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JP5394162B2 - Internal resistance detection device, open circuit voltage detection device, and remaining capacity detection device of power storage device - Google Patents

Internal resistance detection device, open circuit voltage detection device, and remaining capacity detection device of power storage device Download PDF

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JP5394162B2 JP2009179287A JP2009179287A JP5394162B2 JP 5394162 B2 JP5394162 B2 JP 5394162B2 JP 2009179287 A JP2009179287 A JP 2009179287A JP 2009179287 A JP2009179287 A JP 2009179287A JP 5394162 B2 JP5394162 B2 JP 5394162B2
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Description

本発明は、例えばバッテリーなどの蓄電装置の内部抵抗検出装置および開路電圧検出装置および残容量検出装置に関する。   The present invention relates to an internal resistance detection device, an open circuit voltage detection device, and a remaining capacity detection device of a power storage device such as a battery.

従来、例えばバッテリーなどの蓄電装置において、充放電電流がゼロでは無い場合の端子電圧を開路電圧と内部抵抗成分と過渡応答成分とにより構成し、端子電圧の検出値から内部抵抗成分と過渡応答成分とを減算することによって開路電圧を算出すると共に、この開路電圧から残容量を算出する蓄電装置の内部抵抗検出装置および開路電圧検出装置および残容量検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
これらの蓄電装置の内部抵抗検出装置および開路電圧検出装置および残容量検出装置では、内部抵抗成分を所定周波数領域の電圧変動と電流変動との比率に基づき算出し、過渡応答成分を充放電電流の検出値に基づき算出している。
Conventionally, in a power storage device such as a battery, the terminal voltage when the charge / discharge current is not zero is composed of an open circuit voltage, an internal resistance component, and a transient response component, and the internal resistance component and the transient response component are determined from the detected value of the terminal voltage. In addition, an internal resistance detection device, an open circuit voltage detection device, and a remaining capacity detection device of a power storage device that calculate an open circuit voltage by subtracting and the remaining capacity from the open circuit voltage are known (for example, Patent Document 1). reference).
In the internal resistance detection device, the open circuit voltage detection device, and the remaining capacity detection device of these power storage devices, the internal resistance component is calculated based on the ratio between the voltage fluctuation and the current fluctuation in a predetermined frequency region, and the transient response component is calculated based on the charge / discharge current. Calculated based on the detected value.

特許第4037344号公報Japanese Patent No. 4037344

ところで、上記従来技術の一例による蓄電装置の内部抵抗検出装置および開路電圧検出装置および残容量検出装置においては、内部抵抗成分の瞬時値を電圧変動と電流変動との比率(電圧変動量/電流変動量)により算出している。しかしながら、電流変動量が小さい場合には、この比率(電圧変動量/電流変動量)が無限大に発散してしまうという問題が生じる。
このような問題が生じることに対して、例えば電流変動量が適正に大きな値を有するようにして、電流変動の期間を長くすると、化学反応などによる遅い抵抗成分の寄与が増大し、化学反応による抵抗のような遅い抵抗成分を含まないオーミック抵抗(=純抵抗)とされる内部抵抗成分の瞬時値の算出精度および信頼性が低下してしまうという問題が生じる。この場合、例えば時間平均処理などのフィルタリング処理を用いたとしても、誤差が最大で無限大になることから、算出精度および信頼性を向上させることは困難である。
しかも、この比率(電圧変動量/電流変動量)での電流変動量が、例えば蓄電装置の温度状態や充放電履歴や動作時間などに応じて頻繁に変化すること、また、電流および電圧の検出誤差が雑音により増大する虞があることなどによって、算出精度および信頼性が低下してしまうという問題が生じる。
By the way, in the internal resistance detection device, the open circuit voltage detection device, and the remaining capacity detection device of the power storage device according to the above prior art, the instantaneous value of the internal resistance component is expressed as a ratio of voltage fluctuation to current fluctuation (voltage fluctuation amount / current fluctuation). (Quantity). However, when the current fluctuation amount is small, there arises a problem that this ratio (voltage fluctuation amount / current fluctuation amount) diverges infinitely.
When such a problem occurs, for example, if the current fluctuation amount has an appropriately large value and the current fluctuation period is lengthened, the contribution of a slow resistance component due to a chemical reaction or the like increases, and the chemical reaction causes There arises a problem that the calculation accuracy and reliability of the instantaneous value of the internal resistance component, which is an ohmic resistance (= pure resistance) not including a slow resistance component such as a resistance, is lowered. In this case, for example, even if filtering processing such as time averaging processing is used, the error becomes maximum and infinite, so it is difficult to improve calculation accuracy and reliability.
In addition, the current fluctuation amount at this ratio (voltage fluctuation amount / current fluctuation amount) frequently changes according to, for example, the temperature state of the power storage device, the charge / discharge history, the operation time, etc., and the detection of current and voltage There is a problem that the calculation accuracy and reliability are reduced due to the possibility that the error increases due to noise.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蓄電装置の内部抵抗を精度良く検出することが可能な蓄電装置の内部抵抗検出装置および蓄電装置の内部抵抗に応じて蓄電装置の開路電圧を精度良く検出することが可能な開路電圧検出装置および蓄電装置の内部抵抗に応じて蓄電装置の残容量を精度良く検出することが可能な残容量検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the internal resistance detection device of a power storage device capable of accurately detecting the internal resistance of the power storage device, and the open circuit voltage of the power storage device according to the internal resistance of the power storage device are accurate. It is an object of the present invention to provide an open-circuit voltage detection device that can detect well and a remaining capacity detection device that can accurately detect the remaining capacity of the power storage device according to the internal resistance of the power storage device.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置は、蓄電装置(例えば、実施の形態での高圧バッテリー17)の端子電圧の電圧値を検出する電圧検出手段(例えば、実施の形態での電圧センサ17b)と、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値の変動である電圧変動値を算出する電圧変動算出手段(例えば、実施の形態での電圧近似微分演算部51)と、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値の変動である電圧変動の推定値を算出する電圧変動推定値算出手段(例えば、実施の形態での第1乗算部53)と、前記電圧変動算出手段により算出される前記電圧変動値と、前記電圧変動推定値算出手段により算出される前記電圧変動の前記推定値との差分に基づき、前記蓄電装置の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段(例えば、実施の形態での第2乗算部55およびゲイン設定部56および積分演算部57)とを備え、前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の負荷変動値または負荷変動指令値に基づき前記内部抵抗を補正量(例えば、実施の形態での内部抵抗補正量Q)により補正しており、前記負荷変動値または前記負荷変動指令値が増大することに伴い前記補正量が増大傾向に変化するように、かつ、前記負荷変動値または前記負荷変動指令値が減少することに伴い前記補正量が減少傾向に変化するようにして、前記補正量を設定するIn order to solve the above problems and achieve the object, the internal resistance detection device for a power storage device according to the first aspect of the present invention is a voltage of a terminal voltage of a power storage device (for example, high voltage battery 17 in the embodiment). Voltage detection means for detecting a value (for example, voltage sensor 17b in the embodiment) and voltage fluctuation calculation means for calculating a voltage fluctuation value that is a fluctuation of the voltage value detected by the voltage detection means (for example, implementation) Voltage approximation differential calculation unit 51) in the form of voltage fluctuation estimated value calculation means for calculating an estimated value of voltage fluctuation that is the fluctuation of the voltage value detected by the voltage detection means (for example, in the embodiment) First accumulation unit 53), based on a difference between the voltage fluctuation value calculated by the voltage fluctuation calculating means and the estimated value of the voltage fluctuation calculated by the voltage fluctuation estimated value calculating means. The internal resistance calculation means for calculating the internal resistance of the device (e.g., a second multiplication unit 55 and the gain setting unit 56 and the integral operation unit 57 in the embodiment), wherein the internal resistance calculation means, said power storage device The internal resistance is corrected with a correction amount (for example, the internal resistance correction amount Q in the embodiment) based on the load fluctuation value or the load fluctuation command value, and the load fluctuation value or the load fluctuation command value increases. Accordingly, the correction amount is changed so that the correction amount changes in an increasing tendency, and the correction amount changes in a decreasing tendency as the load fluctuation value or the load fluctuation command value decreases. Set .

さらに、本発明の第2態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値を検出する電流検出手段(例えば、実施の形態での電流センサ17a)と、前記電流検出手段により検出される前記電流値の変動である電流変動値を算出する電流変動算出手段(例えば、実施の形態での電流近似微分演算部52)とを備え、前記電圧変動の前記推定値は、前記電流変動算出手段により算出された前記電流変動値と、前記内部抵抗算出手段により算出された値とを乗算して得られる値である。   Furthermore, the internal resistance detection device of the power storage device according to the second aspect of the present invention includes current detection means (for example, a current sensor 17a in the embodiment) that detects a current value of a discharge current or a charge current of the power storage device. Current fluctuation calculation means for calculating a current fluctuation value that is a fluctuation of the current value detected by the current detection means (for example, a current approximate differentiation operation unit 52 in the embodiment), and the voltage fluctuation The estimated value is a value obtained by multiplying the current fluctuation value calculated by the current fluctuation calculation means by the value calculated by the internal resistance calculation means.

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記電圧変動算出手段により算出される前記電圧変動値は、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値あるいは該電圧値に係る状態量の所定周波数領域成分の時間変動値である。 Furthermore, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the third aspect of the present invention, the voltage fluctuation value calculated by the voltage fluctuation calculation means is the voltage value detected by the voltage detection means or the voltage value. It is a time fluctuation value of a predetermined frequency domain component of the state quantity.

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記所定周波数領域成分の周波数領域は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動に対する前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の応答の過渡応答成分の周波数領域よりも高い周波数領域に設定される。 Furthermore, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the fourth aspect of the present invention, the frequency region of the predetermined frequency region component is a terminal voltage of the power storage device with respect to a change in the current value of the discharge current or the charge current of the power storage device. Is set to a frequency region higher than the frequency region of the transient response component of the voltage value response.

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動である電流変動値が増大することに伴い前記補正量が増大傾向に変化するように、かつ、前記電流変動値が減少することに伴い前記補正量が減少傾向に変化するようにして、前記補正量を設定する。 Furthermore, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the fifth aspect of the present invention, the internal resistance calculation means is configured to increase a current fluctuation value that is a change in a current value of a discharge current or a charge current of the power storage device. Accordingly, the correction amount is set so that the correction amount changes in an increasing tendency, and the correction amount changes in a decreasing tendency as the current fluctuation value decreases.

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記内部抵抗算出手段は、前記電圧変動値が増大することに伴い前記補正量が増大傾向に変化するように、かつ、前記電圧変動値が減少することに伴い前記補正量が減少傾向に変化するようにして、前記補正量を設定する。 Further, an internal resistance detecting apparatus of the power storage device according to a sixth aspect of the present invention, the internal resistance calculation means, as the correction amount due to the previous SL voltage variation value increases is changed to increasing tendency, and The correction amount is set such that the correction amount changes in a decreasing trend as the voltage fluctuation value decreases.

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記内部抵抗算出手段は、前記電圧変動値と前記推定値との前記差分にゲイン定数(例えば、実施の形態でのゲインK)を乗算することによって前記補正量を算出する。 Further, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the seventh aspect of the present invention, the internal resistance calculation means includes a gain constant (for example, a gain in an embodiment) in the difference between the voltage fluctuation value and the estimated value. The correction amount is calculated by multiplying by K).

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動である電流変動値が増大することに伴い前記ゲイン定数が増大傾向に変化するように、かつ、前記電流変動値が減少することに伴い前記ゲイン定数が減少傾向に変化するようにして、前記ゲイン定数を設定する。 Furthermore, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the eighth aspect of the present invention, the internal resistance calculation means is configured to increase a current fluctuation value that is a change in a current value of a discharge current or a charging current of the power storage device. Accordingly, the gain constant is set so that the gain constant changes in an increasing tendency, and the gain constant changes in a decreasing tendency as the current fluctuation value decreases.

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の変動である電圧変動値が増大することに伴い前記ゲイン定数が増大傾向に変化するように、かつ、前記電圧変動値が減少することに伴い前記ゲイン定数が減少傾向に変化するようにして、前記ゲイン定数を設定する。 Furthermore, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the ninth aspect of the present invention, the internal resistance calculation means increases the gain as the voltage fluctuation value, which is a fluctuation in the voltage value of the terminal voltage of the power storage device, increases. The gain constant is set so that the constant changes in an increasing tendency and the gain constant changes in a decreasing tendency as the voltage fluctuation value decreases.

さらに、本発明の第10態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の負荷変動値または負荷変動指令値が増大することに伴い前記ゲイン定数が増大傾向に変化するように、かつ、前記負荷変動値または前記負荷変動指令値が減少することに伴い前記ゲイン定数が減少傾向に変化するようにして、前記ゲイン定数を設定する。 Furthermore, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the tenth aspect of the present invention, the internal resistance calculation means has a tendency that the gain constant increases as a load fluctuation value or a load fluctuation command value of the power storage device increases. The gain constant is set so that the gain constant changes in a decreasing tendency as the load fluctuation value or the load fluctuation command value decreases.

さらに、本発明の第11態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値を検出する電流検出手段による前記電流値の出力または前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する前記電圧検出手段による前記電圧値の出力から、前記内部抵抗算出手段による前記内部抵抗の出力までに至る各種パラメータ(例えば、実施の形態でのIact,Vact,ΔA,ΔV,ΔVest,(ΔV−ΔVest),K,Q,aestなど)の演算経路に、入力値の増大に伴い増大傾向に変化する出力値が上限値を有する又は前記入力値の増大に伴い増大傾向に変化する前記出力値の増大率が低下し、かつ、前記入力値の低下に伴い低下傾向に変化する前記出力値が下限値を有する又は前記入力値の低下に伴い低下傾向に変化する前記出力値の低下率が低下する変換演算手段(例えば、実施の形態での変換演算部34a)を備え、該変換演算手段により少なくとも何れか1つの前記パラメータに対して変換演算処理を行なう。 Furthermore, an internal resistance detection device for a power storage device according to an eleventh aspect of the present invention is the output of the current value or the terminal voltage of the power storage device by current detection means for detecting the current value of the discharge current or the charging current of the power storage device. Various parameters (for example, I act , V act , ΔA, and the like in the embodiment) from the output of the voltage value by the voltage detection means for detecting the voltage value of the internal resistance to the output of the internal resistance by the internal resistance calculation means. In the calculation path of ΔV, ΔV est , (ΔV−ΔV est ), K, Q, a est, etc., an output value that changes in an increasing trend with an increase in the input value has an upper limit value or an increase in the input value The increase rate of the output value that changes along with the decrease tends to decrease, and the output value that changes along with the decrease of the input value has a lower limit value or decreases as the input value decreases. A conversion calculation unit (for example, the conversion calculation unit 34a in the embodiment) in which the decrease rate of the output value that changes in a downward trend is reduced is provided, and conversion calculation is performed on at least one of the parameters by the conversion calculation unit. Perform processing.

さらに、本発明の第12態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置は、前記蓄電装置の劣化度を検出する劣化度検出手段(例えば、実施の形態での内部抵抗推定器34が兼ねる)と、前記劣化度検出手段により検出された前記劣化度に応じて、前記変換演算手段の前記上限値又は前記増大率の低下度合い、かつ、前記変換演算手段の前記下限値又は前記低下率の低下度合いを変更する変換演算変更手段(例えば、実施の形態での内部抵抗推定器34が兼ねる)とを備える。 Furthermore, the internal resistance detection device for a power storage device according to the twelfth aspect of the present invention includes a deterioration level detection means for detecting the deterioration level of the power storage device (for example, the internal resistance estimator 34 in the embodiment also serves). According to the degree of deterioration detected by the degree of deterioration detection means, the upper limit value of the conversion calculation means or the degree of decrease of the increase rate, and the lower limit value of the conversion calculation means or the degree of decrease of the decrease rate. Conversion operation changing means for changing (for example, also serving as the internal resistance estimator 34 in the embodiment).

さらに、本発明の第13態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記変換演算変更手段は、前記劣化度が増大することに伴い、前記内部抵抗に係る前記パラメータに対する前記変換演算手段において、前記上限値を増大又は前記増大率の前記低下度合いを低下、かつ、前記下限値を増大又は前記低下率の低下度合いを増大させる。 Furthermore, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the thirteenth aspect of the present invention, the conversion calculation change means is the conversion calculation means for the parameter related to the internal resistance as the deterioration degree increases. The upper limit value is increased or the decrease rate of the increase rate is decreased, and the lower limit value is increased or the decrease rate of the decrease rate is increased.

さらに、本発明の第14態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記変換演算変更手段は、前記劣化度が増大することに伴い、前記電流値又は前記電圧値又は前記電流値の変動である電流変動値又は前記電圧値の変動である電圧変動値に係る前記パラメータに対する前記変換演算手段において、前記上限値を増大又は前記増大率の前記低下度合いを低下、かつ、前記下限値を低下又は前記低下率の低下度合いを低下させる。 Further, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the fourteenth aspect of the present invention, the conversion calculation changing means is configured to detect the current value, the voltage value, or the fluctuation of the current value as the deterioration degree increases. In the conversion calculation means for the parameter related to a voltage fluctuation value which is a certain current fluctuation value or a fluctuation of the voltage value, the upper limit value is increased or the decrease rate of the increase rate is decreased, and the lower limit value is reduced or The degree of reduction of the reduction rate is reduced.

さらに、本発明の第15態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置では、前記変換演算手段は、前記入力値の所定範囲において前記出力値が固定される不感帯を有する。 Further, in the internal resistance detection device for a power storage device according to the fifteenth aspect of the present invention, the conversion calculation means has a dead zone in which the output value is fixed within a predetermined range of the input value.

また、本発明の第16態様に係る蓄電装置の開路電圧検出装置は、第1態様から第20態様の何れかひとつに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置と、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動に対する前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の応答の過渡応答成分に係る状態量を前記電流値に基づき算出する状態量算出手段(例えば、実施の形態での状態量算出部31および過渡応答成分算出部32)と、前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する前記電圧検出手段により検出された前記電圧値から、前記状態量算出手段により算出される前記状態量に係る前記過渡応答成分と、前記蓄電装置の内部抵抗検出装置により検出される前記内部抵抗による電圧変化である内部抵抗成分とを減算して前記蓄電装置の開路電圧を算出する開路電圧算出手段(例えば、実施の形態での減算部36)とを備える。 An open circuit voltage detection device for a power storage device according to a sixteenth aspect of the present invention is the internal resistance detection device for a power storage device according to any one of the first to twentieth aspects, and the discharge current or charge of the power storage device. State quantity calculation means for calculating a state quantity related to a transient response component of the response of the voltage value of the terminal voltage of the power storage device to the fluctuation of the current value of the current based on the current value (for example, the state quantity calculation unit in the embodiment) 31 and the transient response component calculation unit 32) and the state quantity calculated by the state quantity calculation means from the voltage value detected by the voltage detection means for detecting the voltage value of the terminal voltage of the power storage device. An open circuit that calculates an open circuit voltage of the power storage device by subtracting the transient response component and an internal resistance component that is a voltage change due to the internal resistance detected by the internal resistance detection device of the power storage device Pressure calculating means (e.g., the subtracting unit 36 in the embodiment) and a.

