculator 120 calculates a voltage change (ΔV12=V1−V2) from V1 to V2. Thereby, the calculation unit 120 can obtain the relationship between the amount of change in SOC due to the first discharge operation and the amount of change in battery voltage due to the first discharge operation.

演算部120は、電池200が2回目の放電動作(第2放電動作)を実施した時間長t2を取得し、放電電流とt2を乗算することにより、放電量を計算する。演算部120は、この放電量と満充電容量の比率により、第2放電動作によって変化したSOCを得ることができる。 Arithmetic unit 120 acquires time length t2 during which battery 200 performs the second discharge operation (second discharge operation), and multiplies the discharge current by t2 to calculate the amount of discharge. The calculation unit 120 can obtain the SOC changed by the second discharge operation from the ratio of the discharged amount and the full charge capacity.

演算部120は、第2放電動作後の休止期間(第2休止期間)における電池電圧V3を取得する。演算部120は、V2と同様に、第2休止期間において電池電圧の経時変動が安定した時点における電池電圧を、V3として取得する。第1休止期間が開始してからV2までの時間長と、第2休止期間が開始してからV3までの時間長は、同じであってもよいし異なってもよい。 Arithmetic unit 120 acquires battery voltage V3 during the rest period (second rest period) after the second discharge operation. Similar to V2, calculation unit 120 acquires as V3 the battery voltage at the time when the battery voltage variation over time stabilizes during the second rest period. The length of time from the start of the first rest period to V2 and the length of time from the start of the second rest period to V3 may be the same or different.

演算部120は、V2からV3に至る電圧変化(ΔV23=V2-V3)を計算する。これにより演算部120は、第2放電動作にともなうSOCの変化量と、第2放電動作にともなう電池電圧の変化量との間の関係を得ることができる。 The calculation unit 120 calculates a voltage change (ΔV23=V2−V3) from V2 to V3. Thereby, the calculation unit 120 can obtain the relationship between the amount of change in the SOC due to the second discharge operation and the amount of change in the battery voltage due to the second discharge operation.

図5は、休止期間が開始した後に電池電圧の経時変動が安定した時点における電池電圧とSOCとの間の関係を示す図である。図5に示すデータは例えばあらかじめ実験によって取得することができる。このデータが示す関係を微分する(SOCの変化に対する電池電圧の変化を求める)ことにより、次の図6に示すデータ曲線を得ることができる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the battery voltage and the SOC at the point in time when the variation in battery voltage with time stabilizes after the start of the rest period. The data shown in FIG. 5 can be acquired in advance by experiment, for example. By differentiating the relationship indicated by this data (obtaining the change in battery voltage with respect to the change in SOC), the data curve shown in FIG. 6 can be obtained.

図6は、演算部120が電池200のSOCを推定するために用いるデータの例とこのデータを用いたSOCの推定手順を示す図である。このデータは、図4で例示した放電動作にともなう電池電圧の変動(例えばΔV12、ΔV23)と、SOCとの間の関係を記述している。このデータは、SOCを推定する前にあらかじめ作成して記憶部140に格納しておく。 FIG. 6 is a diagram showing an example of data used by calculation unit 120 to estimate the SOC of battery 200 and a procedure for estimating the SOC using this data. This data describes the relationship between the battery voltage variations (eg, ΔV12, ΔV23) accompanying the discharge operation illustrated in FIG. 4 and the SOC. This data is created in advance and stored in the storage unit 140 before estimating the SOC.

演算部120は、図6のデータから、図4で説明した2回の放電動作それぞれにおける電圧変動(ΔV12とΔV23)に対応するデータ点を特定する。これにより得られる2つのデータ点は、各放電動作が完了した時点におけるSOCに対応している。ただし、各電圧変動に対応するSOCの候補が複数存在する場合もある。図6のデータ例においては、ΔV12に対応するSOC候補が2つ存在し、ΔV23に対応するSOC候補が4つ存在する。 Calculation unit 120 identifies data points corresponding to voltage fluctuations (ΔV12 and ΔV23) in each of the two discharge operations described in FIG. 4 from the data in FIG. The resulting two data points correspond to the SOC at the completion of each discharge operation. However, there may be a plurality of SOC candidates corresponding to each voltage fluctuation. In the data example of FIG. 6, there are two SOC candidates corresponding to ΔV12 and four SOC candidates corresponding to ΔV23.

そこで演算部120はさらに、SOC候補のうち、第2放電動作における放電量に対応するものを特定する。例えば第2放電動作における放電量がSOC1%に相当するものである場合、ΔV12に対応するSOCとΔV23に対応するSOCとの間の差分が1%であるSOC候補を特定する。これによって特定したSOC候補は、電池200の真のSOCを表していると推定することができる。図6のデータ例においては、SOC=24%近傍のデータ点がこれに相当する。したがって演算部120は、電池200のSOCが約24%であると推定することができる。 Therefore, calculation unit 120 further identifies SOC candidates corresponding to the amount of discharge in the second discharge operation. For example, when the discharge amount in the second discharge operation corresponds to SOC 1%, an SOC candidate having a difference of 1% between the SOC corresponding to ΔV12 and the SOC corresponding to ΔV23 is specified. It can be estimated that the SOC candidate identified by this represents the true SOC of battery 200 . In the data example of FIG. 6, this corresponds to data points near SOC=24%. Therefore, calculation unit 120 can estimate that the SOC of battery 200 is approximately 24%.

演算部120は、より簡易的には、SOC候補のうち、ΔV12とΔV23との間の差分VRに対応するものを特定してもよい。VRは第2放電動作における放電量に対応しているからである。図6のデータ例においては、同様にSOC=24%近傍のデータ点がこれに相当する。この場合、演算部120は放電動作にともなう放電量(I×t1、I×t2など)を計算する必要はなく、ΔV12、ΔV23、VRに対応するデータ点を図6に示すデータ上で特定すれば足りる。 More simply, calculation section 120 may identify SOC candidates that correspond to difference VR between ΔV12 and ΔV23. This is because VR corresponds to the amount of discharge in the second discharge operation. In the data example of FIG. 6, data points near SOC=24% correspond to this. In this case, the calculation unit 120 does not need to calculate the discharge amount (I×t1, I×t2, etc.) associated with the discharge operation, and the data points corresponding to ΔV12, ΔV23, and VR are specified on the data shown in FIG. Enough.

<実施の形態1:まとめ>
本実施形態1に係る電池管理装置100は、第1放電期間後の第1休止期間においてV2を取得するとともにΔV12を計算し、第2放電期間後の第2休止期間においてV3を取得するとともにΔV23を計算し、これらを用いて図6のデータを参照することにより電池200のSOCを推定する。V1~V3そのものではなくこれらの差分であるΔV12またはΔV23を用いることにより、V1~V3それぞれに対してBMUの計測過程におけるオフセットが重畳されている場合であっても、その影響をある程度キャンセルすることができる。さらに、BMUが計測したSOCに依拠することなく、かつオフセットの影響を緩和した計測結果により、SOCを正確に取得することができる。
<Embodiment 1: Summary>
The battery management apparatus 100 according to the first embodiment obtains V2 and calculates ΔV12 during the first rest period after the first discharge period, and obtains V3 and calculates ΔV23 during the second rest period after the second discharge period. are calculated, and the SOC of the battery 200 is estimated by referring to the data in FIG. 6 using these. By using ΔV12 or ΔV23, which is the difference between V1 to V3 instead of V1 to V3 itself, even if an offset in the BMU measurement process is superimposed on each of V1 to V3, the effect can be canceled to some extent. can be done. Furthermore, the SOC can be accurately obtained from the measurement results that are less dependent on the SOC measured by the BMU and are less affected by the offset.