また、本発明の第17態様に係る蓄電装置の開路電圧検出装置は、第1態様から第20態様の何れかひとつに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置と、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動に対する前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の応答の過渡応答成分に係る第1の状態量と、前記蓄電装置の開路電圧に係る第2の状態量とを備える状態量を算出する際に、少なくとも前記第1の状態量を前記電流値に基づき算出する状態量算出手段(例えば、実施の形態での状態量算出部61および開路電圧及び過渡応答成分算出部62)と、前記状態量算出手段により算出される前記第1の状態量に係る前記過渡応答成分および前記第2の状態量に係る前記開路電圧と前記内部抵抗算出手段により算出される前記内部抵抗による電圧変化である内部抵抗成分とを加算して得た値と、前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する前記電圧検出手段により検出された前記電圧値との差異がゼロとなるように、前記第1の状態量および前記第2の状態量のうち少なくとも前記第2の状態量を修正するフィードバック手段(例えば、実施の形態での状態量算出部61および開路電圧及び過渡応答成分算出部62および加算部63および減算部64)と、前記第2の状態量から前記開路電圧を算出する開路電圧算出手段(例えば、実施の形態での開路電圧抽出部65)とを備える。 An open circuit voltage detection device for a power storage device according to a seventeenth aspect of the present invention is the internal resistance detection device for a power storage device according to any one of the first to twentieth aspects, and the discharge current or the charge of the power storage device. A state quantity comprising a first state quantity relating to a transient response component of a response of a voltage value of the terminal voltage of the power storage device to a change in current value of a current and a second state quantity relating to an open circuit voltage of the power storage device. When calculating, a state quantity calculating means for calculating at least the first state quantity based on the current value (for example, the state quantity calculating unit 61 and the open circuit voltage and transient response component calculating unit 62 in the embodiment), The transient response component related to the first state quantity calculated by the state quantity calculating means, the open circuit voltage related to the second state quantity, and the voltage change due to the internal resistance calculated by the internal resistance calculating means. The first value is such that a difference between a value obtained by adding a certain internal resistance component and the voltage value detected by the voltage detecting means for detecting the voltage value of the terminal voltage of the power storage device becomes zero. Feedback means for correcting at least the second state quantity among the state quantity and the second state quantity (for example, the state quantity calculation unit 61, the open circuit voltage and transient response component calculation unit 62, and the addition unit in the embodiment) 63 and a subtracting unit 64), and an open circuit voltage calculating means for calculating the open circuit voltage from the second state quantity (for example, the open circuit voltage extracting unit 65 in the embodiment).

また、本発明の第18態様に係る蓄電装置の残容量検出装置は、第21態様または第22態様に記載の蓄電装置の開路電圧検出装置と、前記開路電圧算出手段により算出される前記開路電圧に基づき、前記蓄電装置の残容量を算出する残容量算出手段(例えば、実施の形態での残容量推定部38)とを備える。 A remaining capacity detection device for a power storage device according to an eighteenth aspect of the present invention is the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage detection device for a power storage device according to the twenty-first or twenty-second aspect and the open-circuit voltage calculation means. And a remaining capacity calculating means (for example, remaining capacity estimating unit 38 in the embodiment) for calculating the remaining capacity of the power storage device.

さらに、本発明の第19態様に係る蓄電装置の残容量検出装置では、前記残容量算出手段は、前記開路電圧と前記残容量との所定の相関関係を示すデータを記憶する記憶手段(例えば、実施の形態での残容量推定部38が兼ねる)を備え、前記記憶手段に記憶された前記データに基づき、前記開路電圧算出手段により算出される前記開路電圧に応じた前記蓄電装置の前記残容量を算出する。 Furthermore, in the remaining capacity detecting device for a power storage device according to the nineteenth aspect of the present invention, the remaining capacity calculating means stores storage means for storing data indicating a predetermined correlation between the open circuit voltage and the remaining capacity (for example, The remaining capacity of the power storage device according to the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage calculation means based on the data stored in the storage means Is calculated.

本発明の第1態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置によれば、例えば電圧変動量と電流変動量との比率(電圧変動量/電流変動量)を算出せず、電圧変動値と推定値との差分に基づき内部抵抗を算出する。これにより、例えば電流変動量が小さい場合に演算処理において無限大の発散が生じてしまったり、例えば電流変動量が所望の大きさを有するようにして変動期間を長く設定する場合に化学反応などによる遅い抵抗成分の寄与が増大して内部抵抗の算出精度および信頼性が低下してしまったり、例えば蓄電装置の温度状態や充放電履歴や動作時間などに応じて頻繁に変化する電流変動量に起因して内部抵抗の算出誤差が増大してしまうなどの不具合が生じることを防止して、内部抵抗を適切かつ精度良く算出することができる。
さらに、負荷変動に応じて補正量を変更することにより、負荷変動の大きさによって変化する内部抵抗の算出精度に応じて、適正な補正量を設定することができ、内部抵抗をより一層精度良く算出することができる。
According to the internal resistance detection device for a power storage device according to the first aspect of the present invention, for example, the voltage fluctuation value and the estimated value are not calculated without calculating the ratio between the voltage fluctuation amount and the current fluctuation amount (voltage fluctuation amount / current fluctuation amount). The internal resistance is calculated based on the difference. As a result, for example, infinite divergence occurs in the arithmetic processing when the current fluctuation amount is small, or due to a chemical reaction or the like when the fluctuation period is set long so that the current fluctuation amount has a desired magnitude, for example. The contribution of the slow resistance component increases and the calculation accuracy and reliability of the internal resistance decreases, for example, due to the amount of current fluctuation that frequently changes depending on the temperature state of the power storage device, charge / discharge history, operating time, etc. Thus, it is possible to prevent the occurrence of problems such as an increase in calculation error of the internal resistance, and to calculate the internal resistance appropriately and accurately.
Furthermore, by changing the correction amount according to the load fluctuation, an appropriate correction amount can be set according to the calculation accuracy of the internal resistance that changes depending on the magnitude of the load fluctuation, and the internal resistance can be set more accurately. Can be calculated.

さらに、本発明の第2態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置によれば、電圧変動の推定値を、電流変動値と内部抵抗算出手段により算出された値(例えば、内部抵抗の前回値または初期値など)とを乗算して算出することにより、電圧変動の推定精度および信頼性を向上させることができる。   Furthermore, according to the internal resistance detection device for a power storage device according to the second aspect of the present invention, the estimated value of the voltage fluctuation is calculated using the current fluctuation value and the value calculated by the internal resistance calculation means (for example, the previous value of the internal resistance or By multiplying by an initial value and the like, it is possible to improve the estimation accuracy and reliability of the voltage fluctuation.

さらに、本発明の第様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置によれば、蓄電装置の端子電圧の電圧値が、蓄電装置の内部抵抗に係る内部抵抗成分と、この内部抵抗成分以外の他の成分(例えば、蓄電装置の電解液の拡散抵抗や分極等の化学的な反応に起因する抵抗による電圧成分と、蓄電装置の充電時と放電時とで充放電停止時の電圧値に生じるヒステリシスによる電圧成分となど)とにより構成される状態であっても、各成分毎に異なる周波数特性を利用して、他の成分の寄与を除去し、内部抵抗成分のみに係る電圧変動値を算出することができ、蓄電装置の内部抵抗を迅速かつ精度良く算出することができる。 Furthermore, according to the internal resistance detecting apparatus of the power storage device according to a third state like the present invention, the voltage value of the terminal voltage of the power storage device, and the internal resistance component of the internal resistance of the power storage device, other than the internal resistance component Other components (for example, voltage components due to resistance caused by chemical reactions such as diffusion resistance and polarization of the electrolyte of the power storage device, and voltage values when charging and discharging are stopped when the power storage device is charged and discharged Voltage components due to hysteresis, etc.), using the frequency characteristics that are different for each component, removing the contribution of other components and calculating the voltage fluctuation value related only to the internal resistance component The internal resistance of the power storage device can be calculated quickly and accurately.

さらに、本発明の第態様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置によれば、過渡応答成分の周波数領域よりも高い周波数領域においては、過渡応答成分の寄与が無視でき、蓄電装置の内部抵抗を精度良く算出することができる。 Furthermore, according to the internal resistance detection device for a power storage device according to the fourth aspect of the present invention, the contribution of the transient response component can be ignored in the frequency region higher than the frequency region of the transient response component, and the internal resistance of the power storage device can be reduced. It is possible to calculate with high accuracy.

さらに、本発明の第態様または様に係る蓄電装置の内部抵抗検出装置によれば、電流変動または電圧変動に応じて補正量を変更することにより、電流変動または電圧変動の大きさによって変化する内部抵抗の算出精度に応じて、適正な補正量を設定することができ、内部抵抗をより一層精度良く算出することができる。 Furthermore, according to the internal resistance detecting apparatus of the power storage device according to the fifth aspect or sixth state like the present invention, by changing the correction amount in accordance with the current variation or voltage fluctuations, the current variation or voltage fluctuations An appropriate correction amount can be set according to the calculation accuracy of the internal resistance that varies depending on the size, and the internal resistance can be calculated with higher accuracy.

さらに、本発明の第態様から第10態様の何れか1つに係る蓄電装置の内部抵抗検出装置によれば、電流変動または電圧変動または負荷変動に応じてゲイン定数を変更することにより、電流変動または電圧変動または負荷変動の大きさによって変化する内部抵抗の算出精度に応じて、適正なゲイン定数を設定することができ、内部抵抗をより一層精度良く算出することができる。 Furthermore, according to the internal resistance detection device for a power storage device according to any one of the seventh aspect to the tenth aspect of the present invention, by changing the gain constant according to the current fluctuation, voltage fluctuation, or load fluctuation, An appropriate gain constant can be set in accordance with the calculation accuracy of the internal resistance that changes depending on the magnitude of fluctuation, voltage fluctuation, or load fluctuation, and the internal resistance can be calculated with higher accuracy.

さらに、本発明の第11態様から第15態様の何れか1つに係る蓄電装置の内部抵抗検出装置によれば、各種パラメータでの雑音などに起因する誤差や、例えば化学的な反応に起因する抵抗成分などの過渡応答に係る成分による各種パラメータの過大な変動などを除去することができ、適正な変動範囲内の各種パラメータを用いることによって、内部抵抗をより一層精度良く算出することができる。 Furthermore, according to the internal resistance detection device for a power storage device according to any one of the eleventh aspect to the fifteenth aspect of the present invention, errors due to noise or the like in various parameters, for example, chemical reactions. Excessive fluctuations of various parameters due to components related to transient responses such as resistance components can be removed, and the internal resistance can be calculated with higher accuracy by using various parameters within an appropriate fluctuation range.

また、本発明の第16態様または第17態様に係る蓄電装置の開路電圧検出装置によれば、蓄電装置の状態に応じて頻繁に変化すると共に、蓄電装置における電流値の適宜の変動に対する電圧値の応答において相対的に大きな寄与となる内部抵抗成分を内部抵抗検出装置によって精度良く算出することができ、この内部抵抗成分に基づき開路電圧を精度良く算出することができる。 Moreover, according to the open circuit voltage detection device for a power storage device according to the sixteenth aspect or the seventeenth aspect of the present invention, the voltage value changes frequently depending on the state of the power storage device, and the voltage value with respect to appropriate fluctuations in the current value in the power storage device The internal resistance component that makes a relatively large contribution in the response can be accurately calculated by the internal resistance detection device, and the open circuit voltage can be accurately calculated based on the internal resistance component.

また、本発明の第18態様または第19態様に係る蓄電装置の残容量検出装置によれば、信頼性の高い開路電圧に応じて蓄電装置の残容量を精度良く算出することができる。
すなわち、開路電圧は、例えば蓄電装置の温度や劣化等に関わらず、いわば一義的に残容量を記述する数値である。例えば蓄電装置の開路電圧以外の状態量に基づき残容量を推定する場合には、蓄電装置の温度や劣化の影響を除去する為の演算やマップ等が必要であり、これらの演算処理やマップ等の記憶に膨大なメモリーが必要になる。さらに、温度や劣化レベル毎にマップを作成する為に、予め事前に膨大な実験データを取得する必要が生じる。本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、蓄電装置の開路電圧を精度良く推定することができるので、上述したような膨大な実験データや温度や劣化レベル毎に補正用のマップも必要とせず、蓄電装置の温度や劣化に関わらずに精度良く残容量を推定することができる。
In addition, according to the remaining capacity detection device for a power storage device according to the eighteenth aspect or the nineteenth aspect of the present invention, the remaining capacity of the power storage device can be accurately calculated according to a reliable open circuit voltage.
That is, the open circuit voltage is a numerical value that uniquely describes the remaining capacity regardless of, for example, the temperature or deterioration of the power storage device. For example, when the remaining capacity is estimated based on a state quantity other than the open circuit voltage of the power storage device, calculations and maps are necessary to remove the effects of the temperature and deterioration of the power storage device. A huge amount of memory is required for memory. Furthermore, in order to create a map for each temperature and deterioration level, it is necessary to acquire a large amount of experimental data in advance. According to the remaining capacity detection device for a power storage device of the present invention, the open circuit voltage of the power storage device can be estimated with high accuracy, and thus a large amount of experimental data as described above and a correction map for each temperature and deterioration level are also required. Instead, the remaining capacity can be accurately estimated regardless of the temperature and deterioration of the power storage device.

本発明の第1の実施形態に係る蓄電装置の残容量検出装置を搭載する車両の構成図である。1 is a configuration diagram of a vehicle equipped with a remaining capacity detection device for a power storage device according to a first embodiment of the present invention. 高圧バッテリーの開路電圧Eと残容量との相関関係の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the correlation of the open circuit voltage E of a high voltage battery, and remaining capacity. バッテリー電流Iの変化に伴うバッテリー電圧Vの時間変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the time change of the battery voltage V accompanying the change of the battery current I. FIG. バッテリー電流Iに比例する反応抵抗成分Hの整定電圧Hsの変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the change of the settling voltage Hs of the reaction resistance component H proportional to the battery current I. バッテリー電流Iの変化に伴うバッテリー電圧Vの反応抵抗成分Hの時間変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the time change of the reaction resistance component H of the battery voltage V accompanying the change of the battery current I. 高圧バッテリーの充放電ヒステリシス領域の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the charging / discharging hysteresis area | region of a high voltage battery. 高圧バッテリーの充放電間ヒステリシス電圧の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the hysteresis voltage between charging / discharging of a high voltage battery. バッテリー電流Iに対する充放電ヒステリシス電圧成分Mの整定電圧Msの変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the change of the settling voltage Ms of the charging / discharging hysteresis voltage component M with respect to the battery current I. バッテリー電流Iに対する充放電ヒステリシス電圧成分Mの整定電圧Msの変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the change of the settling voltage Ms of the charging / discharging hysteresis voltage component M with respect to the battery current I. 本発明の実施の形態に係る整定電圧調整器の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the settling voltage regulator which concerns on embodiment of this invention. バッテリー電流Iの変化に伴うバッテリー電圧Vの充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the time change of the charging / discharging hysteresis voltage component M of the battery voltage V accompanying the change of the battery current I. 本発明の第1の実施形態に係る蓄電装置の残容量検出装置の構成図である。It is a block diagram of the remaining capacity detection apparatus of the electrical storage apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図13に示す内部抵抗推定器の構成図である。It is a block diagram of the internal resistance estimator shown in FIG. 図13に示す電圧近似微分演算部および電流近似微分演算部のバンドパス(ハイパス)フィルター作用の周波数特性の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the frequency characteristic of the band pass (high pass) filter effect | action of the voltage approximate differentiation calculating part and current approximate differential calculating part which are shown in FIG. 内部抵抗推定器に具備される変換演算部の入出力特性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the input-output characteristic of the conversion calculating part with which an internal resistance estimator is equipped. 図13に示す蓄電装置の開路電圧検出装置および蓄電装置の残容量検出装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the open circuit voltage detection apparatus of the electrical storage apparatus shown in FIG. 13, and the remaining capacity detection apparatus of an electrical storage apparatus. 本発明の第2の実施形態に係る蓄電装置の残容量検出装置の構成図である。It is a block diagram of the remaining capacity detection apparatus of the electrical storage apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る蓄電装置の開路電圧検出装置および蓄電装置の残容量検出装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the open circuit voltage detection apparatus of the electrical storage apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and the remaining capacity detection apparatus of an electrical storage apparatus. 本発明の第1の実施形態の変形例に係る蓄電装置の残容量検出装置の構成図である。It is a block diagram of the remaining capacity detection apparatus of the electrical storage apparatus which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の変形例に係る蓄電装置の残容量検出装置の構成図である。It is a block diagram of the remaining capacity detection apparatus of the electrical storage apparatus which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係る内部抵抗推定器の構成図である。It is a block diagram of the internal resistance estimator which concerns on the modification of embodiment of this invention.

以下、本発明の蓄電装置の内部抵抗検出装置および開路電圧検出装置および残容量検出装置の第1の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この第1の実施形態による蓄電装置の残容量検出装置10aは、例えば電気自動車やハイブリッド車両等に備えられている。例えば図1に示す車両1は、駆動源としての内燃機関11およびモータ12を直列に直結し、少なくとも内燃機関11またはモータ12の何れか一方の動力を変速機構13を介して自車両の駆動輪Wに伝達して走行するハイブリッド車両である。この車両1では、減速時に駆動輪W側からモータ12側に動力が伝達されると、モータ12は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、車両1の運転状態に応じて、モータ12は内燃機関11の出力によって発電機として駆動され、発電エネルギーを発生する。
Hereinafter, a first embodiment of an internal resistance detection device, an open circuit voltage detection device, and a remaining capacity detection device of a power storage device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The remaining capacity detection device 10a of the power storage device according to the first embodiment is provided in an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, for example. For example, a vehicle 1 shown in FIG. 1 directly connects an internal combustion engine 11 and a motor 12 as a drive source in series, and at least power of either the internal combustion engine 11 or the motor 12 is transmitted through a speed change mechanism 13 to drive wheels of the host vehicle. It is a hybrid vehicle that travels by being transmitted to W. In this vehicle 1, when power is transmitted from the drive wheel W side to the motor 12 side during deceleration, the motor 12 functions as a generator to generate a so-called regenerative braking force, and recovers the kinetic energy of the vehicle body as electric energy. . Furthermore, the motor 12 is driven as a generator by the output of the internal combustion engine 11 according to the driving state of the vehicle 1 to generate power generation energy.

例えば複数の気筒(図示省略)を有する内燃機関11の運転はエンジン制御装置14により制御される。内燃機関11には、内燃機関11の運転状態を検出するためのセンサとして、内燃機関11の機関温度(例えば、内燃機関11の冷却水温TW)を検出する温度センサ11aや内燃機関11の回転速度(エンジン回転数)NEを検出する回転速度センサ11b等のセンサが備えられている。各センサから出力される検出信号は、内燃機関11の運転制御を行うためにCPU等を含む電子回路により構成されたエンジン制御装置14に入力されている。また、エンジン制御装置14には、イグニッション(図示略)のON/OFFを指示するイグニッションスイッチ11cからの信号が入力されている。   For example, the operation of the internal combustion engine 11 having a plurality of cylinders (not shown) is controlled by the engine control device 14. In the internal combustion engine 11, as a sensor for detecting the operating state of the internal combustion engine 11, a temperature sensor 11 a that detects an engine temperature of the internal combustion engine 11 (for example, a cooling water temperature TW of the internal combustion engine 11) or a rotational speed of the internal combustion engine 11. (Engine speed) Sensors such as a rotational speed sensor 11b for detecting NE are provided. Detection signals output from the sensors are input to an engine control device 14 configured by an electronic circuit including a CPU and the like in order to control the operation of the internal combustion engine 11. In addition, the engine control device 14 receives a signal from an ignition switch 11c that instructs ON / OFF of an ignition (not shown).