本実施形態1に係る電池管理装置100がSOCを推定する際に用いる関係データ(図6が例示するデータ)は、充放電動作にともなうSOCの変化とそのときの電池電圧の変化との間の関係を記述しており、演算部120はΔV12とΔV23に対応するデータ点をSOC候補として特定するとともに、そのSOC候補のなかから充放電量に対応するものを特定することにより、SOCを推定する。これにより、SOC候補が複数存在する場合であっても、充放電量に対応するSOCを正確に特定することができる。 The relational data (the data illustrated in FIG. 6) used by the battery management device 100 according to the first embodiment to estimate the SOC is the difference between the change in the SOC accompanying the charge/discharge operation and the change in the battery voltage at that time. The calculation unit 120 identifies data points corresponding to ΔV12 and ΔV23 as SOC candidates, and identifies SOC candidates corresponding to the charge/discharge amount from among the SOC candidates, thereby estimating the SOC. . As a result, even when there are multiple SOC candidates, the SOC corresponding to the charge/discharge amount can be specified accurately.

本実施形態1に係る電池管理装置100がSOCを推定する際に用いる関係データ(図6が例示するデータ)は、充放電動作にともなうSOCの変化とそのときの電池電圧の変化との間の関係を記述しており、演算部120はΔV12とΔV23に対応するデータ点をSOC候補として特定するとともに、そのSOC候補のなかから第2充電動作または第2放電動作による電池電圧の変動分(VR)に対応するものを特定することにより、SOCを推定する。これにより、充放電量そのものを計算しなくとも、充放電動作にともなう電池電圧の変動によって、充放電量に対応するSOCを正確に特定することができる。 The relational data (the data illustrated in FIG. 6) used by the battery management device 100 according to the first embodiment to estimate the SOC is the difference between the change in the SOC accompanying the charge/discharge operation and the change in the battery voltage at that time. Calculation unit 120 identifies data points corresponding to ΔV12 and ΔV23 as SOC candidates, and calculates battery voltage variation (VR ) to estimate the SOC. Thus, without calculating the charge/discharge amount itself, the SOC corresponding to the charge/discharge amount can be accurately specified based on the variation in the battery voltage that accompanies the charge/discharge operation.

本実施形態1においては、放電動作後の休止期間において電池電圧を取得する例を説明したが、充電動作後の休止期間において電池電圧を取得して同様の手法によりSOCを推定することもできる。以後の実施形態においても同様である。例えば充電開始時は電池200の残容量を0とし、2回の充電動作それぞれにともなう電池電圧の変動分を取得すればよい。充電動作後の休止期間についても、電池電圧が安定する数秒程度の時間長が経過した時点で電池電圧を計測すればよい。 In the first embodiment, an example in which the battery voltage is obtained during the rest period after the discharging operation has been described, but the battery voltage can be obtained during the rest period after the charging operation and the SOC can be estimated by a similar method. The same applies to the following embodiments. For example, when charging is started, the remaining capacity of the battery 200 is set to 0, and the change in battery voltage caused by each of the two charging operations may be acquired. Also in the pause period after the charging operation, the battery voltage may be measured after a period of several seconds in which the battery voltage is stabilized.

<実施の形態2>
実施形態1においては、BMUから取得した電池電圧が必ずしも正確ではないことを考慮して、SOCをより正確に推定する手順を説明した。ただしBMUから取得する電池電圧の履歴がある程度蓄積されてくると、BMUから取得する電池電圧と正確なSOCとの間の対応関係を推定することができると考えられる。そこで本発明の実施形態2では、BMUから取得する電池電圧と正確なSOCとの間の対応関係を学習し、これを用いてSOCを推定する動作例を説明する。電池管理装置100の構成は実施形態1と同様であるので、以下では学習に関する事項について主に説明する。
<Embodiment 2>
In Embodiment 1, the procedure for more accurately estimating the SOC has been described in consideration of the fact that the battery voltage obtained from the BMU is not necessarily accurate. However, once the battery voltage history acquired from the BMU is accumulated to some extent, it is possible to estimate the correspondence relationship between the battery voltage acquired from the BMU and the accurate SOC. Therefore, in a second embodiment of the present invention, an operation example of learning the correspondence between the battery voltage obtained from the BMU and the accurate SOC and estimating the SOC using this will be described. Since the configuration of the battery management device 100 is the same as that of the first embodiment, the following mainly describes matters related to learning.

図7は、演算部120がBMUから取得する電池電圧を用いてSOCを推定する手順を説明する模式図である。演算部120は、実施形態1で説明した手順にしたがって、電池電圧V1~V3を用いて電池200のSOCを推定する。このとき用いるV1~V3は例えばBMUから取得するものである。上述のようにこのV1~V3は真値からオフセットしている可能性があるが、演算部120はBMUから取得したV1~V3をそのまま用いてSOCを推定する。 FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a procedure for estimating the SOC using the battery voltage acquired from the BMU by the calculation unit 120. As shown in FIG. Calculation unit 120 estimates the SOC of battery 200 using battery voltages V1 to V3 according to the procedure described in the first embodiment. V1 to V3 used at this time are acquired from, for example, the BMU. As described above, these V1 to V3 may be offset from the true values, but the calculation unit 120 uses V1 to V3 obtained from the BMU as they are to estimate the SOC.

演算部120は、SOCの推定結果と、これを推定するために用いたV1~V3のセットとの間の対応関係を、記憶部140へ格納する。演算部120は、SOCを推定するごとに同様の対応関係を記憶部140へ格納する。このように対応関係を蓄積することにより、演算部120は新たなV1~V3を取得した際にその対応関係を用いてSOCを推定することができる。 Calculation unit 120 stores in storage unit 140 the correspondence between the SOC estimation result and the set of V1 to V3 used for estimating this. The calculation unit 120 stores the same correspondence relationship in the storage unit 140 each time the SOC is estimated. By accumulating the correspondence in this manner, the calculation unit 120 can estimate the SOC using the correspondence when acquiring new V1 to V3.

演算部120がV1~V3を用いてSOCを推定する手法としては、例えば以下のようなものが考えられる:(a)V1~V3とこれを用いたSOCの推定結果との間の対応関係を適当な機械学習手法によって学習しておき、その結果として得られる学習モデルに対して新たなV1~V3を投入することにより、学習器の出力としてSOC推定結果を取得する;(b)V1~V3とこれを用いたSOCの推定結果をプロットし、これらの対応関係を最も近似する方程式を算出する。この方程式に対して新たなV1~V3を代入することにより、SOC推定結果を取得する。 As a method of estimating the SOC by the calculation unit 120 using V1 to V3, for example, the following can be considered: (b) SOC estimation results are obtained as the output of the learner by learning by an appropriate machine learning method and inputting new V1 to V3 into the learning model obtained as a result; (b) V1 to V3 and plot the SOC estimation results using this, and calculate the equation that best approximates these correspondence relationships. By substituting new V1 to V3 into this equation, the SOC estimation result is obtained.

本実施形態2の手法は、最初に実施形態1の手法にしたがって推定結果をある程度蓄積する必要があるが、V1~V3とSOCとの間の対応関係を確定した以降は、V1~V3の計測値から直ちにSOCを取得できる点が有用である。 In the method of the second embodiment, it is first necessary to accumulate estimation results to some extent according to the method of the first embodiment. It is useful to be able to get the SOC directly from the value.