例えば3相のDCブラシレスモータからなるモータ12の駆動および回生作動はモータ制御装置15から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット(PDU)16により行われる。
PDU16は、例えばトランジスタのスイッチング素子から構成されたインバータ等を備えて構成され、モータ12と電気エネルギーの授受を行う高圧系の高圧バッテリー17にコンタクタ部18を介して接続されている。PDU16は、例えばモータ12の駆動時には、高圧バッテリー17から供給される直流電力を3相交流電力に変換してモータ12へ供給する。また、モータ12の回生作動時には、モータ12から出力される交流の回生電力を直流電力に変換して高圧バッテリー17を充電または直流電力をDC−DCコンバータ19へ供給する。モータ12には、モータ12の動作状態を検出するために、モータ12の回転速度(モータ回転数)NMを検出する回転速度センサ12a等のセンサが備えられ、センサから出力される検出信号は、モータ12の動作制御を行うためにCPU等を含む電子回路により構成されたモータ制御装置15に入力されている。
なお、コンタクタ部18は、メインコンタクタ18aと、メインコンタクタ18aに並列に設けられたプリチャージコンタクタ18bおよびプリチャージ抵抗器18cとを備えて構成されている。
For example, the drive and regenerative operation of the motor 12 composed of a three-phase DC brushless motor is performed by a power drive unit (PDU) 16 in response to a control command output from the motor control device 15.
The PDU 16 includes, for example, an inverter composed of a transistor switching element, and is connected to a high-voltage high-voltage battery 17 that exchanges electric energy with the motor 12 via a contactor 18. For example, when the motor 12 is driven, the PDU 16 converts the DC power supplied from the high voltage battery 17 into three-phase AC power and supplies it to the motor 12. Further, during the regenerative operation of the motor 12, the AC regenerative power output from the motor 12 is converted into DC power to charge the high voltage battery 17 or supply DC power to the DC-DC converter 19. In order to detect the operation state of the motor 12, the motor 12 is provided with a sensor such as a rotational speed sensor 12a for detecting the rotational speed (motor rotational speed) NM of the motor 12, and a detection signal output from the sensor is: In order to control the operation of the motor 12, it is inputted to a motor control device 15 constituted by an electronic circuit including a CPU and the like.
The contactor 18 includes a main contactor 18a, and a precharge contactor 18b and a precharge resistor 18c provided in parallel to the main contactor 18a.

例えばNi−MHバッテリーやLiイオンバッテリー等からなる高圧バッテリー17にはコンタクタ部18を介してDC−DCコンバータ19が接続されている。DC−DCコンバータ19は、バッテリー制御装置20から出力される制御指令に応じて高圧バッテリー17の端子電圧Vあるいはモータ12を回生作動させた際のPDU16のインバータの端子間電圧を降圧して12Vバッテリー21を充電する。12Vバッテリー21は、各種補機類に加えて、各制御装置14,15,20に対して電力供給を行う。
高圧バッテリー17には、高圧バッテリー17からモータ12等の負荷へと供給される放電電流及び負荷から高圧バッテリー17へと供給される充電電流からなる電流Iを検出する電流センサ17a、高圧バッテリー17の端子電圧Vを検出する電圧センサ17b、高圧バッテリー17の温度TBを検出する温度センサ17c等のセンサが備えられている。各センサから出力される検出信号は、高圧バッテリー17の状態を監視、保護するためにCPU等を含む電子回路により構成されたバッテリー制御装置20に入力されている。
For example, a DC-DC converter 19 is connected to a high voltage battery 17 made of, for example, a Ni-MH battery or a Li ion battery via a contactor unit 18. The DC-DC converter 19 steps down the terminal voltage V of the high voltage battery 17 or the voltage between the terminals of the inverter of the PDU 16 when the motor 12 is regeneratively operated in accordance with a control command output from the battery control device 20. Charge 21. The 12V battery 21 supplies power to the control devices 14, 15 and 20 in addition to various auxiliary machines.
The high voltage battery 17 includes a current sensor 17 a that detects a discharge current supplied from the high voltage battery 17 to the load such as the motor 12 and a current I that is a charge current supplied from the load to the high voltage battery 17. Sensors such as a voltage sensor 17b for detecting the terminal voltage V and a temperature sensor 17c for detecting the temperature TB of the high voltage battery 17 are provided. Detection signals output from each sensor are input to a battery control device 20 configured by an electronic circuit including a CPU and the like in order to monitor and protect the state of the high voltage battery 17.

このバッテリー制御装置20は、本実施の形態による蓄電装置の残容量検出装置10a(以下、単に、残容量検出装置10aと呼ぶ)および蓄電装置の開路電圧検出装置10b(以下、単に、開路電圧検出装置10bと呼ぶ)を備えている。バッテリー制御装置20は、後述するように、各センサ17a,17b,17cから出力される検出信号と予め記憶された所定データとに基づき、高圧バッテリー17の内部抵抗の算出や高圧バッテリー17の残容量の算出や高圧バッテリー17の寿命に係る劣化判定処理等を行う。
なお、エンジン制御装置14と、モータ制御装置15と、バッテリー制御装置20とはバス22を介して相互に接続されており、各制御装置14,15,20は、各センサ11a,11b,12a,17a,17b,17cから取得した各検出データや、制御処理に際して生成したデータを相互に授受可能とされている。
The battery control device 20 includes a power storage device remaining capacity detection device 10a (hereinafter simply referred to as a remaining capacity detection device 10a) and a power storage device open circuit voltage detection device 10b (hereinafter simply referred to as open circuit voltage detection). Device 10b). As will be described later, the battery control device 20 calculates the internal resistance of the high voltage battery 17 and the remaining capacity of the high voltage battery 17 based on detection signals output from the sensors 17a, 17b, and 17c and predetermined data stored in advance. And deterioration determination processing related to the life of the high-voltage battery 17 are performed.
The engine control device 14, the motor control device 15, and the battery control device 20 are connected to each other via a bus 22, and each control device 14, 15, and 20 includes each sensor 11a, 11b, 12a, Each detection data acquired from 17a, 17b, and 17c and data generated during the control process can be exchanged.

本実施の形態による残容量検出装置10aは、例えば初期状態等の劣化の無い高圧バッテリー17の無負荷状態での電圧特性に応じて予め作成した所定のマップを記憶している。このマップは、例えば図2に示すように高圧バッテリー17を無負荷状態で所定時間を超える長時間に亘って放置した際の端子電圧Vの値(開路電圧E)と高圧バッテリー17の残容量との相関関係を示している。そして、残容量検出装置10aは開路電圧検出装置10bから出力される開路電圧推定値Eestに応じたマップ検索によって高圧バッテリー17の残容量を算出する。
なお、本発明における残容量とは、高圧バッテリー17に満充電状態で蓄積されている電気量(Ah)を100%として、実際に高圧バッテリー17に蓄積されている電気量(Ah)の割合である。また、残容量は、電気量(Ah)の代わりに電力量(Wh)によって算出されてもよい。
The remaining capacity detection device 10a according to the present embodiment stores a predetermined map created in advance according to the voltage characteristics of the high-voltage battery 17 in the no-load state without deterioration such as the initial state. This map shows, for example, the value of the terminal voltage V (open circuit voltage E) and the remaining capacity of the high voltage battery 17 when the high voltage battery 17 is left unloaded for a long time exceeding a predetermined time as shown in FIG. The correlation is shown. Then, the remaining capacity detection device 10a calculates the remaining capacity of the high voltage battery 17 by a map search according to the open circuit voltage estimated value E est output from the open circuit voltage detection device 10b.
The remaining capacity in the present invention is the ratio of the amount of electricity (Ah) actually stored in the high voltage battery 17 with the amount of electricity (Ah) stored in the high voltage battery 17 in a fully charged state as 100%. is there. Further, the remaining capacity may be calculated by the amount of power (Wh) instead of the amount of electricity (Ah).

この開路電圧Eは、温度に関わらず一義的に残容量を記述するという特性を有している。また、開路電圧Eは、仮に高圧バッテリー17が劣化しても、この劣化した高圧バッテリー17の満充電状態にて蓄積される電気量や電力量を100%とした時の、実際に高圧バッテリー17に蓄積されている電気量や電力量の割合を一義的に記述するという特性も有している。
すなわち、開路電圧Eは、高圧バッテリー17の温度や劣化に関わらず、いわば一義的に残容量を記述する数値である。
The open circuit voltage E has a characteristic that the remaining capacity is uniquely described regardless of the temperature. In addition, even if the high voltage battery 17 deteriorates, the open circuit voltage E is actually the high voltage battery 17 when the amount of electricity and electric power stored in the fully charged state of the deteriorated high voltage battery 17 is 100%. It also has the characteristic of uniquely describing the amount of electricity and the amount of power stored in the.
That is, the open circuit voltage E is a numerical value that uniquely describes the remaining capacity regardless of the temperature and deterioration of the high-voltage battery 17.

本実施の形態による開路電圧検出装置10bは、電流センサ17aにより検出される高圧バッテリー17の電流Iの電流検出値Iactと、電圧センサ17bにより検出される高圧バッテリー17の端子電圧Vの電圧検出値Vactとに基づき、高圧バッテリー17の開路電圧Eを推定する。
この開路電圧検出装置10bは、例えば下記数式(1)に示すように、高圧バッテリー17の端子電圧Vが4つの電圧成分、つまり開路電圧Eと内部抵抗成分Wと反応抵抗成分Hと充放電ヒステリシス電圧成分Mとからなると設定している。
The open circuit voltage detection apparatus 10b according to the present embodiment detects the current detection value Iact of the current I of the high voltage battery 17 detected by the current sensor 17a and the voltage detection of the terminal voltage V of the high voltage battery 17 detected by the voltage sensor 17b. Based on the value Vact , the open circuit voltage E of the high voltage battery 17 is estimated.
In this open circuit voltage detection device 10b, as shown in the following formula (1), for example, the terminal voltage V of the high voltage battery 17 has four voltage components, that is, an open circuit voltage E, an internal resistance component W, a reaction resistance component H, and charge / discharge hysteresis. The voltage component M is set.

Figure 0005394162
Figure 0005394162

この開路電圧Eは、高圧バッテリー17を無負荷状態で所定時間を超える長時間に亘って放置した際の端子電圧Vの値である。
また、内部抵抗成分Wは、例えば高圧バッテリー17の導電部材や電解液の抵抗等の高圧バッテリー17の構造に起因する抵抗による電圧成分である。
そして、反応抵抗成分Hは、例えば高圧バッテリー17の電解液の拡散抵抗や分極等の化学的な反応に起因する抵抗による電圧成分である。
そして、充放電ヒステリシス電圧成分Mは、高圧バッテリー17の充電時と放電時とで充放電停止時の端子電圧Vに生じるヒステリシスによる電圧成分である。
The open circuit voltage E is a value of the terminal voltage V when the high voltage battery 17 is left unloaded for a long time exceeding a predetermined time.
Further, the internal resistance component W is a voltage component due to resistance caused by the structure of the high voltage battery 17 such as a conductive member of the high voltage battery 17 or the resistance of the electrolytic solution.
The reaction resistance component H is a voltage component due to resistance resulting from a chemical reaction such as diffusion resistance or polarization of the electrolyte solution of the high-voltage battery 17.
The charging / discharging hysteresis voltage component M is a voltage component due to hysteresis generated in the terminal voltage V when charging / discharging is stopped when the high-voltage battery 17 is charged and discharged.

例えば図3に示すように、高圧バッテリー17の電流(バッテリー電流)Iをステップ状に変化させて充電を行うと、先ず、この電流変化の発生時刻t1において、高圧バッテリー17の端子電圧(バッテリー電圧)Vは開路電圧Eから内部抵抗成分Wだけ増大する。
ここで、内部抵抗成分Wはバッテリー電流Iに比例し、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた比例係数である内部抵抗aによって、下記数式(2)に示すようにして記述される。
なお、以下において、バッテリー電流Iの符号は充電電流に対して正とし、放電電流に対して負とする。
For example, as shown in FIG. 3, when charging is performed by changing the current (battery current) I of the high voltage battery 17 stepwise, first, the terminal voltage (battery voltage) of the high voltage battery 17 is generated at the current change occurrence time t1. ) V increases from the open circuit voltage E by an internal resistance component W.
Here, the internal resistance component W is proportional to the battery current I. For example, the internal resistance a is a proportional coefficient corresponding to the temperature state of the high-voltage battery 17, the charge / discharge history, the operation time, and the like, as shown in the following formula (2). It is described as
In the following, the sign of the battery current I is positive with respect to the charging current and negative with respect to the discharging current.

Figure 0005394162
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そして、電流変化の発生時刻t1以降において、バッテリー電圧Vは、開路電圧Eに内部抵抗成分Wを加算して得た値から、反応抵抗成分Hおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mだけ増大する。   After the current change occurrence time t1, the battery voltage V increases by a reaction resistance component H and a charge / discharge hysteresis voltage component M from a value obtained by adding the internal resistance component W to the open circuit voltage E.

この反応抵抗成分Hは、例えば電流変化の発生時刻t1での値であるゼロから徐々に増加して適宜の時間経過後に平衡値である整定電圧Hsへと到達するようにして変化する。この整定電圧Hsが、例えば図4に示すように、高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた所定の比例係数bに応じて高圧バッテリー17の電流Iに比例するとすれば、整定電圧Hsは下記数式(3)に示すようにして記述される。   For example, the reaction resistance component H gradually increases from zero, which is a value at the current change occurrence time t1, and changes so as to reach a settling voltage Hs, which is an equilibrium value, after a lapse of an appropriate time. For example, as shown in FIG. 4, if the settling voltage Hs is proportional to the current I of the high voltage battery 17 in accordance with a predetermined proportional coefficient b corresponding to the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high voltage battery 17. The settling voltage Hs is described as shown in the following formula (3).

Figure 0005394162
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このように、ステップ状の電流変化に対して、内部抵抗成分Wのような瞬時の電圧変化とは異なる反応抵抗成分Hの時間遅れの応答は、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた時定数Tの1次遅れ要素の応答によって近似することができる。この場合、例えば図5に示すように、反応抵抗成分Hの時間変化を示すグラフ図において適宜の時刻t2(つまり、図5でのFH点)での反応抵抗成分Hの傾き(dH/dt)は、下記数式(4)に示すようにして記述される。
なお、反応抵抗成分Hの時間遅れの応答は、下記数式(4)に示すように、単一の時定数Tの1次遅れ要素の応答によって近似してもよいし、後述するように、複数の異なる時定数T(nは任意の自然数)の各1次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似してもよい。
Thus, the time-lag response of the reaction resistance component H, which is different from the instantaneous voltage change such as the internal resistance component W, with respect to the step-like current change is, for example, the temperature state of the high-voltage battery 17, the charge / discharge history, It can be approximated by the response of the first-order lag element of the time constant T according to the operating time or the like. In this case, for example, as shown in FIG. 5, in the graph showing the time variation of the reaction resistance component H, the slope (dH / dt) of the reaction resistance component H at an appropriate time t2 (that is, the FH point in FIG. 5). Is described as shown in Equation (4) below.
Note that the time delay response of the reaction resistance component H may be approximated by the response of the first order delay element of a single time constant T as shown in the following formula (4). May be approximated to a response composed of a linear combination of first-order lag elements of different time constants T n (n is an arbitrary natural number).

Figure 0005394162
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そして、整定電圧Hsはバッテリー電流Iに比例するとしたが、これに限定されず、例えばバッテリー電流Iに関する適宜の単調増加関数f(I)であってもよい。この場合、上記数式(4)は、下記数式(5)に示すように記述される。   The settling voltage Hs is proportional to the battery current I, but is not limited thereto, and may be an appropriate monotonically increasing function f (I) related to the battery current I, for example. In this case, the formula (4) is described as shown in the following formula (5).

Figure 0005394162
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また、例えば図6に示すように、高圧バッテリー17での所定電流による充電時と放電時との間には、充放電停止時のバッテリー電圧V(充放電停止時電圧E0)から充電側にずれた0A充電仮想ラインと放電側にずれた0A放電仮想ラインとによって、充放電停止時電圧E0に対するヒステリシスの領域(充放電ヒステリシス領域)が生じる。そして、例えば図7に示すように、適宜の残容量(SOCa)での瞬時抵抗および反応抵抗による電圧変化に対して、0A充電仮想ラインでの電圧値(0A充電仮想点)と0A放電仮想ラインでの電圧値(0A放電仮想点)とによって充放電停止時電圧E0に対する充放電間ヒステリシス電圧が生じる。   Further, for example, as shown in FIG. 6, during charging and discharging of the high-voltage battery 17 with a predetermined current, the battery voltage V (charge / discharge stop voltage E0) at the time of charge / discharge stop shifts to the charge side. A hysteresis region (charge / discharge hysteresis region) for the charge / discharge stop voltage E0 is generated by the 0A charge virtual line and the 0A discharge virtual line shifted to the discharge side. For example, as shown in FIG. 7, the voltage value (0A charge imaginary point) and 0A discharge imaginary line in the 0A charge imaginary line with respect to the voltage change due to the instantaneous resistance and reaction resistance at an appropriate remaining capacity (SOCa). The charge / discharge hysteresis voltage with respect to the charge / discharge stop voltage E0 is generated by the voltage value at 0A (the virtual discharge point of 0A).

この充放電ヒステリシス領域による充放電ヒステリシス電圧成分Mは、例えば電流変化の発生時刻t1での値であるゼロから徐々に増加して適宜の時間経過後に整定電圧Msへと到達するようにして変化する。そして、整定電圧Msは、電流値に対しては、比例する値を取りつつ、飽和値として、例えば、少なくとも上限飽和電圧(uplimMs)または下限飽和電圧(lowlimMs)を有している。   The charge / discharge hysteresis voltage component M due to this charge / discharge hysteresis region gradually increases from zero, which is a value at the current change occurrence time t1, and changes so as to reach the settling voltage Ms after an appropriate time has elapsed. . The settling voltage Ms has a value proportional to the current value, and has, for example, at least an upper limit saturation voltage (uplimms) or a lower limit saturation voltage (lowlimms) as a saturation value.

例えば図8および下記数式(6)に示すように記述される整定電圧Msは、所定の上限飽和電圧(uplimMs)と下限飽和電圧(lowlimMs)との間でバッテリー電流Iに比例する。
また、例えば図9および下記数式(7)に示すように記述される整定電圧Msは、図8および下記数式(6)の例において、電流値に対する比例係数をゼロとした場合の例であって、高圧バッテリー17の充電時に所定の上限飽和電圧(uplimMs)となり、放電時に下限飽和電圧(lowlimMs)となり、充放電停止時にゼロとなる。
For example, the settling voltage Ms described as shown in FIG. 8 and the following equation (6) is proportional to the battery current I between a predetermined upper limit saturation voltage (uplimms) and a lower limit saturation voltage (lowlimms).
Further, for example, the settling voltage Ms described as shown in FIG. 9 and the following formula (7) is an example in the case where the proportionality coefficient with respect to the current value is zero in the example of FIG. 8 and the following formula (6). When the high-voltage battery 17 is charged, a predetermined upper limit saturation voltage (uplimms) is reached, when the high-voltage battery 17 is discharged, the lower limit saturation voltage (lowlimms) is reached, and zero when charging / discharging is stopped.

Figure 0005394162
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Figure 0005394162
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なお、整定電圧Msは、例えば図8に示すようなバッテリー電流Iに対する直線的な変化に限らず、直線的な変化にスムージング処理などを行なって得た曲線的な変化を有していてもよい。   The settling voltage Ms is not limited to a linear change with respect to the battery current I as shown in FIG. 8, for example, and may have a curvilinear change obtained by performing a smoothing process or the like on the linear change. .