<実施の形態3>
図8は、本発明の実施形態3に係る電池管理装置100がSOCを推定する手順を説明する模式図である。実施形態2においては、BMUから取得するV1~V3とSOCとの間の関係を学習することを説明した。本実施形態3においてはこれに代えて、BMUから取得するSOCと電池管理装置100が推定するSOCとの間の対応関係を学習する例を説明する。電池管理装置100の構成は実施形態1と同様であるので、以下では学習に関する事項について主に説明する。
<Embodiment 3>
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a procedure for estimating the SOC by the battery management device 100 according to Embodiment 3 of the present invention. In the second embodiment, learning the relationship between V1 to V3 obtained from the BMU and the SOC has been described. In the third embodiment, instead of this, an example of learning the correspondence relationship between the SOC obtained from the BMU and the SOC estimated by the battery management device 100 will be described. Since the configuration of the battery management device 100 is the same as that of the first embodiment, the following mainly describes matters related to learning.

BMUは、電池電圧や電池電流を用いてSOCを計算する。演算部120はこのSOCを取得する。演算部120はこれとは別に、実施形態1で説明した手法により、電池200のSOCを推定する。演算部120は、BMUから取得したSOCと演算部120が推定したSOCとの間の対応関係を、実施形態2と同様に学習する。演算部120は、学習結果がある程度蓄積した時点以降は、BMUから取得した新たなSOCをその学習モデルに対して投入することにより、SOC推定結果を得ることができる。 The BMU uses the battery voltage and battery current to calculate the SOC. The calculation unit 120 acquires this SOC. Aside from this, the calculation unit 120 estimates the SOC of the battery 200 by the method described in the first embodiment. The calculation unit 120 learns the correspondence relationship between the SOC obtained from the BMU and the SOC estimated by the calculation unit 120 in the same manner as in the second embodiment. After the learning result is accumulated to some extent, the calculation unit 120 can obtain the SOC estimation result by inputting the new SOC acquired from the BMU to the learning model.

<実施の形態4>
本発明の実施形態4では、実施形態1~3で説明した電池200のSOH(または内部抵抗Ri、以下同様)を推定する方法について説明する。電池管理装置100の構成は以上の実施形態と同様であるが、以下のような変形例も可能である。その他の実施形態においても同様の変形例を採用可能である。
<Embodiment 4>
Embodiment 4 of the present invention describes a method of estimating the SOH (or internal resistance Ri, hereinafter the same) of the battery 200 described in Embodiments 1-3. Although the configuration of the battery management device 100 is similar to that of the above embodiment, the following modifications are also possible. Similar modifications can be adopted in other embodiments.

図9は、電池管理装置100の別構成例を示す図である。電池管理装置100は、必ずしも電池200と直接的に接続して電力供給を受ける装置でなくともよく、図3に記載された通信部110および検知部130が含まれていない形態を示すものである。図9において電池管理装置100は、電池200の電圧V、電流I、温度Tを通信部110から取得する。具体的には、電池管理装置100が備える検知部150はこれらの検出値を例えばネットワーク経由で受け取り、演算部120はこれらの検出値を用いてSOHを計算する。 FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the battery management device 100. As shown in FIG. The battery management device 100 does not necessarily have to be a device that is directly connected to the battery 200 to receive power supply, and shows a configuration that does not include the communication unit 110 and the detection unit 130 shown in FIG. . In FIG. 9 , battery management device 100 acquires voltage V, current I, and temperature T of battery 200 from communication unit 110 . Specifically, the detection unit 150 included in the battery management device 100 receives these detection values via, for example, a network, and the calculation unit 120 uses these detection values to calculate SOH.

図10は、検知部130が電池200と接続されている場合における構成例を示す。検知部130は、電池管理装置100の一部として構成してもよいし、電池管理装置100とは別のモジュールとして構成してもよい。検知部130は、電池200の充放電動作時における電圧V、温度T、電流Iを取得するために、電圧センサ131、温度センサ132、電流センサ133を備える。 FIG. 10 shows a configuration example in which the detection unit 130 is connected to the battery 200. As shown in FIG. The detection unit 130 may be configured as a part of the battery management device 100 or may be configured as a module separate from the battery management device 100 . The detection unit 130 includes a voltage sensor 131, a temperature sensor 132, and a current sensor 133 in order to obtain the voltage V, temperature T, and current I when the battery 200 is charged and discharged.

電圧センサ131は、電池200の両端電圧(電池200が出力する電圧)を測定する。温度センサ132は、例えば電池200が備える熱電対と接続され、これを介して電池200の温度を測定する。電流センサ133は、電池200の一端と接続され、電池200が出力する電流を測定する。温度センサ132はオプションであり、必ずしも備えていなくともよい。 The voltage sensor 131 measures the voltage across the battery 200 (the voltage output by the battery 200). The temperature sensor 132 is connected to, for example, a thermocouple included in the battery 200 and measures the temperature of the battery 200 through this. Current sensor 133 is connected to one end of battery 200 and measures the current output by battery 200 . Temperature sensor 132 is optional and need not be provided.

図11は、演算部120がRiとSOHを計算する手順を説明するフローチャートである。演算部120は、例えば電池管理装置100が起動したとき、本フローチャートを開始するように指示されたとき、所定周期毎、などの適当なタイミングで、本フローチャートを開始する。以下図11の各ステップを説明する。 FIG. 11 is a flow chart for explaining the procedure by which the calculator 120 calculates Ri and SOH. The calculation unit 120 starts this flowchart at an appropriate timing such as, for example, when the battery management device 100 is activated, when instructed to start this flowchart, or at predetermined intervals. Each step in FIG. 11 will be described below.

(図11:ステップS1101)
演算部120は、充電後の休止期間または放電後の休止期間であるか否かを判定する。現在が休止期間ではない場合は本フローチャートを終了する。休止期間である場合はS1102へ進む。例えば放電後の休止期間であることは、電池200が出力する電流が負値(I<0)からゼロへ向かって変化している、(b)負値からゼロ近傍の値へ変化して安定している(|I|<閾値)、などによって判定することができる。
(Fig. 11: Step S1101)
Arithmetic unit 120 determines whether it is a rest period after charging or a rest period after discharging. If the current period is not the rest period, the flowchart ends. If it is the pause period, the process proceeds to S1102. For example, a rest period after discharging means that the current output by the battery 200 changes from a negative value (I<0) toward zero, and (b) changes from a negative value to a value near zero and stabilizes. (|I|<threshold), or the like.

(図11:ステップS1102)
演算部120は、ΔVaとΔVbを計算する。ΔVaは、休止期間が終了した以後の第1起算時点から第1期間taが経過した第1時刻までにおける、電池200の出力電圧の変動分である。ΔVbは、第1時刻以後の第2起算時点から第2期間tbが経過した第2時刻までにおける、電池200の出力電圧の変動分である。これらの計算手順については後述する。
(Fig. 11: Step S1102)
The calculator 120 calculates ΔVa and ΔVb. ΔVa is the amount of change in the output voltage of the battery 200 from the first calculation time after the end of the rest period to the first time when the first period ta has passed. ΔVb is the amount of change in the output voltage of battery 200 from the second time point after the first time point to the second time point after the second period tb has passed. These calculation procedures will be described later.

(図11:ステップS1103)
演算部120は、下記式1と式2にしたがって、RiとSOHを計算する。fRiは、RiをΔVaの関数として定義する。fRiは、電池200の温度によって変動するパラメータ(c_Ri_T)と、電池200の出力電流によって変動するパラメータ(c_Ri_I)を有する。fSOHは、SOHをΔVbの関数として定義する。fSOHは、電池200の温度によって変動するパラメータ(c_SOH_T)と、電池200の出力電流によって変動するパラメータ(c_SOH_I)を有する。これらのパラメータは関係テーブル141によって定義されている。各関数の具体例と関係テーブル141の具体例については後述する。fRi及びfSOHは例えばロットごとの実験データを元に形成される式となる。
(Fig. 11: Step S1103)
The calculator 120 calculates Ri and SOH according to Equations 1 and 2 below. f Ri defines Ri as a function of ΔVa. f Ri has a parameter (c_Ri_T) that varies with the temperature of the battery 200 and a parameter (c_Ri_I) that varies with the output current of the battery 200 . f SOH defines SOH as a function of ΔVb. f SOH has a parameter (c_SOH_T) that varies with the temperature of the battery 200 and a parameter (c_SOH_I) that varies with the output current of the battery 200 . These parameters are defined by relation table 141 . A specific example of each function and a specific example of the relationship table 141 will be described later. fRi and fSOH are formulas formed based on, for example, experimental data for each lot.

(図11:ステップS1103:計算式)
Ri=fRi(ΔVa,c_Ri_T_1,c_Ri_T_2,・・・,c_Ri_I_1,c_Ri_I_2,・・・) (1)
SOH=fSOH(ΔVb,c_SOH_T_1,c_SOH_T_2,・・・,c_SOH_I_1,c_SOH_I_2,・・・) (2)
(Fig. 11: Step S1103: calculation formula)
Ri= fRi (ΔVa, c_Ri_T_1, c_Ri_T_2, ..., c_Ri_I_1, c_Ri_I_2, ...) (1)
SOH = f SOH (ΔVb, c_SOH_T_1, c_SOH_T_2, ..., c_SOH_I_1, c_SOH_I_2, ...) (2)

図12は、放電後の休止期間において電池200が出力する電流と電圧の経時変化を示すグラフである。S1102におけるΔVaは、放電が終了した時点またはそれよりも後の第1起算時点から第1期間taが経過した第1時刻までにおける、電池200の出力電圧の変動分である。本発明者は、放電が終了した直後における出力電圧において、電池200の内部抵抗による電圧変動がよく表れていることを見出した。すなわちこの期間における出力電圧の変動(ΔVa)は、Riとの間の相関が強いといえる。本実施形態においてはこのことを利用して、ΔVaによってRiを推定することとした。taの開始時刻と時間長それぞれの最適値は、放電の終了時点以後から電圧の経時変化曲線における傾き変化率の最大点までの区間に基づき取得することができる。なお前記区間の特定に際しては、電池の種類、装置、精度等によって、前記区間の両端付近、あるいは両端を含めた領域とするなど、適宜好ましい運用とすればよい。 FIG. 12 is a graph showing temporal changes in the current and voltage output by the battery 200 during the rest period after discharging. ΔVa in S1102 is the amount of change in the output voltage of the battery 200 from the time when the discharge ends or after the first calculation time to the first time when the first period ta has passed. The inventors have found that the output voltage immediately after the end of discharging clearly shows the voltage fluctuation due to the internal resistance of the battery 200 . That is, it can be said that the fluctuation (ΔVa) of the output voltage during this period has a strong correlation with Ri. In the present embodiment, this fact is used to estimate Ri by ΔVa. The optimum values for the start time and the time length of ta can be obtained based on the section from the end of discharge to the maximum point of the slope change rate in the voltage change curve over time. Incidentally, when specifying the above-mentioned section, depending on the type of battery, the device, the accuracy, etc., it is possible to select a region in the vicinity of both ends of the above-mentioned section, or an area including both ends.

S1102におけるΔVbは、期間taが経過した時点またはそれ以降の第2起算時点から第2期間tbが経過した第2時刻までにおける、電池200の出力電圧の変動分である。放電終了直後におけるΔVaがRiとの間で相関を有しているのに対して、それよりも後の出力電圧が緩やかに変動する期間は、SOHとの間で相関を有していることを、本発明者は見出した。本実施形態においてはこのことを利用して、ΔVbによってSOHを推定することとした。tbの開始時刻と時間長それぞれの最適値は、放電の終了時点以後の電圧の経時変化曲線における傾き変化率の最大点から電圧の経時変化曲線の傾き変化が一定に漸近するまでの区間に基づき取得することができる。なお前記区間の特定に際しては、電池の種類、装置、精度等によって、前記区間の両端付近、あるいは両端を含めた領域とするなど、適宜好ましい運用とすればよい。 ΔVb in S1102 is the amount of change in the output voltage of the battery 200 from the time when the period ta has passed or from the second starting time after that to the second time when the second period tb has passed. It can be seen that ΔVa immediately after the end of discharge has a correlation with Ri, while the period after that in which the output voltage gradually fluctuates has a correlation with SOH. , the inventors have found. In the present embodiment, this fact is utilized to estimate SOH by ΔVb. The optimum values for the start time and time length of tb are based on the section from the maximum point of the rate of change in the slope of the voltage change curve over time after the end of the discharge until the slope change of the voltage change curve asymptotically becomes constant. can be obtained. Incidentally, when specifying the above-mentioned section, depending on the type of battery, the device, the accuracy, etc., it is possible to select a region in the vicinity of both ends of the above-mentioned section, or an area including both ends.

taの開始時刻は、必ずしも放電終了時刻と同じでなくともよいが、放電終了時刻と近接していることが望ましい。tbの開始時刻は、必ずしもtaの終了時刻と同じでなくともよい。いずれの場合であっても、taとtbは、ta<tbという関係がある。ΔVaの大きさとΔVbの大きさについては、ΔVaのほうが大きい場合もあり得るし、ΔVbのほうが大きい場合もあり得る。なお、ここではta<tbとしたが、電池の種類、装置、精度等によって、ta>tb、あるいはta=tbの場合もあり得るため、適宜好ましい関係とすればよい。 The start time of ta does not necessarily have to be the same as the discharge end time, but it is desirable that it be close to the discharge end time. The start time of tb does not necessarily have to be the same as the end time of ta. In either case, ta and tb have a relationship of ta<tb. Regarding the magnitude of ΔVa and the magnitude of ΔVb, ΔVa may be larger, and ΔVb may be larger. Although ta<tb is set here, there may be a case where ta>tb or ta=tb depending on the type of battery, the device, the accuracy, etc. Therefore, a preferable relationship may be set as appropriate.

taとtbの合計が例えば数秒程度であっても、RiとSOHを精度よく推定できることが、本発明者による実験結果から分かった。したがって本実施形態によれば、休止期間において速やかにRiとSOHをともに推定することができる。 Experimental results by the inventors have shown that Ri and SOH can be accurately estimated even if the sum of ta and tb is, for example, several seconds. Therefore, according to the present embodiment, both Ri and SOH can be quickly estimated during the idle period.

図13は、充電後の休止期間において電池200が出力する電流と電圧の経時変化を示すグラフである。S1102におけるΔVaは、放電に代えて、充電が終了した時点またはそれよりも後の第1起算時点から第1期間taが経過した第1時刻までにおける、電池200の出力電圧の変動分でもよい。この場合、S1102におけるΔVbは、期間taが経過した時点またはそれ以降の第2起算時点から第2期間tbが経過した第2時刻までにおける、電池200の出力電圧の変動分となる。充電後の休止期間においても、ΔVaはRiとの間で相関を有し、ΔVbはSOHとの間で相関を有していることを、本発明者は見出した。したがって本実施形態において、S1102におけるΔVaとΔVbは、充放電いずれの後において取得してもよい。 FIG. 13 is a graph showing temporal changes in the current and voltage output by the battery 200 during the rest period after charging. ΔVa in S1102 may be the change in the output voltage of the battery 200 from the time when the charging is completed or after the first calculation time to the first time when the first period ta has passed, instead of the discharge. In this case, ΔVb in S1102 is the change in the output voltage of the battery 200 from the time when the period ta has passed or the second starting time after that until the second time when the second period tb has passed. The present inventors have found that ΔVa has a correlation with Ri and ΔVb has a correlation with SOH even in the rest period after charging. Therefore, in this embodiment, ΔVa and ΔVb in S1102 may be obtained after either charging or discharging.