なお、整定電圧Msは、例えば高圧バッテリー17の組成などに応じて、充電側での変化と放電側での変化とが、同じあるいは異なる。例えば上限飽和電圧(uplimMs)と下限飽和電圧(lowlimMs)とは、絶対値が同じ(|uplimMs|=|lowlimMs|)、あるいは異なる(|uplimMs|<|lowlimMs|または|uplimMs|>|lowlimMs|)。また、例えば整定電圧Msが所定の上限飽和電圧(uplimMs)と下限飽和電圧(lowlimMs)との間でバッテリー電流Iに比例する場合に、充電側と放電側とで比例係数が同じ、あるいは異なる。   The settling voltage Ms has the same or different change on the charge side and change on the discharge side, for example, depending on the composition of the high voltage battery 17 and the like. For example, the upper limit saturation voltage (uplimms) and the lower limit saturation voltage (lowlimms) have the same absolute value (| uplimms | = | lowlimmss |) or different (| uplimmss | <| lowlimmss | or | uplimmss | . For example, when the settling voltage Ms is proportional to the battery current I between a predetermined upper limit saturation voltage (uplimms) and a lower limit saturation voltage (lowlimms), the proportionality coefficient is the same or different between the charge side and the discharge side.

また、整定電圧Msは、例えば高圧バッテリー17の劣化状態に係る状態量(例えば、バッテリー電流Iの絶対値の積算値、あるいは、初期状態等の劣化の無い状態からの累積使用時間など)に応じて、変更されてもよい。
また、反応抵抗成分Hの整定電圧Hsおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mの整定電圧Msは、例えば高圧バッテリー17の使用状況、劣化状態などによって変化する。このため、各整定電圧Hs,Msは、例えば図10に示す整定電圧調整器24により、絶対値積分器25から出力される電流検出値Iactの絶対値の積算値(使用電流積算量)や、使用期間演算器26から出力される高圧バッテリー17の使用期間や、後述する内部抵抗推定器34から出力される内部抵抗推定値aestや、後述する劣化判定器47から出力される高圧バッテリー17のバッテリー劣化度に係る劣化推定値や、後述する時定数決定器46から出力される反応抵抗成分Hの時間遅れの応答に係る時定数および充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間遅れの応答に係る時定数や、温度センサ17cから出力される高圧バッテリー17の温度TBなどに応じて、随時、調整されてもよい。
なお、後述するように、各整定電圧Hs,Msはバッテリー電流Iに関する関数j(I)により記述されることから、整定電圧調整器24は、この関数j(I)を調整することになる。
Further, the settling voltage Ms depends on, for example, a state quantity relating to the deterioration state of the high voltage battery 17 (for example, an integrated value of the absolute value of the battery current I or an accumulated use time from a state without deterioration such as an initial state). May be changed.
In addition, the settling voltage Hs of the reaction resistance component H and the settling voltage Ms of the charge / discharge hysteresis voltage component M vary depending on, for example, the usage status and the deterioration state of the high-voltage battery 17. For this reason, the settling voltages Hs and Ms are obtained by, for example, setting the absolute value integrated value (used current integrated amount) of the detected current value I act output from the absolute value integrator 25 by the set voltage adjusting device 24 shown in FIG. The usage period of the high voltage battery 17 output from the usage period calculator 26, the estimated internal resistance value a est output from the internal resistance estimator 34 described later, and the high voltage battery 17 output from the deterioration determination unit 47 described later. The estimated deterioration value related to the degree of battery deterioration, the time constant related to the time delay response of the reaction resistance component H output from the time constant determiner 46 described later, and the time delay response related to the charge / discharge hysteresis voltage component M It may be adjusted at any time according to the constant, the temperature TB of the high voltage battery 17 output from the temperature sensor 17c, or the like.
As will be described later, since the settling voltages Hs and Ms are described by a function j (I) related to the battery current I, the settling voltage regulator 24 adjusts this function j (I).

例えば図8に示す整定電圧Msでは、上限飽和電圧(uplimMs)と下限飽和電圧(lowlimMs)とバッテリー電流Iに比例する部分との全てあるいは一部が高圧バッテリー17の劣化度合いに応じて変更される。
この高圧バッテリー17の劣化度合いに応じた整定電圧Msの変更は、高圧バッテリー17の組成になど応じた特性(例えば、相対的に強いバッテリー特性を有するか否か、あるいは相対的に強いキャパシタ特性を有するか否かなど)に基づき、上記の各種パラメータを適宜用いて行なわれる。
このように、例えば上限飽和電圧(uplimMs)および下限飽和電圧(lowlimMs)などを、高圧バッテリー17の劣化状態に応じて変更(例えば、それぞれで選択される増大または低下など)することにより、開路電圧推定値Eestの検出精度を向上させることができる。
For example, in the settling voltage Ms shown in FIG. 8, all or part of the upper limit saturation voltage (uplimms), the lower limit saturation voltage (lowlimms), and the portion proportional to the battery current I is changed according to the degree of deterioration of the high voltage battery 17. .
The change of the settling voltage Ms according to the degree of deterioration of the high-voltage battery 17 is caused by characteristics depending on the composition of the high-voltage battery 17 (for example, whether or not it has a relatively strong battery characteristic or a relatively strong capacitor characteristic. The above-mentioned various parameters are used as appropriate based on whether or not they have.
Thus, for example, by changing the upper limit saturation voltage (uplimms), the lower limit saturation voltage (lowlimms), etc. according to the deterioration state of the high voltage battery 17 (for example, increase or decrease selected by each), the open circuit voltage The detection accuracy of the estimated value E est can be improved.

このように、ステップ状の電流変化に対して、内部抵抗成分Wのような瞬時の電圧変化とは異なる充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間遅れの応答は、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた時定数Tの1次遅れ要素の応答によって近似することができる。この場合、例えば図11に示すように、充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間変化を示すグラフ図において適宜の時刻t2(つまり、図11でのFM点)での充放電ヒステリシス電圧成分Mの傾き(dM/dt)は、下記数式(8)に示すようにして記述される。
なお、充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間遅れの応答は、下記数式(8)に示すように、単一の時定数Tの1次遅れ要素の応答によって近似してもよいし、後述するように、複数の異なる時定数T(mは任意の自然数)の各1次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似してもよい。
As described above, the time delay response of the charge / discharge hysteresis voltage component M, which is different from the instantaneous voltage change such as the internal resistance component W, with respect to the stepped current change is, for example, the temperature state of the high-voltage battery 17 or the charge / discharge. It can be approximated by the response of the first-order lag element of the time constant T according to the history, operation time, and the like. In this case, for example, as shown in FIG. 11, in the graph showing the time change of the charge / discharge hysteresis voltage component M, the slope of the charge / discharge hysteresis voltage component M at an appropriate time t2 (that is, the FM point in FIG. 11) ( dM / dt) is described as shown in the following formula (8).
The time delay response of the charge / discharge hysteresis voltage component M may be approximated by the response of the first-order delay element of a single time constant T as shown in the following formula (8), as will be described later. The response may be approximated to a response composed of a linear combination of each first-order lag element having a plurality of different time constants T m (m is an arbitrary natural number).

Figure 0005394162
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そして、整定電圧Msを、例えばゼロを含むバッテリー電流Iに関する適宜の単調増加関数g(I)とすれば、上記数式(8)は、下記数式(9)に示すように記述される。   Then, if the settling voltage Ms is an appropriate monotonically increasing function g (I) related to the battery current I including, for example, zero, the above equation (8) is described as the following equation (9).

Figure 0005394162
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開路電圧検出装置10bは、例えば上記数式(1)および数式(2)および数式(5)および数式(9)を高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式として、反応抵抗成分Hの推定値である反応抵抗成分推定値Hestおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mの推定値である充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestを算出する。そして、反応抵抗成分推定値Hestおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestと内部抵抗成分Wの推定値である内部抵抗成分推定値Westと高圧バッテリー17の端子電圧Vの電圧検出値Vactとに応じて高圧バッテリー17の開路電圧Eの推定値である開路電圧推定値Eestを算出する。残容量検出装置10aは、開路電圧検出装置10bにより算出される開路電圧推定値Eestに応じて、例えば図2に示すマップを検索し、高圧バッテリー17の残容量を算出する。 The open circuit voltage detection device 10b uses, for example, the equation (1), the equation (2), the equation (5), and the equation (9) as a state equation indicating the characteristics of the high-voltage battery 17, and a reaction that is an estimated value of the reaction resistance component H. A charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est which is an estimated value of the resistance component estimated value H est and the charge / discharge hysteresis voltage component M is calculated. Then, the reaction resistance component estimated value H est, the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est , the internal resistance component estimated value W est that is an estimated value of the internal resistance component W, and the voltage detection value V act of the terminal voltage V of the high-voltage battery 17. Accordingly, an open circuit voltage estimated value E est that is an estimated value of the open circuit voltage E of the high-voltage battery 17 is calculated. The remaining capacity detection device 10a searches, for example, a map shown in FIG. 2 according to the open circuit voltage estimated value E est calculated by the open circuit voltage detection device 10b, and calculates the remaining capacity of the high voltage battery 17.

この開路電圧検出装置10bは、例えば図12に示すように、整定電圧調整器24と、絶対値積分器25と、使用期間演算器26と、状態量算出部31と、過渡応答成分算出部32と、加算部33と、内部抵抗推定器34と、乗算部35と、減算部36と、ローパスフィルター37と、状態量記憶部40と、入力切換部41と、推定モード・推定終了モード用係数入力部42と、初期化モード用係数算出部43aおよび経過時間算出部43bを具備する初期化モード用係数入力部43と、タイマー44と、時刻記憶部45とを備えて構成されている。さらに、残容量検出装置10aは、例えば、開路電圧検出装置10bと、残容量推定部38とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 12, for example, the open circuit voltage detection device 10b includes a settling voltage regulator 24, an absolute value integrator 25, a use period calculator 26, a state quantity calculator 31, and a transient response component calculator 32. An addition unit 33, an internal resistance estimator 34, a multiplication unit 35, a subtraction unit 36, a low-pass filter 37, a state quantity storage unit 40, an input switching unit 41, an estimation mode / estimation end mode coefficient. The input unit 42 includes an initialization mode coefficient input unit 43 including an initialization mode coefficient calculation unit 43a and an elapsed time calculation unit 43b, a timer 44, and a time storage unit 45. Furthermore, the remaining capacity detection device 10a includes, for example, an open circuit voltage detection device 10b and a remaining capacity estimation unit 38.

開路電圧検出装置10bは、反応抵抗成分Hの時間遅れの応答を、例えば、上記数式(5)に示すように、単一の時定数Tの1次遅れ要素の応答によって近似、あるいは、複数の異なる時定数T(nは任意の自然数)の各1次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似する。例えば、反応抵抗成分Hの時間遅れの応答が、複数として3つの異なる時定数T(例えば、T=数十秒等),T(例えば、T=数分等),T(例えば、T=数時間等)の各1次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似される。そして、反応抵抗成分Hは、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた各時定数T,T,Tに対応した第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hによって、例えば下記数式(10)に示すようにして記述される。なお、反応抵抗成分Hは、例えば第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの積により記述されてもよい。 The open circuit voltage detection device 10b approximates the time delay response of the reaction resistance component H by the response of the first-order delay element of a single time constant T, for example, as shown in the above formula (5), or It approximates a response consisting of a linear combination of each first-order lag element of different time constants T n (n is an arbitrary natural number). For example, the time delay response of the reaction resistance component H has three different time constants T 1 (for example, T 1 = several tens of seconds), T 2 (for example, T 2 = several minutes), T 3 (for example). For example, it is approximated to a response composed of a linear combination of each first-order lag element (T 3 = several hours, etc.). The reaction resistance component H is, for example, the first to third reaction resistance components H 1 corresponding to the time constants T 1 , T 2 , T 3 corresponding to the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high-voltage battery 17. , H 2 , H 3 , for example, as shown in the following formula (10). The reaction resistance component H may be described by, for example, the product of the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , and H 3 .

Figure 0005394162
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また、開路電圧検出装置10bは、充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間遅れの応答を、例えば、上記数式(9)に示すように、単一の時定数Tの1次遅れ要素の応答によって近似、あるいは、複数の異なる時定数T(mは任意の自然数)の各1次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似する。例えば、充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間遅れの応答が、複数として3つの異なる時定数T(例えば、T=数十秒等),T(例えば、T=数分等),T(例えば、T=数時間等)の各1次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似される。そして、充放電ヒステリシス電圧成分Mは、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた各時定数T,T,Tに対応した第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mによって、例えば下記数式(11)に示すようにして記述される。なお、充放電ヒステリシス電圧成分Mは、例えば第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの積により記述されてもよい。 Further, the open circuit voltage detection device 10b approximates the response of the time delay of the charge / discharge hysteresis voltage component M by the response of the primary delay element of a single time constant T, for example, as shown in Equation (9) above. Or it approximates to the response which consists of a linear combination of each primary delay element of several different time constants Tm (m is arbitrary natural numbers). For example, the time delay response of the charging / discharging hysteresis voltage component M has three different time constants T 4 (for example, T 4 = several tens of seconds), T 5 (for example, T 5 = several minutes), T 6 (for example, T 6 = several hours) is approximated to a response composed of a linear combination of each first-order lag element. The charge / discharge hysteresis voltage component M is, for example, first to third charge / discharge hysteresis corresponding to each of the time constants T 4 , T 5 , T 6 corresponding to the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high-voltage battery 17. For example, the voltage components M 1 , M 2 , and M 3 are described as shown in the following formula (11). The charge / discharge hysteresis voltage component M may be described by, for example, the product of the first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 , M 2 , and M 3 .

Figure 0005394162
Figure 0005394162

そして、上記数式(1)および数式(10)および数式(11)により、高圧バッテリー17の端子電圧Vは下記数式(12)に示すようにして記述される。   Then, the terminal voltage V of the high-voltage battery 17 is described as shown in the following formula (12) by the above formula (1), formula (10), and formula (11).

Figure 0005394162
Figure 0005394162

そして、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hは、上記数式(5)と同様にして、各時定数T,T,Tおよびバッテリー電流Iに関する適宜の単調増加関数fn(I)、(n=1,2,3)とにより、下記数式(13)に示すように記述される。 The first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , and H 3 are appropriately monotonically increased with respect to the time constants T 1 , T 2 , T 3 and the battery current I in the same manner as the above formula (5). The function fn (I), (n = 1, 2, 3) is described as shown in the following formula (13).

Figure 0005394162
Figure 0005394162

なお、上記数式(13)は、行列式によって下記数式(14)に示すようにして記述される。   The mathematical formula (13) is described by the determinant as shown in the following mathematical formula (14).

Figure 0005394162
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また、第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mは、上記数式(9)と同様にして、各時定数T,T,Tおよびバッテリー電流Iに関する適宜の単調増加関数gk(I)、(k=1,2,3)とにより、下記数式(15)に示すように記述される。 Further, the first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 , M 2 , and M 3 are set as appropriate for the time constants T 4 , T 5 , T 6, and the battery current I in the same manner as the above formula (9). A monotone increasing function gk (I), (k = 1, 2, 3) is described as shown in the following formula (15).

Figure 0005394162
Figure 0005394162

なお、上記数式(15)は、行列式によって下記数式(16)に示すようにして記述される。   In addition, the said Numerical formula (15) is described as shown to the following Numerical formula (16) by a determinant.

Figure 0005394162
Figure 0005394162

そして、上記数式(14)および数式(16)を一体化すると、下記数式(17)に示すように記述される。   Then, when the mathematical formula (14) and the mathematical formula (16) are integrated, it is described as shown in the following mathematical formula (17).

Figure 0005394162
Figure 0005394162

そして、上記数式(12)および数式(17)において、下記数式(18)に示すようにして状態変数xおよびバッテリー電流Iに関する関数j(I)および係数A,Cを設定すると、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式は、例えば下記数式(19)に示すようにして簡潔表現される。   When the function j (I) and the coefficients A and C relating to the state variable x and the battery current I are set in the above formulas (12) and (17) as shown in the following formula (18), the high voltage battery 17 The state equation indicating the characteristic is expressed concisely, for example, as shown in Equation (19) below.

Figure 0005394162
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Figure 0005394162
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上記数式(18)および上記数式(19)は状態変数xの時間変化を示す連続の状態方程式であり、上記数式(19)に対応する離散化した状態方程式は、下記数式(20)に示すように記述される。   The mathematical formula (18) and the mathematical formula (19) are continuous state equations indicating the time change of the state variable x, and the discretized state equation corresponding to the mathematical formula (19) is as shown in the following mathematical formula (20). Described in

Figure 0005394162
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状態量算出部31は、後述するタイマー割り込み処理として所定周期(例えば10ms等)毎に離散演算を実行する。この離散演算では、後述する各モード(例えば、推定モード、推定終了モード、初期化モード)に応じて設定される係数A’およびバッテリー電流Iおよび前回の離散演算での状態変数(状態変数xの前回値)xと、上記数式(19)とに基づき、状態変数xを算出する。状態変数xは、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの推定値および第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの推定値からなり、過渡応答成分算出部32および状態量記憶部40へ出力される。 The state quantity calculation unit 31 performs a discrete calculation every predetermined cycle (for example, 10 ms) as a timer interruption process described later. In this discrete calculation, a coefficient A ′ and a battery current I set according to each mode (for example, an estimation mode, an estimation end mode, and an initialization mode) described later, and a state variable (state variable x of the previous variable calculation) are set. The state variable x is calculated based on the previous value xp and the above equation (19). The state variable x is composed of estimated values of the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 and estimated values of the first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 , M 2 , M 3. It is output to the response component calculation unit 32 and the state quantity storage unit 40.

このため、状態量算出部31には、電流センサ17aから出力される電流検出値Iactと、状態量記憶部40から出力される前回の状態変数(状態変数xの前回値)xと、入力切換部41から出力される係数A’とが入力されている。
不揮発メモリー(図示略)を備える状態量記憶部40は、状態量算出部31から出力される状態変数xを前回値xとして記憶し、この前回値xを状態量算出部31へ出力する。
Therefore, the state quantity calculation unit 31 includes a current detection value I act output from the current sensor 17a, a previous state variable (previous value of the state variable x) x p output from the state quantity storage unit 40, and The coefficient A ′ output from the input switching unit 41 is input.
The state quantity storage unit 40 with a nonvolatile memory (not shown) stores the state variables x output from the state quantity calculation unit 31 as a preceding value x p, and outputs the previous value x p to the state quantity calculation unit 31 .

すなわち、後述するように、例えば車両1の運転時における推定モードやイグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられる車両1の運転停止時の推定終了モードにおいては、所定のサンプリング周期(例えば、10ms等)にて実行される離散演算の前回の処理にて算出されて状態量記憶部40に格納された前回値xが、離散演算の今回の処理にて状態量算出部31へ出力される。
また、後述するように、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる車両1の運転開始時の初期化モードにおいては、車両1の運転停止時の推定終了モードにて算出されて状態量記憶部40に格納された前回値xが、離散演算の今回の処理にて状態量算出部31へ出力される。この初期化モードにおいては、後述するように、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられた運転停止時から、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる運転開始時までの経過時間が、離散演算のサンプリング周期として設定されることになる。
That is, as will be described later, for example, in the estimation mode when the vehicle 1 is in operation or in the estimation end mode when the vehicle 1 is stopped when the ignition switch 11c is switched from ON to OFF, a predetermined sampling period (for example, 10 ms or the like) The previous value x p calculated in the previous process of the discrete calculation executed in step (1) and stored in the state quantity storage unit 40 is output to the state quantity calculation unit 31 in the current process of the discrete calculation.
Further, as will be described later, in the initialization mode at the start of operation of the vehicle 1 where the ignition switch 11c is switched from OFF to ON, the state quantity storage unit is calculated in the estimated end mode when the vehicle 1 is stopped. The previous value x p stored in 40 is output to the state quantity calculation unit 31 in the current process of discrete calculation. In this initialization mode, as will be described later, the elapsed time from when the operation is stopped when the ignition switch 11c is switched from ON to OFF until when the operation is started when the ignition switch 11c is switched from OFF to ON is discrete. It will be set as the sampling period for computation.