図14は、関係テーブル141の構成とデータ例を示す図である。関係テーブル141は、式1と式2における各パラメータを定義するデータテーブルであり、記憶部140内に格納されている。c_Ri_Iとc_SOH_Iは電池200の出力電流によって変動するので、出力電流値ごとに定義されている。c_Ri_Tとc_SOH_Tは電池200の温度によって変動するので、温度ごとに定義されている。これらのパラメータは、放電後の休止期間と充電後の休止期間との間で異なる特性を有する場合があるので、関係テーブル141はこれらの期間ごとに各パラメータを定義している。 FIG. 14 is a diagram showing the structure of the relationship table 141 and an example of data. The relationship table 141 is a data table that defines each parameter in Equations 1 and 2 and is stored in the storage unit 140 . Since c_Ri_I and c_SOH_I vary depending on the output current of the battery 200, they are defined for each output current value. Since c_Ri_T and c_SOH_T vary depending on the temperature of the battery 200, they are defined for each temperature. Since these parameters may have different characteristics between the rest period after discharging and the rest period after charging, the relationship table 141 defines each parameter for each of these periods.

RiがΔVaの1次関数である場合、Riは例えば下記式3によって表すことができる。Riの傾きは温度によって影響され、切片は電流によって影響されるからである。この場合、c_Ri_Tとc_Ri_Iはそれぞれ1つである。 When fRi is a linear function of ΔVa, Ri can be expressed, for example, by Equation 3 below. This is because the slope of Ri is affected by temperature and the intercept is affected by current. In this case, c_Ri_T and c_Ri_I are each one.

Ri=c_Ri_T_1×ΔVa+c_Ri_I_1 (3) Ri=c_Ri_T_1×ΔVa+c_Ri_I_1 (3)

SOHがΔVbの1次関数である場合、SOHは例えば下記式4によって表すことができる。SOHの傾きは温度によって影響され、切片は電流によって影響されるからである。この場合、c_SOH_Tとc_SOH_Iはそれぞれ1つである。 When f SOH is a linear function of ΔVb, SOH can be expressed by Equation 4 below, for example. This is because the slope of SOH is affected by temperature and the intercept is affected by current. In this case, c_SOH_T and c_SOH_I are each one.

SOH=c_SOH_T_1×ΔVb+c_SOH_I_1 (4) SOH=c_SOH_T_1×ΔVb+c_SOH_I_1 (4)

<実施の形態5>
図15Aは、電池管理装置100が電池200のSOCを推定する場面の1例である。実施形態1で説明した充電動作は、例えば電池200を搭載した電気機器を充電する充電器によって実施することができる。例えば電気自動車1500(電気機器)内に電池200が搭載されているものとする。オペレータは、電気自動車1500が備える充電ポート1501と充電器1502を接続し、電池200を充電する。このとき、充電器1502と充電ポート1501との間に配置された計測器1503は、電池電圧を計測してその結果を電池管理装置100に対して送信する。電池管理装置100と計測器1503は例えばネットワークを介して接続することができる。演算部120は、計測器1503から取得した電池電圧を用いて、実施形態1で説明した手法によりSOCを推定する。
<Embodiment 5>
FIG. 15A is an example of a scene in which battery management device 100 estimates the SOC of battery 200 . The charging operation described in the first embodiment can be performed, for example, by a charger that charges an electric device on which the battery 200 is mounted. For example, it is assumed that the battery 200 is installed in an electric vehicle 1500 (electrical equipment). The operator connects charging port 1501 provided in electric vehicle 1500 with charger 1502 to charge battery 200 . At this time, the measuring device 1503 arranged between the charger 1502 and the charging port 1501 measures the battery voltage and transmits the result to the battery management device 100 . The battery management device 100 and the measuring instrument 1503 can be connected via a network, for example. The calculation unit 120 estimates the SOC by the method described in the first embodiment using the battery voltage acquired from the measuring device 1503 .

実施形態1で説明した推定手法を用いるためには、充電器による充電動作を2回実施する必要がある。したがってオペレータは、実施形態1で説明したように2回の充電動作を実施する。演算部120は、各充電動作後の休止期間において、計測器1503から電池電圧を取得する。休止期間としては、オペレータが充電作業を停止した後の期間を用いることができる。 In order to use the estimation method described in the first embodiment, it is necessary to perform the charging operation by the charger twice. Therefore, the operator performs two charging operations as described in the first embodiment. The calculation unit 120 acquires the battery voltage from the measuring device 1503 during the pause period after each charging operation. A period after the operator stops the charging operation can be used as the rest period.

図15Bは、電池管理装置100が電池200のSOCを推定する場面の1例である。図15Aと同様に、電池200は例えば電気自動車内に搭載されており、オペレータは充電ポートを介して充電動作を実施する。オペレータはさらに、OBD(On Board Diagnostics)端末1504を電気自動車へ接続する。OBD端末1504は電池電圧を計測してその結果を電池管理装置100に対して送信する。電池管理装置100とOBD端末1504は例えばネットワークを介して接続することができる。演算部120は、OBD端末1504から取得した電池電圧を用いて、実施形態1で説明した手法によりSOCを推定する。 FIG. 15B is an example of a scene in which battery management device 100 estimates the SOC of battery 200 . Similar to FIG. 15A, the battery 200 is installed in, for example, an electric vehicle, and the operator performs a charging operation via a charging port. The operator also connects an OBD (On Board Diagnostics) terminal 1504 to the electric vehicle. The OBD terminal 1504 measures the battery voltage and transmits the result to the battery management device 100 . The battery management device 100 and OBD terminal 1504 can be connected via a network, for example. The calculation unit 120 uses the battery voltage obtained from the OBD terminal 1504 to estimate the SOC by the method described in the first embodiment.

図16は、放電動作の1例を示す。放電動作は、電池200を搭載した電気機器と接続された電気的負荷を稼働させることによって実施できる。電池200が電気自動車1500内に搭載されている場合、例えば電気自動車1500が備えるエアコンを動作させることによって、電池200を放電させることができる。エアコンをOFFすると電池200は休止期間となる。休止期間の電池電圧は例えばOBD端末1504によって計測することができる。以後の動作は同様である。エアコンは電気的負荷の1例であり、その他の電気的負荷を用いて電池200を放電させてもよい。 FIG. 16 shows an example of discharge operation. A discharging operation can be performed by operating an electrical load connected to an electrical device in which battery 200 is mounted. When battery 200 is mounted in electric vehicle 1500, battery 200 can be discharged by operating an air conditioner provided in electric vehicle 1500, for example. When the air conditioner is turned off, the battery 200 enters a rest period. The battery voltage during the idle period can be measured by the OBD terminal 1504, for example. Subsequent operations are the same. An air conditioner is one example of an electrical load, and other electrical loads may be used to discharge battery 200 .

<実施の形態6>
図17は、本発明の実施形態6に係る電力システム1700の構成図である。電力システム1700は、太陽電池1701と電池200が出力する電力をそれぞれ電力系統に対して供給するシステムである。太陽電池1701は電力制御装置1702によって駆動され、電池200は電力制御装置1703によって駆動される。電力制御装置1703は、電池200の出力電圧などを計測し、その計測結果をデータサーバに対してアップロードする。電池管理装置100は、そのアップロードされた計測結果を用いて、電池200のSOCを推定する。管理サーバ1704は、電力システム1700全体を制御する。電力制御装置1702と1703に対する指令は、例えば電池管理装置100または管理サーバ1704から、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)を介して送信される。電力制御装置1702と1703は、その指令にしたがって、太陽電池1701と電池200をそれぞれ制御する。
<Embodiment 6>
FIG. 17 is a configuration diagram of a power system 1700 according to Embodiment 6 of the present invention. The power system 1700 is a system that supplies power output from the solar cell 1701 and the battery 200 to the power system. Solar cell 1701 is driven by power controller 1702 and battery 200 is driven by power controller 1703 . The power control device 1703 measures the output voltage of the battery 200 and the like, and uploads the measurement results to the data server. Battery management device 100 estimates the SOC of battery 200 using the uploaded measurement results. Management server 1704 controls the entire power system 1700 . Commands to power control devices 1702 and 1703 are sent from, for example, battery management device 100 or management server 1704 via PLCs (programmable logic controllers). Power controllers 1702 and 1703 control solar cell 1701 and battery 200, respectively, according to the instructions.