入力切換部41には、推定モード・推定終了モード用係数入力部42から出力される所定係数A’と、初期化モード用係数入力部43から出力される初期係数A’とが入力されている。入力切換部41は、車両1の運転状態に対する各モードに応じて所定係数A’または初期係数A’を切換選択し、係数A’として状態量算出部31へ出力する。すなわち、推定モードや推定終了モードにおいては、所定係数A’が係数A’として出力され、初期化モードにおいては、初期係数A’が係数A’として出力される。 The input switching unit 41 receives a predetermined coefficient A ′ n output from the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42 and an initial coefficient A ′ i output from the initialization mode coefficient input unit 43. ing. The input switching unit 41 switches and selects the predetermined coefficient A ′ n or the initial coefficient A ′ i according to each mode with respect to the driving state of the vehicle 1, and outputs it to the state quantity calculation unit 31 as the coefficient A ′. That is, the predetermined coefficient A ′ n is output as the coefficient A ′ in the estimation mode and the estimation end mode, and the initial coefficient A ′ i is output as the coefficient A ′ in the initialization mode.

推定モード・推定終了モード用係数入力部42から出力される所定係数A’は、例えば所定のサンプリング周期(例えば10ms等)に応じた所定の固定値とされ、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式(つまり上記数式(18),(19))を所定のサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により算出される。 The predetermined coefficient A ′ n output from the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42 is, for example, a predetermined fixed value corresponding to a predetermined sampling period (for example, 10 ms), and indicates a characteristic of the high voltage battery 17 It is calculated by a state equation obtained by discretizing the equation (that is, the above formulas (18) and (19)) according to a predetermined sampling period.

初期化モード用係数入力部43は、例えば、初期化モード用係数算出部43aおよび経過時間算出部43bを備えて構成されている。そして、経過時間算出部43bにはタイマー44から出力される現在時刻tと、例えば不揮発メモリーを備える時刻記憶部45から出力される前回時刻tとが入力されている。また、時刻記憶部45は、推定終了モードで実行される演算にて、タイマー44から出力される現在時刻tを新たな前回時刻tとして記憶する。 The initialization mode coefficient input unit 43 includes, for example, an initialization mode coefficient calculation unit 43a and an elapsed time calculation unit 43b. Then, the elapsed time calculating part 43b and the current time t that is output from the timer 44, for example, the previous time t p, which is output from the timing storage unit 45 comprises a non-volatile memory has been entered. The time storage unit 45, in operations performed by the estimated completion mode, stores the current time t that is output from the timer 44 as a new previous time t p.

初期化モード用係数入力部43の経過時間算出部43bは、タイマー44から出力される現在時刻tから時刻記憶部45から出力される前回時刻tを減算して経過時間(t−t)を算出し、初期化モード用係数算出部43aへ出力する。
例えば、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられる車両1の運転停止時の推定終了モードにおいてタイマー44から出力される現在時刻tが時刻記憶部45に格納されると、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる車両1の運転開始時の初期化モードにおいては、推定終了モードで記憶された現在時刻tが前回時刻tとなる。そして、この初期化モードでの現在時刻tと、前回時刻tとの差である経過時間が、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられた運転停止時から、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる運転開始時までに亘る高圧バッテリー17の充放電の休止時間となる。
Elapsed time calculation unit 43b of the initialization mode coefficient input unit 43 subtracts the previous time t p, which is output from the timing storage unit 45 from the present time t to be outputted from the timer 44 the elapsed time (t-t p) Is output to the initialization mode coefficient calculation unit 43a.
For example, when the current time t output from the timer 44 is stored in the time storage unit 45 in the estimated end mode when the operation of the vehicle 1 is stopped when the ignition switch 11c is switched from ON to OFF, the ignition switch 11c is switched from OFF to OFF. in the setup mode at the start of operation of the vehicle 1 is switched to ON, the stored current time t is the last time t p the estimated end mode. Then, current and time t in this initialization mode, the elapsed time is the difference between the previous time t p, ON from the time of the switched shutdowns to OFF from the ignition switch 11c is ON, the ignition switch 11c from OFF The charging / discharging pause time of the high-voltage battery 17 until the start of operation when switching to is performed.

初期化モード用係数算出部43aは、初期化モードにおいて経過時間算出部43bから出力される経過時間(t−t)つまり休止時間をサンプリング周期として、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式(つまり上記数式(18),(19))を、このサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により、初期係数A’を算出する。 The initialization mode coefficient calculation unit 43a has a state equation (that is, the characteristic of the high-voltage battery 17) with the elapsed time (t-t p ) output from the elapsed time calculation unit 43b in the initialization mode, that is, the pause time as a sampling period. An initial coefficient A ′ i is calculated from a state equation obtained by discretizing the above equations (18) and (19) according to the sampling period.

状態量算出部31は、上記数式(20)において、推定モードおよび推定終了モードでは、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’つまり所定係数A’とに基づき、さらに、電流センサ17aにより検出される電流検出値Iactをバッテリー電流Iに入力することにより第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの推定値および第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの推定値からなる状態変数xを算出する。
また、初期化モードでは、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’つまり初期係数A’とに基づき、さらに、車両1の運転停止期間中のゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Iに入力することにより第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの推定値および第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの推定値からなる状態変数xを算出する。
In the equation (20), the state quantity calculation unit 31 calculates the previous state variable x p input from the state quantity storage unit 40 and the coefficient A ′ output from the input switching unit 41 in the estimation mode and the estimation end mode. That is, based on the predetermined coefficient A ′ n , the current detection value I act detected by the current sensor 17a is further input to the battery current I, whereby the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 A state variable x composed of the estimated value and the estimated values of the first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 , M 2 , M 3 is calculated.
Further, in the initialization mode, based on the state variables x p of the previous input from the state quantity storage unit 40, and the coefficient A 'that is the initial coefficient A' i is outputted from the input switching unit 41, furthermore, the vehicle 1 By inputting zero or a predetermined resting current during the operation stop period to the battery current I, the estimated values of the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 and the first to third charge / discharge hysteresis voltages A state variable x composed of estimated values of the components M 1 , M 2 , and M 3 is calculated.

過渡応答成分算出部32は、状態量算出部31にて算出した状態変数xに上記数式(18)に示す係数Cを作用させて、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hおよび第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの線形結合からなる反応抵抗成分Hの推定値である反応抵抗成分推定値Hestと充放電ヒステリシス電圧成分Mの推定値である充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestとの加算値(Hest+Mest)を算出し、加算部33へ出力する。 The transient response component calculation unit 32 causes the coefficient C shown in the above equation (18) to act on the state variable x calculated by the state quantity calculation unit 31, so that the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 and the first to estimate the third charge-discharge hysteresis voltage component M 1, M 2, estimate the reaction resistance component estimates a reaction resistance component H consisting of a linear combination of M 3 H est charging and discharging hysteresis voltage component M An added value (H est + M est ) with the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est that is a value is calculated and output to the adder 33.

本実施の形態による蓄電装置の内部抵抗検出装置をなす内部抵抗推定器34は、例えば図13に示すように、電圧近似微分演算部51と、電流近似微分演算部52と、第1乗算部53と、減算部54と、第2乗算部55と、ゲイン設定部56と、積分演算部57とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 13, for example, the internal resistance estimator 34 constituting the internal resistance detection device of the power storage device according to the present embodiment includes a voltage approximate differential operation unit 51, a current approximate differential operation unit 52, and a first multiplication unit 53. And a subtracting unit 54, a second multiplying unit 55, a gain setting unit 56, and an integration calculating unit 57.

電圧近似微分演算部51および電流近似微分演算部52は、適宜の1次遅れ時定数Tdおよびラプラス演算子Sにより、例えば下記数式(21)に示すように記述される伝達関数G(S)によって、各電圧検出値Vactおよび電流検出値Iactから角周波数(1/Td)以下の低周波成分を除去すると共に、各電圧検出値Vactおよび電流検出値Iactの時間変化率つまり電圧変化ΔV(=dV/dt)および電流変化ΔA(=dI/dt)を算出する。 The voltage approximate differential operation unit 51 and the current approximate differential operation unit 52 are configured by an appropriate first-order lag time constant Td and a Laplace operator S, for example, by a transfer function G (S) described as shown in the following equation (21). , to remove the respective voltage detection value V act and the current detection value I angular frequency (1 / Td) from act following the low-frequency component, the time rate of change, that change in voltage of the voltage detection value V act and the current detection value I act ΔV (= dV / dt) and current change ΔA (= dI / dt) are calculated.

Figure 0005394162
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この1次遅れ時定数Tdは、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの各時定数T,T,Tおよび第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの各時定数T,T,Tに対して、例えば下記数式(22)に示すように、角周波数(1/Td)が、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hおよび第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの各角周波数(1/T),(1/T),(1/T),(1/T),(1/T),(1/T)よりも十分に大きな値となるように設定されている。 Constant Td when the primary delay, the first to third reaction resistance component H 1, H 2, each time constant of the H 3 T 1, T 2, T 3 and the first to third discharge hysteresis voltage component M 1 , M 2 , M 3 for each time constant T 4 , T 5 , T 6 , for example, as shown in the following formula (22), the angular frequency (1 / Td) is the first to third reaction resistance components. H 1, H 2, H 3 and the first to third discharge hysteresis voltage component M 1, M 2, each angular frequency of M 3 (1 / T 1) , (1 / T 2), (1 / T 3 ), (1 / T 4 ), (1 / T 5 ), and (1 / T 6 ).

Figure 0005394162
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これにより、電圧近似微分演算部51および電流近似微分演算部52のバンドパス(ハイパス)フィルター作用の周波数特性が、例えば図14に示すような周波数特性である場合には、カットオフ周波数である角周波数(1/Td)以下の低周波成分の利得が−3dB以下となる。特に、電圧検出値Vactの電圧変動からは低周波成分に相当する過渡応答(つまり反応抵抗成分Hおよび充放電ヒステリシス電圧成分M)による電圧変動分が除去され、高周波成分に相当する内部抵抗成分Wによる電圧変動分のみが抽出されることになる。 Thereby, when the frequency characteristics of the band pass (high pass) filter action of the voltage approximate differential calculation unit 51 and the current approximate differential calculation unit 52 are the frequency characteristics as shown in FIG. 14, for example, the angle that is the cutoff frequency The gain of the low frequency component below the frequency (1 / Td) is -3 dB or less. In particular, the voltage variation due to the transient response corresponding to the low frequency component (that is, the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M) is removed from the voltage variation of the voltage detection value Vact , and the internal resistance component corresponding to the high frequency component is removed. Only the voltage fluctuation due to W is extracted.

第1乗算部53は、後述する積分演算部57から出力される高圧バッテリー17の内部抵抗aの推定値である内部抵抗推定値aestの前回値と電流近似微分演算部52から出力される電流変化ΔAとを乗算して得た値を、電圧変化推定値ΔVestとして出力する。 The first multiplication unit 53 outputs the previous value of the internal resistance estimated value a est that is the estimated value of the internal resistance a of the high-voltage battery 17 output from the integral calculation unit 57 described later and the current output from the current approximate differentiation calculation unit 52. A value obtained by multiplying the change ΔA is output as a voltage change estimated value ΔV est .

減算部54は、電圧近似微分演算部51から出力される電圧変化ΔVから第1乗算部53から出力された電圧変化推定値ΔVestを減算して得た差分(ΔV−ΔVest)を出力する。 The subtractor 54 outputs a difference (ΔV−ΔV est ) obtained by subtracting the voltage change estimated value ΔV est output from the first multiplier 53 from the voltage change ΔV output from the voltage approximate differentiation calculator 51. .

第2乗算部55は、後述するゲイン設定部56から出力されるゲインKと減算部54から出力される差分(ΔV−ΔVest)とを乗算することによって、高圧バッテリー17の内部抵抗aの補正量に相当する内部抵抗補正量Q(=K×(ΔV−ΔVest))を算出する。 The second multiplication unit 55 multiplies a gain K output from a gain setting unit 56, which will be described later, and a difference (ΔV−ΔV est ) output from the subtraction unit 54, thereby correcting the internal resistance a of the high-voltage battery 17. An internal resistance correction amount Q (= K × (ΔV−ΔV est )) corresponding to the amount is calculated.

ゲイン設定部56は、例えば、予め設定した所定の固定値、あるいは、電圧近似微分演算部51から出力される電圧変化ΔVまたは電流近似微分演算部52から出力される電流変化ΔAなどの高圧バッテリー17の状態変化に係る状態変化量の値(実測値や演算値など)または指令値に基づき、ゲインKを設定する。
例えば下記数式(23)に示すパラメータ(α・ΔA)のように、電流変化ΔAのみに基づき設定されるゲインKでは、任意の定数α(例えば、α=1/100など)は、内部抵抗推定値aestが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、正負の符号と値の大きさとが設定される。
また、例えば下記数式(23)に示す各パラメータ((β・ΔV),(γ・ΔA+δ・ΔV),(ε・ΔA・ΔV))のように、電圧変化ΔVのみ、あるいは、電流変化ΔAと電圧変化ΔVとの和、あるいは、電流変化ΔAと電圧変化ΔVとの積などに基づき設定されるゲインKでは、各任意の定数β,γ,δ,εは、内部抵抗推定値aestが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、正負の符号と値の大きさとが設定される。
また、例えば所定の固定値は、予め実施される各種の試験結果などに応じて、内部抵抗推定値aestが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、正負の符号と値の大きさが設定される。
The gain setting unit 56 is, for example, a predetermined fixed value set in advance, or a high voltage battery 17 such as a voltage change ΔV output from the voltage approximate differentiation calculation unit 51 or a current change ΔA output from the current approximate differentiation calculation unit 52. The gain K is set based on the state change value (measured value, calculated value, etc.) or the command value related to the state change.
For example, with a gain K that is set based only on the current change ΔA as in the parameter (α · ΔA) shown in the following equation (23), an arbitrary constant α (for example, α = 1/100) is an internal resistance estimation. The positive and negative signs and the magnitude of the value are set so that the value aest does not diverge but converges with an appropriate change rather than a sudden change.
Further, for example, each parameter ((β · ΔV), (γ · ΔA + δ · ΔV), (ε · ΔA · ΔV)) shown in the following formula (23), only the voltage change ΔV or the current change ΔA With a gain K set based on the sum of the voltage change ΔV or the product of the current change ΔA and the voltage change ΔV, the arbitrary resistances β, γ, δ, ε are diverged from the internal resistance estimated value a est. Instead, the sign of the positive and negative values and the magnitude of the value are set so as to converge with an appropriate change, not an abrupt change.
In addition, for example, the predetermined fixed value is positive or negative so that the estimated internal resistance value a est does not diverge according to various test results performed in advance, but converges with an appropriate variation rather than a rapid variation. The sign and value size are set.

Figure 0005394162
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なお、ゲインKは、高圧バッテリー17の状態変化に係る状態変化量の各種のパラメータ(例えば、負荷変動値(実測値や演算値など)または負荷変動指令値、電流変化ΔA、電圧変化ΔV、出力変化ΔW、およびこれらの組み合わせなど)の単一、あるいは、複数の組み合わせに対して、内部抵抗推定値aestが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、例えば加算、減算、乗算、除算、累乗などの各種の演算が行なわれて設定されてもよい。 The gain K indicates various parameters (for example, load fluctuation values (actually measured values, calculated values, etc.) or load fluctuation command values, current changes ΔA, voltage changes ΔV, output) relating to the state changes of the high-voltage battery 17. The internal resistance estimation value a est does not diverge for a single or a plurality of combinations (such as change ΔW and combinations thereof), and converges with appropriate fluctuations instead of sudden fluctuations. Various operations such as addition, subtraction, multiplication, division, and power may be performed and set.

なお、ゲインKは、より好ましくは、高圧バッテリー17の状態変化に係る状態変化量により変化する内部抵抗推定値aest(あるいは内部抵抗補正量Q)の算出精度に応じて設定されてもよい。例えば状態変化量がほぼゼロとなる場合には、内部抵抗推定値aest(あるいは内部抵抗補正量Q)の算出精度が極めて低いと判断されて、ゲインKは最小の値とされる。これにより、高圧バッテリー17の充放電電流が、ほとんど無い場合には、ゲインKがゼロに設定されて、内部抵抗推定値aestが修正されないで維持される。
また、例えば状態変化量が所定の適正範囲の値となる場合には、内部抵抗推定値aest(あるいは内部抵抗補正量Q)の算出精度が高いと判断されて、ゲインKは最大の値とされる。これにより、高圧バッテリー17の充放電電流が、内部抵抗推定に最適な場合に演算された内部抵抗推定値aest(あるいは内部抵抗補正量Q)に大きな重みが与えられ、精度の高い内部抵抗推定値aestを得ることができる。
そして、これらの最小から最大の間においては、例えば負荷変動または電流変化ΔAまたは電圧変化ΔVまたは出力変化ΔWなどの状態変化量が増大することに伴いゲインKが増大傾向に変化するように、かつ、状態変化量が減少することに伴いゲインKが減少傾向に変化するようにして、ゲインKを設定する。
また、例えば状態変化量が所定の適正範囲を超えて大きな値となる場合には、内部抵抗推定値aest(あるいは内部抵抗補正量Q)の算出精度が低いと判断されて、ゲインKはより小さな値とされる。
The gain K may more preferably be set according to the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) that changes according to the state change amount related to the state change of the high-voltage battery 17. For example, when the state change amount becomes almost zero, it is determined that the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) is extremely low, and the gain K is set to the minimum value. Thereby, when there is almost no charge / discharge current of the high voltage battery 17, the gain K is set to zero, and the internal resistance estimated value aest is maintained without being corrected.
For example, when the state change amount falls within a predetermined appropriate range, it is determined that the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) is high, and the gain K is set to the maximum value. Is done. Thereby, a large weight is given to the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) calculated when the charge / discharge current of the high-voltage battery 17 is optimal for the internal resistance estimation, and the internal resistance estimation with high accuracy is performed. The value a est can be obtained.
Between these minimum and maximum values, for example, the gain K changes in an increasing trend as the state change amount such as load change, current change ΔA, voltage change ΔV, or output change ΔW increases, and The gain K is set so that the gain K changes in a decreasing trend as the state change amount decreases.
For example, when the state change amount exceeds a predetermined appropriate range and becomes a large value, it is determined that the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) is low, and the gain K is further increased. Small value.

積分演算部57は、例えば適宜の時定数Tfおよびラプラス演算子Sにより記述される伝達関数Gf(S)(=1/(Tf・S))によって、第2乗算部55から出力される内部抵抗補正量Qを積分することによって内部抵抗推定値aestを算出し、この算出結果を出力する。
なお、内部抵抗推定値aestの初期値は予め適宜に所定の内部抵抗固定値が設定されている。
The integral calculation unit 57 uses, for example, an internal resistance output from the second multiplication unit 55 by a transfer function Gf (S) (= 1 / (Tf · S)) described by an appropriate time constant Tf and a Laplace operator S. The internal resistance estimated value a est is calculated by integrating the correction amount Q, and the calculation result is output.
The initial value of the estimated internal resistance value a est is set in advance with a predetermined fixed internal resistance value.