図18は、電力システム1700の運用スケジュールの例である。電力システム1700を電力系統に対して接続する際に、運用スケジュール(例えば時刻ごとの発電量)をあらかじめ規制当局に対して提出することが求められる場合がある。この運用スケジュールはその運用期間における太陽電池1701の発電量予測結果にしたがって作成される。しかし太陽電池1701の発電量の予測値は、実績値から乖離する可能性が比較的高い。この場合であっても電力システム1700が電力系統に対して供給する電力を運用スケジュールに準拠させるために、電池200を補助的に用いることができる。余剰電力は電池200を充電するために用い、不足電力は電池200から放電することによって補うことができるからである。 FIG. 18 is an example of an operation schedule for power system 1700 . When connecting the power system 1700 to the power grid, it may be required to submit an operation schedule (for example, the amount of power generation for each hour) to the regulatory authority in advance. This operation schedule is created according to the power generation amount prediction result of the solar cell 1701 during the operation period. However, the predicted value of the power generation amount of the solar cell 1701 has a relatively high possibility of deviating from the actual value. Even in this case, the battery 200 can be used supplementarily so that the power supplied to the power grid by the power system 1700 conforms to the operation schedule. This is because the surplus power can be used to charge the battery 200 and the shortage of power can be compensated by discharging the battery 200 .

電池200をこのように用いるためには、電池200のSOCをあらかじめそれに適した状態に準備しておく必要がある。その前提として、電池200のSOCを正確に計測する必要がある。電池管理装置100は、以上の実施形態で説明した手法により、そのSOCを推定する。電力システム1700の運用者は、その推定結果にしたがって、電池200をあらかじめ準備しておくことができる。 In order to use the battery 200 in this way, it is necessary to prepare the SOC of the battery 200 in a suitable state in advance. As a prerequisite for this, it is necessary to accurately measure the SOC of the battery 200 . The battery management device 100 estimates the SOC by the method described in the above embodiments. The operator of power system 1700 can prepare battery 200 in advance according to the estimation result.

電力システム1700の運用スケジュールが例えば06:00~18:00である場合は、06:00よりも前に電池200のSOCを準備しておく必要がある。図18の例においては、期間1802内にこれを準備する。さらにその前提として、期間1802よりも前の期間1801において、SOCを推定する。準備期間を十分確保するためには、期間1801は短いほうが望ましい。 If the operation schedule of the electric power system 1700 is, for example, 06:00 to 18:00, the SOC of the battery 200 must be prepared before 06:00. In the example of FIG. 18, this is prepared during period 1802 . Further, as a premise, the SOC is estimated in period 1801 prior to period 1802 . In order to secure a sufficient preparation period, it is desirable that the period 1801 be as short as possible.

<実施の形態7>
図19は、電池管理装置100が提供するユーザインターフェースの例である。ユーザインターフェースは、電池200のSOC推定結果、実施形態1で説明したΔV12やΔV23などの計測結果、BMUから取得する電池電圧の経時変化、などを提示することができる。ユーザインターフェースは、例えば演算部120が生成して適当な表示デバイス上に表示してもよいし、ユーザインターフェースを記述したデータ(例:HTMLデータなどの画面レイアウトを指定するデータ)を演算部120が生成して別の表示端末に対して送信し、その表示端末がこれを描画してもよい。その他適当な手法によって提供してもよい。
<Embodiment 7>
FIG. 19 is an example of a user interface provided by the battery management device 100. As shown in FIG. The user interface can present the estimated SOC of the battery 200, the measurement results of ΔV12 and ΔV23 described in the first embodiment, the change in battery voltage over time acquired from the BMU, and the like. For example, the user interface may be generated by the computing unit 120 and displayed on an appropriate display device, or data describing the user interface (eg, data specifying a screen layout such as HTML data) may be generated by the computing unit 120. It may be generated and sent to another display terminal, which renders it. You may provide by other suitable methods.

<本発明の変形例について>
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
<Regarding Modifications of the Present Invention>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

以上の実施形態において、検知部130はBMUから電池電圧V1~V3の計測結果を取得することを説明したが、BMU以外の任意の計測装置(例えば実施形態5で説明した計測器1503やOBD端末1504)からこれを取得してもよい。 In the above embodiment, it was explained that the detection unit 130 acquires the measurement results of the battery voltages V1 to V3 from the BMU. 1504).

以上の実施形態において、演算部120は、その機能を実装した回路デバイスなどのハードウェアによって構成することもできるし、その機能を実装したソフトウェアをCPU(Central Processing Unit)などの演算装置が実行することによって構成することもできる。 In the above embodiment, the arithmetic unit 120 can be configured by hardware such as a circuit device implementing the function, or software implementing the function is executed by an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit). It can also be configured by

100:電池管理装置
110:通信部
120:演算部
130:検知部
140:記憶部
100: Battery management device 110: Communication unit 120: Calculation unit 130: Detection unit 140: Storage unit

Claims (14)