なお、内部抵抗推定器34は、各パラメータ(つまり、Iact,Vact,ΔA,ΔV,ΔVest,(ΔV−ΔVest),K,Q,aestなど)の全てあるいは一部に対して、適宜の変換演算部34aによる変換演算処理を行なってもよい。 Note that the internal resistance estimator 34 applies to all or a part of each parameter (that is, I act , V act , ΔA, ΔV, ΔV est , (ΔV−ΔV est ), K, Q, a est, etc.). Alternatively, conversion calculation processing by an appropriate conversion calculation unit 34a may be performed.

例えば図15(A)に示す変換演算部34aは、出力値に対して下限値と上限値とを有し、下限値と上限値との間で入力値の増大に比例する単調増大の出力値を出力する。
また、例えば図15(B)に示す変換演算部34aは、入力値の所定範囲(例えば、電流検出値Iactでのゼロを含む所定範囲、電圧検出値Vactでの高圧バッテリー17の定格電圧を含む所定範囲など)において出力値が固定される不感帯を有し、下限値と不感帯との間および不感帯と上限値との間で入力値の増大に比例する単調増大の出力値を出力する。
また、例えば図15(A),(B)に示す各変換演算部34aにスムージング処理を行なって得た変換演算処理を行なってもよい。例えば図15(C)に示す変換演算部34aは、図15(B)に示す変換演算部34aにスムージング処理を行なって得たものであって、入力値の絶対値が増大することに伴い増大傾向に変化する出力値の増大率が低下する。
また、例えば図15(D)に示す変換演算部34aは、入力値の所定範囲(例えば、電流検出値Iactでのゼロを含む所定範囲、電圧検出値Vactでの高圧バッテリー17の定格電圧を含む所定範囲など)において出力値が固定される不感帯を有し、この不感帯以外において入力値の増大に比例する単調増大の出力値を出力する。
なお、例えば図15(A)〜(D)に示す各変換演算部34aにおいて、出力値=ゼロとなる横軸は、各パラメータに応じて適宜に上下に変更される場合がある。例えば電圧検出値Vactでは常にVact>0であることから、出力値=ゼロとなる横軸は、例えば図15(A)〜(D)に示す点線のようになる。
For example, the conversion calculation unit 34a shown in FIG. 15A has a lower limit value and an upper limit value for the output value, and a monotonically increasing output value proportional to the increase of the input value between the lower limit value and the upper limit value. Is output.
Further, for example, the conversion calculation unit 34a illustrated in FIG. 15B is configured so that the input voltage has a predetermined range (for example, a predetermined range including zero in the current detection value Iact , the rated voltage of the high-voltage battery 17 at the voltage detection value Vact ). Output a monotonically increasing output value proportional to the increase of the input value between the lower limit value and the dead band and between the lower limit value and the upper limit value.
Further, for example, the conversion calculation process obtained by performing the smoothing process on each of the conversion calculation units 34a shown in FIGS. 15A and 15B may be performed. For example, the conversion calculation unit 34a shown in FIG. 15C is obtained by performing a smoothing process on the conversion calculation unit 34a shown in FIG. 15B, and increases as the absolute value of the input value increases. The increase rate of the output value that changes in the trend decreases.
Further, for example, the conversion calculation unit 34a illustrated in FIG. 15D is configured so that the input voltage has a predetermined range (for example, a predetermined range including zero in the current detection value Iact , the rated voltage of the high-voltage battery 17 at the voltage detection value Vact ). The output value is fixed within a predetermined range including the frequency range, and a monotonically increasing output value proportional to the increase in the input value is output outside the dead zone.
15A to 15D, for example, the horizontal axis where the output value = zero may be appropriately changed up and down depending on each parameter. For example, since the voltage detection value Vact is always Vact > 0, the horizontal axis where the output value = zero is, for example, a dotted line shown in FIGS.

なお、各変換演算部34aは、例えば高圧バッテリー17の劣化状態に係る状態量(例えば、バッテリー電流Iの絶対値の積算値、あるいは、初期状態等の劣化の無い状態からの累積使用時間など)に応じて、変換演算特性が劣化側に変更されてもよい。
例えば図15(A),(B)に示すように出力値に対して下限値と上限値とを有する変換演算部34aにおいて、高圧バッテリー17の劣化度合いが増大した場合には、電流検出値Iact,電圧検出値Vact,電流変化ΔA,電圧変化ΔV,電圧変化推定値ΔVest,差分(ΔV−ΔVest)などに対する変換演算処理では、下限値と上限値との間の間隔を拡大させるようにして、下限値が低下されると共に上限値が増大される。また、内部抵抗補正量Q,内部抵抗推定値aestなどに対する変換演算処理では、例えば下限値と上限値との間の間隔を変更せずに下限値と上限値とを移動させるようにして、下限値および上限値が増大される。
また、例えば図15(C),(D)に示すように入力値の増大に伴い増大傾向に変化する出力値の増大率が低下し、かつ、入力値の低下に伴い低下傾向に変化する出力値の低下率が低下する変換演算部34aにおいて、高圧バッテリー17の劣化度合いが増大した場合には、電流検出値Iact,電圧検出値Vact,電流変化ΔA,電圧変化ΔV,電圧変化推定値ΔVest,差分(ΔV−ΔVest)などに対する変換演算処理では、出力値の増大率の低下度合いを低下、かつ、出力値の低下率の低下度合いを低下させる。また、内部抵抗補正量Q,内部抵抗推定値aestなどに対する変換演算処理では、出力値の増大率の低下度合いを低下、かつ、出力値の低下率の低下度合いを増大させる。
In addition, each conversion calculating part 34a is a state quantity (for example, the integrated value of the absolute value of the battery current I, or the accumulated usage time from the state without deterioration such as the initial state), for example, relating to the deterioration state of the high-voltage battery 17 Accordingly, the conversion calculation characteristic may be changed to the deterioration side.
For example, as shown in FIGS. 15A and 15B, when the degree of deterioration of the high voltage battery 17 is increased in the conversion operation unit 34a having the lower limit value and the upper limit value with respect to the output value, the current detection value I In the conversion calculation processing for act , voltage detection value V act , current change ΔA, voltage change ΔV, voltage change estimated value ΔV est , difference (ΔV−ΔV est ), the interval between the lower limit value and the upper limit value is expanded. In this way, the lower limit value is lowered and the upper limit value is increased. In the conversion calculation process for the internal resistance correction amount Q, the internal resistance estimated value a est, etc., for example, the lower limit value and the upper limit value are moved without changing the interval between the lower limit value and the upper limit value. The lower limit value and the upper limit value are increased.
Further, for example, as shown in FIGS. 15C and 15D, the output value increasing rate that changes with increasing input value decreases, and the output that changes with decreasing input value decreases. When the degree of deterioration of the high-voltage battery 17 increases in the conversion calculation unit 34a in which the rate of decrease in value decreases, the current detection value I act , voltage detection value V act , current change ΔA, voltage change ΔV, voltage change estimated value In conversion calculation processing for ΔV est , difference (ΔV−ΔV est ), etc., the degree of decrease in the increase rate of the output value is reduced, and the degree of decrease in the rate of decrease in the output value is reduced. Further, in the conversion calculation process for the internal resistance correction amount Q, the internal resistance estimated value a est , and the like, the degree of decrease in the output value increase rate is decreased, and the degree of decrease in the output value decrease rate is increased.

内部抵抗推定器34から出力された内部抵抗推定値aestは、例えば図12に示すように、乗算部35に入力される。
乗算部35は、電流検出値Iactと内部抵抗推定値aestとを乗算して得た値を内部抵抗成分推定値Westとして設定して出力する。
The internal resistance estimated value a est output from the internal resistance estimator 34 is input to the multiplier 35 as shown in FIG. 12, for example.
The multiplier 35 sets and outputs a value obtained by multiplying the detected current value I act and the internal resistance estimated value a est as the internal resistance component estimated value W est .

加算部33は、乗算部35から出力される内部抵抗成分推定値Westと、過渡応答成分算出部32から出力される反応抵抗成分推定値Hestと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestとの加算値(Hest+Mest)とを加算して得た値(West+Hest+Mest)を出力する。 The adding unit 33 includes the internal resistance component estimated value W est output from the multiplying unit 35, the reaction resistance component estimated value H est output from the transient response component calculating unit 32, and the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est . addition value (H est + M est) and a value obtained by adding the (W est + H est + M est) to output a.

減算部36は、電圧センサ17bにより検出される電圧検出値Vactから値(West+Hest+Mest)を減算することによって開路電圧推定値Eestを算出し、この算出結果を出力する。
すなわち、上記数式(1)に示すように、高圧バッテリー17の端子電圧Vは開路電圧Eと内部抵抗成分Wと反応抵抗成分Hと充放電ヒステリシス電圧成分Mとからなり、電圧検出値Vactから、内部抵抗成分Wと反応抵抗成分Hと充放電ヒステリシス電圧成分Mとの各推定値を減算することによって、開路電圧Eの推定値を算出することができる。
The subtraction unit 36 calculates the open circuit voltage estimated value E est by subtracting the value (W est + H est + M est ) from the voltage detection value V act detected by the voltage sensor 17b, and outputs the calculation result.
That is, as shown in the above formula (1), the terminal voltage V of the high voltage battery 17 is composed of the open circuit voltage E, the internal resistance component W, the reaction resistance component H, and the charge / discharge hysteresis voltage component M, and from the detected voltage value V act. The estimated value of the open circuit voltage E can be calculated by subtracting the estimated values of the internal resistance component W, the reaction resistance component H, and the charge / discharge hysteresis voltage component M.

ローパスフィルター37は、減算部36から出力される開路電圧推定値Eestに含まれる誤差、特に高周波ノイズを除去し、このノイズ除去後の開路電圧推定値Eestを残容量推定部38へ出力する。
残容量推定部38は、例えば図2に示すように高圧バッテリー17を無負荷状態で所定時間を超える長時間に亘って放置した際の端子電圧Vの値(開路電圧E)と高圧バッテリー17の残容量との相関関係を示すマップを記憶している。そして、ローパスフィルター37から出力される開路電圧推定値Eestに応じたマップ検索によって高圧バッテリー17の残容量を算出する。
Low-pass filter 37, an error included in the open-circuit voltage estimated value E est outputted from the subtraction unit 36, in particular removing the high frequency noise, and outputs the open circuit voltage estimated value E est after the noise removal to the remaining capacity estimating unit 38 .
For example, as shown in FIG. 2, the remaining capacity estimating unit 38 determines the value of the terminal voltage V (open circuit voltage E) when the high voltage battery 17 is left unloaded for a long time exceeding a predetermined time. A map showing the correlation with the remaining capacity is stored. Then, the remaining capacity of the high voltage battery 17 is calculated by map search according to the open circuit voltage estimated value E est output from the low pass filter 37.

第1の実施形態による残容量検出装置10aおよび開路電圧検出装置10bは上記構成を備えており、次に、残容量検出装置10aおよび開路電圧検出装置10bの動作、特に、推定モードおよび推定終了モードおよび初期化モードにおける状態変数xの算出動作について説明する。なお、推定モードは、イグニッションスイッチ11cがON状態となる車両1の運転継続時における動作モードである。推定終了モードは、イグニッションスイッチ11cがONからOFFに切り換えられる車両1の運転停止時の動作モードである。初期化モードは、イグニッションスイッチ11cがOFFからONに切り換えられる車両1の運転開始時の動作モードである。   The remaining capacity detection device 10a and the open circuit voltage detection device 10b according to the first embodiment have the above-described configuration. Next, operations of the remaining capacity detection device 10a and the open circuit voltage detection device 10b, in particular, an estimation mode and an estimation end mode. The calculation operation of the state variable x in the initialization mode will be described. Note that the estimation mode is an operation mode when the vehicle 1 is continuously driven in which the ignition switch 11c is turned on. The estimation end mode is an operation mode when the operation of the vehicle 1 is stopped in which the ignition switch 11c is switched from ON to OFF. The initialization mode is an operation mode at the start of operation of the vehicle 1 in which the ignition switch 11c is switched from OFF to ON.

残容量検出装置10aおよび開路電圧検出装置10bを具備するバッテリー制御装置20は、例えばイグニッションスイッチ11cがOFF以外の状態である場合に、以下に示す一連の処理(つまり、状態変数xの算出処理)を実行するためのタイマー割り込み処理を所定周期(例えば10ms等)毎に実行する。そして、バッテリー制御装置20は、推定モードや推定終了モードでの状態変数xの算出処理において、所定のサンプリング周期(例えば、10ms等)毎に電流センサ17aおよび電圧センサ17bの各検出値を取得し、これらの各検出値に基づき離散演算を実行する。   The battery control device 20 including the remaining capacity detection device 10a and the open circuit voltage detection device 10b, for example, when the ignition switch 11c is in a state other than OFF, the following series of processing (that is, calculation processing of the state variable x): The timer interruption process for executing is executed every predetermined cycle (for example, 10 ms). Then, the battery control device 20 acquires the detection values of the current sensor 17a and the voltage sensor 17b every predetermined sampling period (for example, 10 ms) in the calculation process of the state variable x in the estimation mode and the estimation end mode. Then, a discrete operation is executed based on each detected value.

なお、このタイマー割り込み処理は、後述するタイマー割込禁止信号が出力されるまで実行され、例えばイグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられる時点、つまり車両1の運転継続時の推定モードから車両1の運転停止時の推定終了モードへと移行する時点においても、タイマー割り込み処理が実行可能とされている。
また、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる車両1の運転開始時においては、以下に示す初期化モードに係る一連の処理を実行した後に、タイマー割り込み処理を所定周期(例えば10ms等)毎に実行するようになっている。
This timer interruption process is executed until a timer interrupt prohibition signal, which will be described later, is output. For example, when the ignition switch 11c is switched from ON to OFF, that is, from the estimation mode when the vehicle 1 continues to operate, the vehicle 1 The timer interruption process can be executed even at the time of shifting to the estimated end mode when the operation is stopped.
Further, at the start of operation of the vehicle 1 in which the ignition switch 11c is switched from OFF to ON, a timer interruption process is performed every predetermined period (for example, 10 ms) after executing a series of processes related to the initialization mode described below. To run.

先ず、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる車両1の運転開始時、または、タイマー割り込み処理の実行によって、図16に示す一連の処理の実行が開始される。
先ず、図16に示すステップS01においては、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられたか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS09に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまりイグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられた場合には、ステップS02に進み、処理モードとして初期化モードを設定し、ステップS03に進む。
First, execution of a series of processes shown in FIG. 16 is started at the start of operation of the vehicle 1 where the ignition switch 11c is switched from OFF to ON, or by execution of timer interrupt processing.
First, in step S01 shown in FIG. 16, it is determined whether or not the ignition switch 11c has been switched from OFF to ON.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 09 described later.
On the other hand, if this determination result is "YES", that is, if the ignition switch 11c is switched from OFF to ON, the process proceeds to step S02, the initialization mode is set as the processing mode, and the process proceeds to step S03.

ステップS03においては、現在時刻tと前回時刻tとを取得し、ステップS04に進み、経過時間(t−t)を算出し、ステップS05に進む。
ステップS05においては、経過時間(t−t)つまり高圧バッテリー17の充放電休止状態である休止時間をサンプリング周期として、高圧バッテリー17の時間変化特性を示す状態方程式(つまり上記数式(18)及び(19))を離散化し、初期係数A’を算出する。
次に、ステップS06においては、休止時間においてバッテリー電流Iがゼロまたはゼロ近傍の所定の電流値(例えば、暗電流値等)の休止時電流に保持されると仮定する。そして、上記数式(20)において、ゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Iに入力し、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’つまり初期係数A’とに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数xを算出する。
次に、ステップS07においては、算出した今回の状態変数xを、新たに前回の状態変数xとして設定し、状態量記憶部40に記憶する。
次に、ステップS08においては、現在時刻tを、新たに前回時刻tとして設定し、時刻記憶部45に記憶し、一連の処理を終了する。
In step S03, acquires the current time t and the previous time t p, the process proceeds to step S04, and calculates the elapsed time (t-t p), the process proceeds to step S05.
In step S05, the state equation (that is, the above equation (18) and the above equation (18)) showing the time change characteristic of the high voltage battery 17 with the elapsed time (t−t p ), that is, the pause time in which the high voltage battery 17 is in the charge / discharge pause state as the sampling period (19)) is discretized, and an initial coefficient A ′ i is calculated.
Next, in step S06, it is assumed that the battery current I is held at a resting current of zero or a predetermined current value near zero (for example, a dark current value) during the resting time. In the above equation (20), zero or a predetermined resting current is input to the battery current I, the previous state variable x p input from the state quantity storage unit 40, and the coefficient output from the input switching unit 41 State transition calculation is executed based on A ′, that is, the initial coefficient A ′ i, and the state variable x in the current process is calculated.
Next, in step S07, the calculated current state variables x, newly set as a state variable x p of the previous stored in the state quantity storage unit 40.
Next, in step S08, the current time t, a new set as the previous time t p, is stored in the time storage unit 45, and ends the series of processes.

また、ステップS09においては、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられたか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS14に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合、つまりイグニッションスイッチ11cの状態が変更されていない場合には、ステップS10に進み、処理モードとして推定モードを設定し、ステップS11に進む。
ステップS11においては、現在時刻tを取得し、ステップS12に進み、電流センサ17aおよび電圧センサ17bの各検出値を取得し、ステップS13に進む。
ステップS13においては、上記数式(20)において、電流センサ17aの検出値をバッテリー電流Iに入力し、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’つまり所定係数A’とに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数xを算出し、上述したステップS07に進む。
In step S09, it is determined whether or not the ignition switch 11c has been switched from ON to OFF.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 14 described later.
On the other hand, if this determination result is "NO", that is, if the state of the ignition switch 11c has not been changed, the process proceeds to step S10, the estimation mode is set as the processing mode, and the process proceeds to step S11.
In step S11, the current time t is acquired, the process proceeds to step S12, each detection value of the current sensor 17a and the voltage sensor 17b is acquired, and the process proceeds to step S13.
In step S13, in the above equation (20), enter the detection value of the current sensor 17a to the battery current I, the previous and the state variables x p which is input from the state quantity storage unit 40, is output from the input switching unit 41 The state transition calculation is executed based on the coefficient A ′, that is, the predetermined coefficient A ′ n , the state variable x in the current process is calculated, and the process proceeds to step S07 described above.

また、ステップS14においては、処理モードとして推定終了モードを設定し、ステップS15に進む。
ステップS15においては、現在時刻tを取得し、ステップS16に進み、電流センサ17aおよび電圧センサ17bの各検出値を取得し、ステップS17に進む。
ステップS17においては、上記数式(20)において、電流センサ17aの検出値をバッテリー電流Iに入力し、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’つまり所定係数A’とに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数xを算出し、ステップS18に進む。
ステップS18においては、タイマー割込禁止信号を出力し、上述したステップS07に進む。
In step S14, the estimation end mode is set as the processing mode, and the process proceeds to step S15.
In step S15, the current time t is acquired, the process proceeds to step S16, the detection values of the current sensor 17a and the voltage sensor 17b are acquired, and the process proceeds to step S17.
In step S17, in the above equation (20), enter the detection value of the current sensor 17a to the battery current I, the previous and the state variables x p which is input from the state quantity storage unit 40, is output from the input switching unit 41 The state transition calculation is executed based on the coefficient A ′, that is, the predetermined coefficient A ′ n , the state variable x in the current process is calculated, and the process proceeds to step S18.
In step S18, a timer interrupt prohibition signal is output, and the process proceeds to step S07 described above.

上述したように、第1の実施形態による蓄電装置の内部抵抗検出装置および蓄電装置の残容量検出装置10aおよび開路電圧検出装置10bによれば、バッテリー電圧Vを開路電圧Eと内部抵抗成分Wと反応抵抗成分Hと充放電ヒステリシス電圧成分Mとからなる4つの電圧成分により構成する。そして、バッテリー電流Iの変動に伴う電圧変動で遅れ成分となる反応抵抗成分Hおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mの応答を、それぞれ1次遅れ応答によって近似して得た高圧バッテリー17の状態方程式によって開路電圧推定値Eestを算出する。そして、この開路電圧推定値Eestに応じたマップ検索により高圧バッテリー17の残容量を算出する。
これにより、バッテリー電流Iの変動に伴う電圧変動が本来有する収束性を、少なくとも充放電ヒステリシス電圧成分からなる過渡応答成分として適切にモデル化することによって、装置構成が複雑化することを抑制しつつ信頼性の高い推定処理を実行することができ、開路電圧推定値Eestの推定精度を向上させることができる。
そして、例えば図2に示すように、Ni−MHバッテリーからなる高圧バッテリー17において、残容量の変化に応じた開路電圧Eの変化が相対的に小さい残容量の中間領域に対しても、開路電圧Eの算出精度が向上することに伴い、残容量を精度良く算出することができる。
As described above, according to the internal resistance detection device of the power storage device and the remaining capacity detection device 10a and the open circuit voltage detection device 10b of the power storage device according to the first embodiment, the battery voltage V is changed to the open circuit voltage E and the internal resistance component W. It consists of four voltage components consisting of a reaction resistance component H and a charge / discharge hysteresis voltage component M. Then, the response of the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M, which are delayed components due to the voltage variation accompanying the variation of the battery current I, is opened by the state equation of the high-voltage battery 17 obtained by approximating the response by the first-order lag response. A voltage estimated value E est is calculated. Then, the remaining capacity of the high voltage battery 17 is calculated by a map search according to the open circuit voltage estimated value E est .
Accordingly, by appropriately modeling the convergence inherent in the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the battery current I as a transient response component including at least a charge / discharge hysteresis voltage component, it is possible to prevent the device configuration from becoming complicated. A highly reliable estimation process can be performed, and the estimation accuracy of the open circuit voltage estimated value E est can be improved.
For example, as shown in FIG. 2, in the high voltage battery 17 made of a Ni-MH battery, the open circuit voltage is also applied to the intermediate region of the remaining capacity in which the change in the open circuit voltage E corresponding to the change in the remaining capacity is relatively small. As the calculation accuracy of E improves, the remaining capacity can be calculated with high accuracy.

さらに、過渡応答成分として、充放電ヒステリシス電圧成分に加えて反応抵抗成分を算出し、かつ、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じて頻繁に変化すると共にバッテリー電流Iの変動に伴う電圧変動において相対的に大きな寄与となる内部抵抗成分Wを推定する。そして、内部抵抗成分推定値Westと反応抵抗成分推定値Hestおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestとを電圧検出値Vactから減算して開路電圧推定値Eestを算出することによって、開路電圧推定値Eestを、より一層適切に推定することができる。
しかも、少なくとも上限飽和電圧(uplimMs)または下限飽和電圧(lowlimMs)を有する充放電ヒステリシス電圧成分Mの整定電圧Msを、高圧バッテリー17の劣化状態に応じて変更することにより、開路電圧推定値Eestの算出精度を、より一層向上させることができる。
Further, as a transient response component, a reaction resistance component is calculated in addition to the charge / discharge hysteresis voltage component, and frequently changes according to, for example, the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high-voltage battery 17 and the battery current I The internal resistance component W, which is a relatively large contribution to the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of, is estimated. Then, by subtracting the internal resistance component estimated value W est , the reaction resistance component estimated value H est, and the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est from the voltage detection value V act , the open circuit voltage estimated value E est is calculated, The open circuit voltage estimated value E est can be estimated more appropriately.
Moreover, the open circuit voltage estimated value E est is obtained by changing the settling voltage Ms of the charge / discharge hysteresis voltage component M having at least the upper limit saturation voltage (uplimms) or the lower limit saturation voltage (lowlimms) in accordance with the deterioration state of the high voltage battery 17. The calculation accuracy can be further improved.

また、内部抵抗成分推定値Westの算出処理においては、電圧変化ΔVと電流変化ΔAとの比率を算出せず、電圧変化ΔVと電圧変化推定値ΔVestとの差分(ΔV−ΔVest)に基づき、差分(ΔV−ΔVest)にゲインKを乗算して得た内部抵抗補正量Qを積分することによって内部抵抗推定値aestを算出する。これにより、例えば電流変化ΔAが小さい場合に演算処理において無限大の発散が生じてしまったり、例えば電流変化ΔAが所望の大きさを有するようにして変化期間を長く設定する場合に化学反応などによる遅い抵抗成分の寄与が増大して内部抵抗推定値aestの算出精度および信頼性が低下してしまったり、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間などに応じて頻繁に変化する電流変化ΔAに起因して内部抵抗推定値aestの算出誤差が増大してしまうなどの不具合が生じることを防止して、内部抵抗推定値aestを適切かつ精度良く算出することができる。
また、例えばPDU16に具備されるインバータでのスイッチング動作等に起因する相対的に高い周波数の電圧変動成分には、相対的に時定数が長い反応抵抗成分Hおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mの電圧変動の寄与が無視できることから、この相対的に高い周波数の電圧変化ΔVと電流変化ΔAとに基づき、内部抵抗推定値aestを迅速かつ精度良く算出することができる。
Further, in the process of calculating the internal resistance component estimated value W est , the ratio between the voltage change ΔV and the current change ΔA is not calculated, and the difference (ΔV−ΔV est ) between the voltage change ΔV and the voltage change estimated value ΔV est is calculated. Based on this, the internal resistance estimated value a est is calculated by integrating the internal resistance correction amount Q obtained by multiplying the difference (ΔV−ΔV est ) by the gain K. As a result, for example, infinite divergence occurs in the arithmetic processing when the current change ΔA is small, or due to a chemical reaction or the like when the change period is set long so that the current change ΔA has a desired magnitude, for example. The contribution of the slow resistance component increases and the calculation accuracy and reliability of the internal resistance estimated value a est decrease. For example, it frequently changes depending on the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high-voltage battery 17. The internal resistance estimated value a est can be calculated appropriately and accurately by preventing a problem such as an increase in the calculation error of the internal resistance estimated value a est due to the current change ΔA.
Further, for example, voltage fluctuation components of a relatively high frequency due to a switching operation in an inverter provided in the PDU 16 include a voltage fluctuation of a reaction resistance component H and a charge / discharge hysteresis voltage component M having a relatively long time constant. Therefore, the estimated internal resistance value a est can be calculated quickly and accurately based on the relatively high frequency voltage change ΔV and current change ΔA.

しかも、負荷変動値(実測値や演算値など)または負荷変動指令値、電流変化ΔA、電圧変化ΔV、出力変化ΔW、およびこれらの組み合わせなどの状態変化量に応じてゲインKを変更することにより、状態変化量の大きさによって変化する内部抵抗推定値aestの算出精度に応じて、適正なゲインKを設定することができ、内部抵抗推定値aestをより一層精度良く算出することができる。 In addition, by changing the gain K according to the amount of state change such as a load change value (actual value or calculated value) or load change command value, current change ΔA, voltage change ΔV, output change ΔW, and combinations thereof. An appropriate gain K can be set in accordance with the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est that changes depending on the magnitude of the state change amount, and the internal resistance estimated value a est can be calculated with higher accuracy. .

また、各パラメータ(つまり、Iact,Vact,ΔA,ΔV,ΔVest,(ΔV−ΔVest),K,Q,aestなど)の全てあるいは一部に対して、適宜の変換演算部34aによる変換演算処理を行なうことにより、各パラメータでの雑音に起因する誤差や、例えば化学的な反応に起因する抵抗成分などの過渡応答に係る成分による各パラメータの過大な変動などを除去することができ、適正な変動範囲内の各パラメータを用いることによって、内部抵抗推定値aestをより一層精度良く算出することができる。 In addition, an appropriate conversion calculation unit 34a for all or a part of each parameter (that is, Iact , Vact , ΔA, ΔV, ΔVest , (ΔV− ΔVest ), K, Q, aest, etc.). By performing the conversion calculation process according to the above, it is possible to remove errors caused by noise in each parameter, excessive fluctuations of each parameter due to components related to transient responses such as resistance components caused by chemical reactions, etc. It is possible to calculate the internal resistance estimated value a est with higher accuracy by using each parameter within an appropriate fluctuation range.

なお、上述した本実施の形態において、反応抵抗成分Hは複数(例えば、3つ)の異なる時定数T,T,Tの各1次遅れ要素の線形結合からなるとしたが、これに限定されず、反応抵抗成分Hは複数の1次遅れ要素に対して非線形であってもよい。さらに、反応抵抗成分Hは、1次遅れ要素に限らず、例えば2次遅れ要素等のその他の遅れ成分によって構成されてもよい。
また、上述した本実施の形態において、充放電ヒステリシス電圧成分Mは複数(例えば、3つ)の異なる時定数T,T,Tの各1次遅れ要素の線形結合からなるとしたが、これに限定されず、充放電ヒステリシス電圧成分Mは複数の1次遅れ要素に対して非線形であってもよい。さらに、充放電ヒステリシス電圧成分Mは、1次遅れ要素に限らず、例えば2次遅れ要素等のその他の遅れ成分によって構成されてもよい。
In the above-described embodiment, the reaction resistance component H is composed of linear combinations of a plurality of (for example, three) different time constants T 1 , T 2 , and T 3 , respectively. Without being limited, the reaction resistance component H may be nonlinear with respect to a plurality of first-order lag elements. Furthermore, the reaction resistance component H is not limited to the first-order lag element, and may be constituted by other delay components such as a second-order lag element.
In the above-described embodiment, the charge / discharge hysteresis voltage component M is composed of a linear combination of a plurality of (for example, three) different time constants T 4 , T 5 , and T 6 , respectively. However, the charge / discharge hysteresis voltage component M may be nonlinear with respect to a plurality of first-order lag elements. Furthermore, the charge / discharge hysteresis voltage component M is not limited to the first-order lag element, and may be constituted by other delay components such as a second-order lag element.

なお、上述した実施の形態においては、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられたと判定された時点で処理モードとして推定終了モードを設定したが、これに限定されず、例えばイグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられた後に、さらに、電圧検出値Vactが所定値の範囲内であると判定された時点で推定終了モードを設定してもよい。あるいは、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられた後に、さらに、所定時間以上経過したと判定された時点で処理モードとして推定終了モードを設定してもよい。 In the above-described embodiment, the estimation end mode is set as the processing mode when it is determined that the ignition switch 11c is switched from ON to OFF. However, the present invention is not limited to this. For example, the ignition switch 11c is ON. After the switching from OFF to OFF, the estimation end mode may be set when it is determined that the voltage detection value V act is within a predetermined value range. Alternatively, after the ignition switch 11c is switched from ON to OFF, the estimation end mode may be set as the processing mode when it is further determined that a predetermined time or more has elapsed.

なお、上述した実施の形態においては、車両1の運転状態において、例えば所定時間周期毎に開路電圧推定値Eestを算出することに伴って内部抵抗補正量Qを算出してもよいし、車両1の所定の運転状態に応じて、例えばバッテリー電流Iが相対的に増大するときに内部抵抗補正量Qを算出してもよい。この状態は、例えばDC−DCコンバータ19を駆動し、高圧バッテリー17の端子電圧Vを降圧して12Vバッテリー21を充電する場合である。また、この状態は、例えば内燃機関11のアイドル運転状態等において、内燃機関11の運転に伴う車体振動の発生を抑制するようにしてモータ12を駆動させる場合である。また、この状態は、例えば全ての気筒を稼働する全筒運転と一部の気筒を休止して運転する休筒運転とに切換可能な内燃機関11に具備される制振装置(図示略)を、内燃機関11の休筒運転と全筒運転との切り替えに伴う車体振動の発生を抑制するように作動させる場合である。これらの場合などにおいて内部抵抗補正量Qを算出することによって、算出精度を向上させることができる。
また、高圧バッテリー17の残容量が所定値を超えることで残容量に余裕がある場合等においては、例えばモータ12に対するトルク軸電流は不変のまま界磁軸電流を増減させて内部抵抗補正量Qを算出してもよい。
In the above-described embodiment, in the driving state of the vehicle 1, the internal resistance correction amount Q may be calculated, for example, by calculating the open circuit voltage estimated value E est every predetermined time period, or the vehicle For example, when the battery current I is relatively increased, the internal resistance correction amount Q may be calculated according to the predetermined operating state of 1. This state is a case where, for example, the DC-DC converter 19 is driven and the terminal voltage V of the high voltage battery 17 is stepped down to charge the 12V battery 21. Further, this state is a case where the motor 12 is driven so as to suppress the occurrence of vehicle body vibration accompanying the operation of the internal combustion engine 11 in the idling operation state of the internal combustion engine 11, for example. In this state, for example, a vibration damping device (not shown) provided in the internal combustion engine 11 that can be switched between an all-cylinder operation in which all cylinders are operated and a idle cylinder operation in which some cylinders are deactivated is operated. This is a case where the internal combustion engine 11 is operated so as to suppress the occurrence of vehicle body vibration caused by switching between the cylinder rest operation and the all cylinder operation. In these cases, the calculation accuracy can be improved by calculating the internal resistance correction amount Q.
When the remaining capacity of the high-voltage battery 17 exceeds a predetermined value, the remaining capacity has a margin. For example, the internal resistance correction amount Q is increased or decreased by changing the field axis current while the torque axis current for the motor 12 remains unchanged. May be calculated.

なお、上述した実施の形態において、内部抵抗推定器34は、電圧近似微分演算部51および電流近似微分演算部52を備えるとしたが、これに限定されず、電圧近似微分演算部51および電流近似微分演算部52の代わりに、例えば所定の周波数特性を有する差分演算部や、例えば所定周波数領域の信号のみを抽出するバンドパスフィルターや、さらに、電圧検出値Vactおよび電流検出値Iactの変動を算出する各変動算出部等を備えてもよい。
例えば、差分演算部は、入力される各電圧検出値Vactおよび電流検出値Iactの所定周波数領域(例えば、反応抵抗成分Hによる電圧変動分が含まれる周波数領域よりも高い高周波領域)のデータに対して、現在値と所定時間以前の過去値との差(電圧差および電流差)を算出し、算出結果を出力する。
また、例えば、バンドパスフィルターは、入力される各電圧検出値Vactおよび電流検出値Iactの所定周波数領域(例えば、反応抵抗成分Hおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mによる電圧変動分が含まれる周波数領域よりも高い高周波領域)のデータを抽出して、抽出結果を電圧変動算出部および電流変動算出部へ出力する。電圧変動算出部および電流変動算出部は、バンドパスフィルターから入力される所定周波数領域のデータに対して、例えば、周期的に振動するデータの振幅等を算出し、算出結果を出力する。
In the above-described embodiment, the internal resistance estimator 34 includes the voltage approximate differential operation unit 51 and the current approximate differential operation unit 52. However, the present invention is not limited to this, and the voltage approximate differential operation unit 51 and the current approximation Instead of the differential calculation unit 52, for example, a difference calculation unit having a predetermined frequency characteristic, a band pass filter that extracts only a signal in a predetermined frequency region, for example, and fluctuations in the voltage detection value V act and the current detection value I act Each fluctuation calculation unit for calculating the value may be provided.
For example, the difference calculation unit is a data of a predetermined frequency region (for example, a high frequency region higher than the frequency region including the voltage fluctuation due to the reaction resistance component H) of each input voltage detection value V act and current detection value I act. On the other hand, the difference (voltage difference and current difference) between the current value and the past value before the predetermined time is calculated, and the calculation result is output.
In addition, for example, the band-pass filter has a predetermined frequency region (for example, a frequency including a voltage variation due to the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M) of each input voltage detection value Vact and current detection value Iact. (High frequency region higher than the region) is extracted, and the extraction result is output to the voltage fluctuation calculation unit and the current fluctuation calculation unit. The voltage fluctuation calculation unit and the current fluctuation calculation unit calculate, for example, the amplitude of data that vibrates periodically with respect to data in a predetermined frequency region input from the bandpass filter, and output a calculation result.

以下、本発明の蓄電装置の開路電圧検出装置および残容量検出装置の第2の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この第2の実施形態による蓄電装置の残容量検出装置60a(以下、単に、残容量検出装置60aと呼ぶ)および蓄電装置の開路電圧検出装置60b(以下、単に、開路電圧検出装置60bと呼ぶ)は、上述した第1の実施形態に係る残容量検出装置10aおよび開路電圧検出装置10bと同様にバッテリー制御装置20に備えられている。
Hereinafter, a second embodiment of the open circuit voltage detection device and the remaining capacity detection device of the power storage device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The remaining capacity detection device 60a of the power storage device according to the second embodiment (hereinafter simply referred to as the remaining capacity detection device 60a) and the open circuit voltage detection device 60b of the power storage device (hereinafter simply referred to as the open circuit voltage detection device 60b). Is provided in the battery control device 20 in the same manner as the remaining capacity detection device 10a and the open circuit voltage detection device 10b according to the first embodiment described above.

開路電圧検出装置60bは、例えば図17に示すように、上述した第1の実施形態に係る開路電圧検出装置10bに具備される整定電圧調整器24および絶対値積分器25および使用期間演算器26および内部抵抗推定器34および乗算部35および状態量記憶部40および入力切換部41および推定モード・推定終了モード用係数入力部42および初期化モード用係数入力部43およびタイマー44および時刻記憶部45と、状態量算出部61と、開路電圧及び過渡応答成分算出部62と、加算部63と、減算部64と、開路電圧抽出部65とを備えて構成されている。
さらに、残容量検出装置60aは、例えば、開路電圧検出装置60bと、上述した第1の実施形態に係る残容量検出装置10aに具備される残容量推定部38とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 17, for example, the open circuit voltage detection device 60b includes a settling voltage regulator 24, an absolute value integrator 25, and a use period calculator 26 provided in the open circuit voltage detection device 10b according to the first embodiment described above. The internal resistance estimator 34, the multiplier 35, the state quantity storage unit 40, the input switching unit 41, the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42, the initialization mode coefficient input unit 43, the timer 44, and the time storage unit 45. A state quantity calculation unit 61, an open circuit voltage and transient response component calculation unit 62, an addition unit 63, a subtraction unit 64, and an open circuit voltage extraction unit 65.
Furthermore, the remaining capacity detection device 60a includes, for example, an open circuit voltage detection device 60b and a remaining capacity estimation unit 38 included in the remaining capacity detection device 10a according to the first embodiment described above.

開路電圧検出装置60bは、後述する状態方程式に基づきバッテリー電圧Vの推定値であるバッテリー電圧推定値Vestを算出し、このバッテリー電圧推定値Vestと電圧検出値Vactとの電圧差Verrがゼロとなるようにフィードバック制御を行う。
残容量検出装置60aは、開路電圧検出装置60bにて算出されるバッテリー電圧推定値Vestに係る状態変数xから開路電圧推定値Eestを抽出し、開路電圧推定値Eestに応じたマップ検索によって高圧バッテリー17の残容量を算出する。
The open circuit voltage detection device 60b calculates a battery voltage estimated value V est that is an estimated value of the battery voltage V based on a state equation described later, and a voltage difference V err between the battery voltage estimated value V est and the voltage detected value V act. Feedback control is performed so that becomes zero.
The remaining capacity detection unit 60a is the map search extracts the open circuit voltage estimated value E est from the state variable x of the battery voltage estimation value V est calculated by the open circuit voltage detector 60b, corresponding to the open circuit voltage estimated value E est To calculate the remaining capacity of the high voltage battery 17.