電池の状態を管理する電池管理装置であって、
前記電池が出力する電圧の検出値を取得する検知部、
前記電池の状態を推定する演算部、
を備え、
前記演算部は、前記電池が第1充電動作または第1放電動作を開始した時点における前記電池の出力電圧と、前記第1充電動作または前記第1放電動作を終了した後の第1休止期間が開始してから第1時間が経過した時点における前記電池の出力電圧との間の第1差分を計算し、
前記演算部は、前記第1休止期間が終了した後に前記電池が第2充電動作または第2放電動作を開始した時点における前記電池の出力電圧と、前記第2充電動作または前記第2放電動作が終了した後の第2休止期間が開始してから第2時間が経過した時点における前記電池の出力電圧との間の第2差分を計算し、
前記演算部は、前記第1差分、前記第2差分、および前記電池の充電状態の間の関係を記述したデータを参照することにより、前記電池の充電状態を推定する
ことを特徴とする電池管理装置。
A battery management device that manages the state of a battery,
a detection unit that acquires a detected value of the voltage output by the battery;
a computing unit that estimates the state of the battery;
with
The computing unit determines the output voltage of the battery when the battery starts the first charging operation or the first discharging operation and the first rest period after the first charging operation or the first discharging operation is finished. calculating a first difference between the output voltage of the battery at a first time after initiation;
The calculation unit calculates the output voltage of the battery at the time when the battery starts the second charging operation or the second discharging operation after the end of the first rest period, and the output voltage of the battery and the second charging operation or the second discharging operation. Calculating a second difference between the output voltage of the battery at the time when a second time has elapsed since the start of the second rest period after the end,
The battery management, wherein the calculating unit estimates the state of charge of the battery by referring to data describing the relationship between the first difference, the second difference, and the state of charge of the battery. Device.
前記データは、前記電池が充電または放電を開始してから終了するまでの前記電池の充電量または放電量を前記充電状態に換算した値と、前記電池が充電または放電を開始してから終了するまでの前記電池の出力電圧の変化との間の関係を記述しており、
前記演算部は、前記第1差分を用いて前記データを参照することにより、前記第1充電動作または前記第1放電動作における前記電池の充電量または放電量に対応する前記充電状態の第1候補を取得し、
前記演算部は、前記第2差分を用いて前記データを参照することにより、前記第2充電動作または前記第2放電動作における前記電池の充電量または放電量に対応する前記充電状態の第2候補を取得し、
前記演算部は、前記第1候補と前記第2候補のうち、前記第2充電動作における充電量または前記第2放電動作における放電量に対応するものを特定することにより、前記充電状態を推定する
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The data includes a value obtained by converting the amount of charge or discharge of the battery from the start of charging or discharging until the end of charging or discharging to the state of charge, and a value obtained by converting the amount of charging or discharging of the battery from the time the battery starts charging or discharging to the end of charging or discharging. describing the relationship between changes in the output voltage of said battery to
The calculation unit refers to the data using the first difference to obtain a first candidate for the state of charge corresponding to the amount of charge or discharge of the battery in the first charging operation or the first discharging operation. and get
The computing unit refers to the data using the second difference to obtain a second candidate for the state of charge corresponding to the amount of charge or discharge of the battery in the second charging operation or the second discharging operation. and get
The calculation unit estimates the state of charge by specifying one of the first candidate and the second candidate that corresponds to the amount of charge in the second charging operation or the amount of discharge in the second discharging operation. The battery management device according to claim 1, characterized in that:
前記データは、前記電池が充電または放電を開始してから終了するまでの前記電池の充電量または放電量を前記充電状態に換算した値と、前記電池が充電または放電を開始してから終了するまでの前記電池の出力電圧の変化との間の関係を記述しており、
前記演算部は、前記データが記述しているデータ点のうち、前記第1差分、前記第2差分、および前記第1差分と前記第2差分との間の差分に対応するものを特定することにより、前記充電状態を推定する
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The data includes a value obtained by converting the amount of charge or discharge of the battery from the start of charging or discharging until the end of charging or discharging to the state of charge, and a value obtained by converting the amount of charging or discharging of the battery from the time the battery starts charging or discharging to the end of charging or discharging. describing the relationship between changes in the output voltage of said battery to
The computing unit identifies data points described by the data that correspond to the first difference, the second difference, and the difference between the first difference and the second difference. The battery management device according to claim 1, wherein the state of charge is estimated by:
前記演算部は、
前記第1充電動作または前記第1放電動作が開始する時点における前記電池の第1出力電圧、
前記第1休止期間が開始してから前記第1時間が経過した時点における前記電池の第2出力電圧、
前記第2休止期間が開始してから前記第2時間が経過した時点における前記電池の第3出力電圧、
の組み合わせごとに前記充電状態を推定し、
前記演算部は、前記電池管理装置から独立して前記電池の出力電圧を計測する計測装置から、前記第1出力電圧、前記第2出力電圧、および前記第3出力電圧それぞれの計測結果を取得し、
前記演算部は、前記組み合わせごとに推定した前記充電状態と、前記計測結果との間の対応関係を学習し、
前記演算部は、前記学習した前記対応関係に対して、前記計測装置から取得した新たな前記計測結果を投入することにより、前記充電状態を推定する
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The calculation unit is
a first output voltage of the battery at the time the first charging operation or the first discharging operation begins;
a second output voltage of the battery at the time when the first time has elapsed since the start of the first rest period;
a third output voltage of the battery at the time when the second time has elapsed since the start of the second rest period;
Estimate the state of charge for each combination of
The computing unit acquires measurement results of the first output voltage, the second output voltage, and the third output voltage from a measurement device that measures the output voltage of the battery independently of the battery management device. ,
The computing unit learns a correspondence relationship between the state of charge estimated for each combination and the measurement result,
The battery management according to claim 1, wherein the calculation unit estimates the state of charge by inputting the new measurement result obtained from the measurement device into the learned correspondence relationship. Device.
前記演算部は、前記電池の劣化状態を推定し、
前記演算部は、前記劣化状態を用いて、前記第1充電動作が開始する時点における前記充電状態を計算する
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The computing unit estimates the state of deterioration of the battery,
The battery management device according to claim 1, wherein the calculating unit calculates the state of charge at the time when the first charging operation starts, using the state of deterioration.
前記検知部は、前記電池が出力する電流の検出値を取得し、
前記演算部は、前記電池が出力する電圧の経時変化を表す差分として、前記電池が充電または放電を終了した終了時点以後の第1起算時点における前記電圧と、前記第1起算時点から第1期間が経過した第1時点における前記電圧との間の第1差分を取得し、
前記演算部は、前記差分として、前記第1時点以後の第2起算時点における前記電圧と、前記第2起算時点から第2期間が経過した第2時点における前記電圧との間の第2差分を取得し、
前記演算部は、前記第1差分と前記電池の内部抵抗との間の関係を記述するとともに前記第2差分と前記劣化状態との間の関係を記述した関係データを取得し、
前記演算部は、前記第1差分を用いて前記関係データを参照することにより前記電池の内部抵抗を推定し、
前記演算部は、前記第2差分を用いて前記関係データを参照することにより前記劣化状態を推定する
ことを特徴とする請求項5記載の電池管理装置。
The detection unit acquires a detected value of the current output by the battery,
The computing unit calculates, as a difference representing the change over time of the voltage output by the battery, the voltage at a first starting point after the charging or discharging end point of the battery, and the first period from the first calculated point. obtaining a first difference between the voltage at a first point in time after the
The calculation unit calculates, as the difference, a second difference between the voltage at a second time point after the first time point and the voltage at a second time point after the second time period has elapsed from the second time point. Acquired,
The computing unit acquires relational data describing the relationship between the first difference and the internal resistance of the battery and describing the relationship between the second difference and the deterioration state,
The computing unit estimates the internal resistance of the battery by referring to the relationship data using the first difference,
The battery management device according to claim 5, wherein the calculation unit estimates the deterioration state by referring to the relationship data using the second difference.
前記第1充電動作と前記第2充電動作は、前記電池を搭載した電気機器の充電ポートを介して実施され、
前記演算部は、前記充電ポートを介して実施された前記第1充電動作と前記第2充電動作によって生じる前記第1差分と前記第2差分をそれぞれ計算する
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The first charging operation and the second charging operation are performed via a charging port of an electrical device equipped with the battery,
2. The method according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the first difference and the second difference caused by the first charging operation and the second charging operation performed via the charging port, respectively. Battery management device.
前記演算部は、前記充電ポートと充電器との間に配置された計測器から、または前記電気機器と接続して前記電気機器に対するメンテナンス処理を実施する端末から、
前記第1充電動作または前記第1放電動作が開始する時点における前記電池の第1出力電圧、
前記第1休止期間が開始してから前記第1時間が経過した時点における前記電池の第2出力電圧、
前記第2休止期間が開始してから前記第2時間が経過した時点における前記電池の第3出力電圧、
をそれぞれ取得する
ことを特徴とする請求項7記載の電池管理装置。
The computing unit receives from a measuring instrument arranged between the charging port and the charger, or from a terminal connected to the electrical device and performing maintenance processing on the electrical device,
a first output voltage of the battery at the time the first charging operation or the first discharging operation begins;
a second output voltage of the battery at the time when the first time has elapsed since the start of the first rest period;
a third output voltage of the battery at the time when the second time has elapsed since the start of the second rest period;
8. The battery management device according to claim 7, wherein the battery management device acquires the .
前記第1放電動作と前記第2放電動作は、前記電池を搭載した電気機器が有する電気的負荷によって実施され、
前記演算部は、前記電気的負荷によって実施された前記第1放電動作と前記第2放電動作によって生じる前記第1差分と前記第2差分をそれぞれ取得する
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The first discharging operation and the second discharging operation are performed by an electrical load of an electrical device equipped with the battery,
2. The battery according to claim 1, wherein the calculation unit acquires the first difference and the second difference caused by the first discharge operation and the second discharge operation performed by the electrical load, respectively. management device.
前記第1充電動作と前記第2充電動作、または、前記第1放電動作と前記第2放電動作は、前記電池を駆動する制御装置によって実施され、
前記演算部は、前記制御装置によって実施された前記第1充電動作と前記第2充電動作によって生じる、または、前記制御装置によって実施された前記第1放電動作と前記第2放電動作によって生じる、前記第1差分と前記第2差分をそれぞれ取得する
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The first charging operation and the second charging operation, or the first discharging operation and the second discharging operation are performed by a control device that drives the battery,
The computing unit performs the above-described charging operation caused by the first charging operation and the second charging operation performed by the control device, or caused by the first discharging operation and the second discharging operation performed by the control device. The battery management device according to claim 1, wherein the first difference and the second difference are obtained respectively.
前記制御装置は、電力需要に基づきあらかじめ定められた運用スケジュールにしたがって、前記電池の充電または放電を実施し、
前記制御装置は、前記運用スケジュールにしたがって前記電池の充電または放電を実施する前に、前記第1充電動作と前記第2充電動作、または、前記第1放電動作と前記第2放電動作を実施し、
前記演算部は、前記制御装置が前記運用スケジュールにしたがって前記電池の充電または放電を実施する前に、前記充電状態を推定する
ことを特徴とする請求項10記載の電池管理装置。
The control device charges or discharges the battery according to a predetermined operation schedule based on power demand,
The control device performs the first charging operation and the second charging operation or the first discharging operation and the second discharging operation before charging or discharging the battery according to the operation schedule. ,
11. The battery management device according to claim 10, wherein the calculation unit estimates the state of charge before the control device charges or discharges the battery according to the operation schedule.
前記電池管理装置は、前記推定した前記充電状態を提示するユーザインターフェースを備える
ことを特徴とする請求項1記載の電池管理装置。
The battery management device according to claim 1, further comprising a user interface for presenting the estimated state of charge.
電池の状態を管理する処理をコンピュータに実行させる電池管理プログラムであって、前記コンピュータに、
前記電池が出力する電圧の検出値を取得するステップ、
前記電池の状態を推定するステップ、
を実行させ、
前記推定するステップにおいては、前記コンピュータに、前記電池が第1充電動作または第1放電動作を開始した時点における前記電池の出力電圧と、前記第1充電動作または前記第1放電動作を終了した後の第1休止期間が開始してから第1時間が経過した時点における前記電池の出力電圧との間の第1差分を計算するステップを実行させ、
前記推定するステップにおいては、前記コンピュータに、前記第1休止期間が終了した後に前記電池が第2充電動作または第2放電動作を開始した時点における前記電池の出力電圧と、前記第2充電動作または前記第2放電動作が終了した後の第2休止期間が開始してから第2時間が経過した時点における前記電池の出力電圧との間の第2差分を計算するステップを実行させ、
前記推定するステップにおいては、前記コンピュータに、前記第1差分、前記第2差分、および前記電池の充電状態の間の関係を記述したデータを参照することにより、前記電池の充電状態を推定するステップを実行させる
ことを特徴とする電池管理プログラム。
A battery management program for causing a computer to execute processing for managing the state of a battery, the computer comprising:
obtaining a detected value of the voltage output by the battery;
estimating the state of the battery;
and
In the estimating step, the computer stores the output voltage of the battery when the battery starts the first charging operation or the first discharging operation, and the output voltage after the first charging operation or the first discharging operation is completed. calculating a first difference between the output voltage of the battery and the output voltage of the battery at the time when the first time has elapsed since the first rest period of
In the estimating step, the computer stores the output voltage of the battery at the time when the battery starts the second charging operation or the second discharging operation after the end of the first rest period, the second charging operation or calculating a second difference between the output voltage of the battery at the time when a second time has elapsed since the start of the second rest period after the end of the second discharge operation;
In the estimating step, estimating the state of charge of the battery by referring to data describing the relationship between the first difference, the second difference, and the state of charge of the battery in the computer. A battery management program characterized by executing
電池の状態を管理する電池管理装置を用いて前記電池の状態を管理する方法であって、
前記電池管理装置は、
前記電池が出力する電圧の検出値を取得する検知部、
前記電池の状態を推定する演算部、
を備え、
前記演算部は、前記電池が第1充電動作または第1放電動作を開始した時点における前記電池の出力電圧と、前記第1充電動作または前記第1放電動作を終了した後の第1休止期間が開始してから第1時間が経過した時点における前記電池の出力電圧との間の第1差分を計算し、
前記演算部は、前記第1休止期間が終了した後に前記電池が第2充電動作または第2放電動作を開始した時点における前記電池の出力電圧と、前記第2充電動作または前記第2放電動作が終了した後の第2休止期間が開始してから第2時間が経過した時点における前記電池の出力電圧との間の第2差分を計算し、
前記演算部は、前記第1差分、前記第2差分、および前記電池の充電状態の間の関係を記述したデータを参照することにより、前記電池の充電状態を推定し、
前記方法は、
前記電池を搭載した電気機器の充電ポートを介して前記第1充電動作と前記第2充電動作を実施するステップ、
前記充電ポートと充電器との間に配置された計測器を用いて、または前記電気機器と接続して前記電気機器に対するメンテナンス処理を実施する端末を用いて、前記電池の出力電圧を計測するステップ、
前記電池管理装置が前記出力電圧を用いて前記充電状態を推定するステップ、
を有する方法。
A method for managing the state of the battery using a battery management device that manages the state of the battery,
The battery management device
a detection unit that acquires a detected value of the voltage output by the battery;
a computing unit that estimates the state of the battery;
with
The computing unit determines the output voltage of the battery when the battery starts the first charging operation or the first discharging operation and the first rest period after the first charging operation or the first discharging operation is finished. calculating a first difference between the output voltage of the battery at a first time after initiation;
The calculation unit calculates the output voltage of the battery at the time when the battery starts the second charging operation or the second discharging operation after the end of the first rest period, and the output voltage of the battery and the second charging operation or the second discharging operation. Calculating a second difference between the output voltage of the battery at the time when a second time has elapsed since the start of the second rest period after the end,
The computing unit estimates the state of charge of the battery by referring to data describing the relationship between the first difference, the second difference, and the state of charge of the battery,
The method includes:
performing the first charging operation and the second charging operation via a charging port of an electrical device equipped with the battery;
measuring the output voltage of the battery using a measuring instrument arranged between the charging port and the charger, or using a terminal connected to the electrical equipment to perform maintenance processing on the electrical equipment; ,
estimating the state of charge by the battery management device using the output voltage;
How to have
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08106924A (en) * 1994-10-05 1996-04-23 Brother Ind Ltd Quick charger
JP2008053126A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Mazda Motor Corp Battery deterioration judgement device
JP4561859B2 (en) * 2008-04-01 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 Secondary battery system
JP5287844B2 (en) * 2010-12-27 2013-09-11 株式会社デンソー Secondary battery remaining capacity calculation device
JP5556698B2 (en) * 2011-02-18 2014-07-23 株式会社デンソー Battery assembly
JP5553798B2 (en) * 2011-06-10 2014-07-16 株式会社日立製作所 Positive electrode material for lithium ion secondary battery
US20120319657A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 O2 Micro USA Battery management system
US9269994B2 (en) * 2011-12-29 2016-02-23 Blackberry Limited Power pack remaining capacity level detection
JP6898585B2 (en) * 2017-04-10 2021-07-07 日産自動車株式会社 Secondary battery state estimation method and state estimation system
JP7141012B2 (en) * 2018-03-13 2022-09-22 三菱自動車工業株式会社 Secondary battery system
CN111478387A (en) * 2020-04-09 2020-07-31 苏州桑倍储能技术有限公司 Battery management system
JP2022170227A (en) * 2021-04-28 2022-11-10 株式会社日立ハイテク Battery state estimation device and power system

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