なお、以下において上述した第1の実施形態と同一部分については同じ符号を配して説明を省略するが、推定モード・推定終了モード用係数入力部42と初期化モード用係数入力部43については、第2の実施形態では、係数L’,Z’の算出機能が追加されおり、それぞれL’,Z’やL’,Z’が算出されるようになっている。また、本発明における算出とは、固定値の出力を含むものとする。 In the following description, the same parts as those in the first embodiment described above are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted, but the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42 and the initialization mode coefficient input unit 43 are not described. In the second embodiment, functions for calculating the coefficients L ′ and Z ′ are added, and L ′ n and Z ′ n and L ′ i and Z ′ i are calculated, respectively. The calculation according to the present invention includes a fixed value output.

この第2の実施形態において、開路電圧検出装置60bは、下記数式(24)に示すように、状態変数xを、例えば高圧バッテリー17の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた各時定数T,T,Tに対応した第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hおよび各時定数T,T,Tに対応した第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mと、開路電圧Eとから構成している。 In the second embodiment, the open circuit voltage detection device 60b sets the state variable x at each time according to, for example, the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high-voltage battery 17, as shown in the following formula (24). First to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 corresponding to the constants T 1 , T 2 , T 3 and first to third charging / discharging corresponding to the time constants T 4 , T 5 , T 6 The hysteresis voltage components M 1 , M 2 , and M 3 and the open circuit voltage E are included.

Figure 0005394162
Figure 0005394162

そして、開路電圧検出装置60bは、上記数式(24)に示す状態変数xと行列A,C,Zおよび高圧バッテリー17の内部抵抗aによって、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式を、例えば下記数式(25)に示すように設定する。
なお、下記数式(25)における関数P(E)は、バッテリー電流Iの単位電流変化に伴う開路電圧Eの時間変化率であって、例えば開路電圧Eに関する適宜の関数とされている。
Then, the open circuit voltage detection device 60b obtains a state equation indicating the characteristics of the high-voltage battery 17 by the state variable x and the matrices A, C, Z and the internal resistance a of the high-voltage battery 17 shown in the above equation (24), for example, Set as shown in (25).
The function P (E) in the following formula (25) is a time change rate of the open circuit voltage E accompanying the unit current change of the battery current I, and is an appropriate function related to the open circuit voltage E, for example.

Figure 0005394162
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この開路電圧検出装置60bは、後述する減算部64から出力されるバッテリー電圧推定値Vestと電圧検出値Vactとの電圧差Verrを制御ゲインLにより制御増幅して得た値(L・Verr)を上記数式(25)に示す状態変数xの時間変化(dx/dt)の状態方程式に作用させることによって、例えば下記数式(26)に示す新たな状態方程式、すなわちオブザーバを設定する。そして、この新たな状態方程式を、各モード(例えば、推定モード、推定終了モード、初期化モード)に応じて離散化して設定される係数A’,L’ ,Z’およびバッテリー電流Iおよび前回の状態変数xに基づき、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの推定値および第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの推定値および開路電圧Eの推定値からなる状態変数xを算出する。なお、係数Z’において成分z’は、前回状態から今回状態までの経過時間(サンプリングタイム)に応じた所定値であって、例えばサンプリングタイムなどとされている。 The open circuit voltage detection device 60b is a value obtained by controlling and amplifying a voltage difference V err between a battery voltage estimated value V est and a voltage detection value V act output from a subtracting unit 64 described later by a control gain L (L · By applying (V err ) to the state equation of time change (dx / dt) of the state variable x shown in the above equation (25), for example, a new state equation shown in the following equation (26), that is, an observer is set. The new equation of state is discretized according to each mode (for example, estimation mode, estimation termination mode, initialization mode), coefficients A ′, L ′, Z ′, battery current I, and previous time based on the state variables x p, the first to third reaction resistance component H 1, H 2, H 3 of the estimated value and the first to third discharge hysteresis voltage estimated value and the open circuit components M 1, M 2, M 3 A state variable x consisting of an estimated value of the voltage E is calculated. In the coefficient Z ′, the component z ′ is a predetermined value corresponding to the elapsed time (sampling time) from the previous state to the current state, and is, for example, a sampling time.

Figure 0005394162
Figure 0005394162

上記数式(26)に対応する離散化した状態方程式は、下記数式(27)に示すように記述される。   The discretized state equation corresponding to Equation (26) is described as shown in Equation (27) below.

Figure 0005394162
Figure 0005394162

状態量算出部61は、例えば各モード(例えば、推定モード、推定終了モード、初期化モード)に応じて設定される係数A’,L’ ,Z’およびバッテリー電流Iおよび前回の離散演算での状態変数(状態変数xの前回値)xと、上記数式(27)とに基づき、状態変数xを算出する。この状態変数xは、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hおよび第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mおよび開路電圧Eの推定値からなり、開路電圧及び過渡応答成分算出部62および状態量記憶部40へ出力される。 The state quantity calculation unit 61, for example, the coefficients A ′, L ′, Z ′ set according to each mode (for example, the estimation mode, the estimation end mode, the initialization mode), the battery current I, and the previous discrete calculation. Based on the state variable (previous value of the state variable x) xp and the above equation (27), the state variable x is calculated. This state variable x consists of estimated values of the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3, the first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 , M 2 , M 3 and the open circuit voltage E. , And output to the open circuit voltage and transient response component calculation unit 62 and the state quantity storage unit 40.

すなわち、推定モードおよび推定終了モードでは、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’,L’ ,Z’つまり所定係数A’,L’,Z’とに基づき、さらに、電流センサ17aにより検出される電流検出値Iactをバッテリー電流Iに入力することにより第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hおよび第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mおよび開路電圧Eの推定値からなる状態変数xを算出する。また、初期化モードでは、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’,L’ ,Z’つまり初期係数A’,L’,Z’とに基づき、さらに、車両1の運転停止期間中のゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Iに入力することにより状態変数xを算出する。 That is, in the estimation mode and the estimation end mode, the previous state variable x p input from the state quantity storage unit 40 and the coefficients A ′, L ′, Z ′ output from the input switching unit 41, that is, the predetermined coefficient A ′ n. , L ′ n , Z ′ n, and the current detection value I act detected by the current sensor 17a is input to the battery current I, thereby the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 and the first to third charging / discharging hysteresis voltage components M 1 , M 2 , M 3 and the state variable x including the estimated values of the open circuit voltage E are calculated. In the initialization mode, the previous state variable x p input from the state quantity storage unit 40 and the coefficients A ′, L ′, Z ′ output from the input switching unit 41, that is, the initial coefficients A ′ i , L ′. Based on i and Z ′ i , the state variable x is further calculated by inputting zero or a predetermined resting current during the operation stop period of the vehicle 1 to the battery current I.

なお、この実施の形態において、推定モード・推定終了モード用係数入力部42から出力される所定係数A’,L’,Z’は、例えば所定のサンプリング周期(例えば10ms等)に応じた所定の固定値とされ、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式(つまり上記数式(24),(26))を所定のサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により算出される。また、初期化モード用係数算出部43aから出力される初期係数A’,L’,Z’は、初期化モードにおいて経過時間算出部43bから出力される経過時間(t−t)つまり休止時間をサンプリング周期として、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式(つまり上記数式(24),(26))を、このサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により算出される。
開路電圧及び過渡応答成分算出部62は、状態量算出部61により算出した状態変数xに上記数式(24)に示す係数Cを作用させて、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの線形結合からなる反応抵抗成分Hおよび第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの線形結合からなる充放電ヒステリシス電圧成分Mおよび開路電圧Eの各推定値である反応抵抗成分推定値Hestおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestおよび開路電圧推定値Eestを抽出し、加算部63へ出力する。
In this embodiment, the predetermined coefficients A ′ n , L ′ n , and Z ′ n output from the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42 correspond to, for example, a predetermined sampling period (for example, 10 ms). The state equation obtained by discretizing the state equation indicating the characteristics of the high-voltage battery 17 (that is, the above formulas (24) and (26)) according to a predetermined sampling period is calculated. The initial coefficients A ′ i , L ′ i , and Z ′ i output from the initialization mode coefficient calculation unit 43a are the elapsed time (t−t p ) output from the elapsed time calculation unit 43b in the initialization mode. That is, the state equation indicating the characteristics of the high-voltage battery 17 (that is, the above formulas (24) and (26)) is calculated based on the state equation obtained by discretization according to the sampling cycle, with the pause time as the sampling cycle.
The open circuit voltage and transient response component calculation unit 62 applies the coefficient C shown in the above mathematical formula (24) to the state variable x calculated by the state quantity calculation unit 61 to thereby generate the first to third reaction resistance components H 1 and H 2. , H 3 , reaction resistance component H composed of a linear combination and first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 , M 2 , M 3 each composed of a linear combination of charge / discharge hysteresis voltage component M and estimated values of open circuit voltage E The reaction resistance component estimated value H est, the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est, and the open circuit voltage estimated value E est are extracted and output to the adder 63.

加算部63は、乗算部35から入力される内部抵抗成分推定値Westと開路電圧及び過渡応答成分算出部62から入力される反応抵抗成分推定値Hestおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestおよび開路電圧推定値Eestとを加算して得た値(West+Hest+Mest+Eest)、つまりバッテリー電圧推定値Vestを減算部64へ出力する。
減算部64は、電圧センサ17bにより検出される電圧検出値Vactからバッテリー電圧推定値Vestを減算することによって、バッテリー電圧推定値Vestの推定誤差である電圧差Verrを算出し、この算出結果を状態量算出部61へ出力する。
また、状態量算出部61にて算出される状態変数xは開路電圧抽出部65に入力されており、開路電圧抽出部65は、例えば状態変数xにベクトル(0,0,0,0,0,0,1)を作用させて開路電圧推定値Eestを抽出し、残容量推定部38へ出力する。
The adder 63 receives the internal resistance component estimated value W est input from the multiplier 35, the open circuit voltage, the reaction resistance component estimated value H est and the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est input from the transient response component calculator 62. Then, a value (W est + H est + M est + E est ) obtained by adding the open circuit voltage estimated value E est , that is, the battery voltage estimated value V est is output to the subtracting unit 64.
Subtraction unit 64 by subtracting the battery voltage estimated value V est from the voltage detection value V act detected by the voltage sensor 17b, and calculates a voltage difference V err which is the estimated error of battery voltage estimated value V est, this The calculation result is output to the state quantity calculation unit 61.
The state variable x calculated by the state quantity calculation unit 61 is input to the open circuit voltage extraction unit 65, and the open circuit voltage extraction unit 65, for example, adds a vector (0, 0, 0, 0, 0) to the state variable x. , 0, 1) is applied to extract the open circuit voltage estimated value E est and output it to the remaining capacity estimating unit 38.

第2の実施形態による残容量検出装置60aおよび開路電圧検出装置60bは上記構成を備えており、次に、残容量検出装置60aおよび開路電圧検出装置60bの動作、特に、推定モードおよび推定終了モードおよび初期化モードにおける状態変数xの算出動作について説明する。なお、推定モードは、イグニッションスイッチ11cがON状態となる車両1の運転継続時における動作モードである。推定終了モードは、イグニッションスイッチ11cがONからOFFに切り換えられる車両1の運転停止時の動作モードである。初期化モードは、イグニッションスイッチ11cがOFFからONに切り換えられる車両1の運転開始時の動作モードである。   The remaining capacity detection device 60a and the open circuit voltage detection device 60b according to the second embodiment have the above-described configuration. Next, the operations of the remaining capacity detection device 60a and the open circuit voltage detection device 60b, particularly the estimation mode and the estimation end mode. The calculation operation of the state variable x in the initialization mode will be described. Note that the estimation mode is an operation mode when the vehicle 1 is continuously driven in which the ignition switch 11c is turned on. The estimation end mode is an operation mode when the operation of the vehicle 1 is stopped in which the ignition switch 11c is switched from ON to OFF. The initialization mode is an operation mode at the start of operation of the vehicle 1 in which the ignition switch 11c is switched from OFF to ON.

この第2の実施形態による残容量検出装置60aおよび開路電圧検出装置60bを具備するバッテリー制御装置20は、上述した第1の実施形態による残容量検出装置10aおよび開路電圧検出装置10bを具備するバッテリー制御装置20と同様にして、例えばイグニッションスイッチ11cがOFF以外の状態である場合に、状態変数xの算出処理を実行するためのタイマー割り込み処理を所定周期(例えば10ms等)毎に実行する。そして、バッテリー制御装置20は、推定モードや推定終了モードでの状態変数xの算出処理において、所定のサンプリング周期(例えば、10ms等)毎に電流センサ17aおよび電圧センサ17bの各検出値を取得し、これらの各検出値に基づき離散演算を実行する。   The battery control device 20 including the remaining capacity detection device 60a and the open circuit voltage detection device 60b according to the second embodiment is a battery including the remaining capacity detection device 10a and the open circuit voltage detection device 10b according to the first embodiment described above. Similar to the control device 20, for example, when the ignition switch 11c is in a state other than OFF, a timer interrupt process for executing the process of calculating the state variable x is executed every predetermined period (for example, 10 ms). Then, the battery control device 20 acquires the detection values of the current sensor 17a and the voltage sensor 17b every predetermined sampling period (for example, 10 ms) in the calculation process of the state variable x in the estimation mode and the estimation end mode. Then, a discrete operation is executed based on each detected value.

この第2の実施形態において、上述した第1の実施形態におけるステップS01〜ステップS18に示す一連の処理と異なる点は、例えば図18に示すように、ステップS05において係数L’,Z’を算出する点と、ステップS06およびステップS13およびステップS17において電圧差Verrのフィードバックの処理を実行する点と、電圧差Verrを算出する新たな処理として、上述したステップS08の処理に続いて順次実行されるステップS21とステップS22との処理を追加した点である。 The second embodiment is different from the series of processes shown in steps S01 to S18 in the first embodiment described above in that, for example, as shown in FIG. 18, coefficients L ′ i and Z ′ i in step S05. As a new process for calculating the voltage difference V err and a point for executing the feedback process of the voltage difference V err in step S06, step S13 and step S17, following the process of step S08 described above. The point is that the processes of step S21 and step S22 which are sequentially executed are added.

つまり、図18に示すステップS05においては、経過時間をサンプリングタイムとして上記数式(26)を離散化することにより、係数(A’,L’,Z’)を算出する。
図18に示すステップS06においては、休止時間においてバッテリー電流Iがゼロまたはゼロ近傍の所定の電流値(例えば、暗電流値等)の休止時電流に保持されると仮定し、上記数式(27)において、ゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Iに入力する。そして、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’,L’,Z’つまり初期係数A’,L’,Z’と、前回の処理にて減算部64から出力されたバッテリー電圧推定値Vestと電圧検出値Vactとの電圧差Verrに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数xを算出し、上述したステップS07に進む。
That is, in step S05 shown in FIG. 18, the coefficient (A ′ i , L ′ i , Z ′ i ) is calculated by discretizing the equation (26) using the elapsed time as the sampling time.
In step S06 shown in FIG. 18, it is assumed that the battery current I is maintained at a resting current of zero or a predetermined current value near zero (for example, a dark current value) during the resting time, and the above equation (27). , Zero or a predetermined resting current is input to the battery current I. The previous state variable x p input from the state quantity storage unit 40 and the coefficients A ′, L ′, Z ′ output from the input switching unit 41 , that is, the initial coefficients A ′ i , L ′ i , Z ′. The state transition calculation is executed based on i and the voltage difference V err between the battery voltage estimated value V est and the voltage detection value V act output from the subtraction unit 64 in the previous process, and the state variable x in this process Is calculated, and the process proceeds to step S07 described above.

また、図18に示すステップS13においては、上記数式(27)において、電流センサ17aの検出値をバッテリー電流Iに入力し、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’,L’,Z’つまり所定係数A’,L’,Z’と、前回の処理にて減算部64から出力されたバッテリー電圧推定値Vestと電圧検出値Vactとの電圧差Verrに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数xを算出し、上述したステップS07に進む。 Further, in step S13 shown in FIG. 18, in the above equation (27), enter the detection value of the current sensor 17a to the battery current I, the previous and the state variables x p which is input from the state quantity storage unit 40, an input The coefficients A ′, L ′, Z ′ output from the switching unit 41, that is, the predetermined coefficients A ′ n , L ′ n , Z ′ n and the battery voltage estimated value V est output from the subtracting unit 64 in the previous processing. The state transition calculation is executed based on the voltage difference V err between the voltage and the voltage detection value V act to calculate the state variable x in the current process, and the process proceeds to step S07 described above.

また、図18に示すステップS17においては、上記数式(27)において、電流センサ17aの検出値をバッテリー電流Iに入力し、状態量記憶部40から入力される前回の状態変数xと、入力切換部41から出力される係数A’,L’,Z’つまり所定係数A’,L’,Z’と、前回の処理にて減算部64から出力されたバッテリー電圧推定値Vestと電圧検出値Vactとの電圧差Verrに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数xを算出し、上述したステップS18に進む。 Further, in step S17 shown in FIG. 18, in the above equation (27), enter the detection value of the current sensor 17a to the battery current I, the previous and the state variables x p which is input from the state quantity storage unit 40, an input The coefficients A ′, L ′, Z ′ output from the switching unit 41, that is, the predetermined coefficients A ′ n , L ′ n , Z ′ n and the battery voltage estimated value V est output from the subtracting unit 64 in the previous processing. The state transition calculation is executed based on the voltage difference V err between the voltage and the detected voltage value V act to calculate the state variable x in the current process, and the process proceeds to step S18 described above.

また、図18に示すステップS21においては、今回の処理での状態変数xに上記数式(24)に示す係数Cを作用させて、反応抵抗成分推定値Hestおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestおよび開路電圧推定値Eestに内部抵抗成分推定値Westを加算して得た値(West+Hest+Mest+Eest)をバッテリー電圧推定値Vestとして算出し、ステップS22に進む。
ステップS22においては、電圧センサ17bにより検出される電圧検出値Vactからバッテリー電圧推定値Vestを減算することによって、バッテリー電圧推定値Vestの推定誤差である電圧差Verrを算出する。そして、この電圧差Verrを前回の電圧差Verrとして記憶部(図示略)に記憶し、一連の処理を終了する。
Further, in step S21 shown in FIG. 18, the coefficient C shown in the above equation (24) is applied to the state variable x in the current process, so that the reaction resistance component estimated value H est and the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M are applied. A value (W est + H est + M est + E est ) obtained by adding the internal resistance component estimated value W est to the est and the open circuit voltage estimated value E est is calculated as the battery voltage estimated value V est , and the process proceeds to step S22.
In step S22, a voltage difference V err that is an estimation error of the battery voltage estimated value V est is calculated by subtracting the battery voltage estimated value V est from the voltage detected value V act detected by the voltage sensor 17b. Then, this voltage difference V err is stored in the storage unit (not shown) as the previous voltage difference V err , and the series of processes is terminated.

なお、この第2の実施形態において、制御ゲインLを構成する各係数L,…,Lに対して、例えば、各係数L,…,Lをゼロとし、係数Lをゼロ以外の正の値とすれば、電圧差Verrがゼロとなるようにフィードバック処理を実行することで開路電圧推定値Eestが変化するようになる。この場合、フィードバック処理に対して反応抵抗成分Hおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mは寄与せず、電圧差Verrに基づき開路電圧推定値Eestを算出する一連の処理の伝達関数は、1次遅れ要素の伝達関数と同等になり、この伝達関数の時定数は1/Lとなる。すなわち、この一連の処理は、上述した第1の実施形態においてローパスフィルター37の伝達関数を1次遅れ要素とした場合の処理とほぼ同等の作用効果を有する。
つまり、上述した第2の実施形態においては、電圧差Verrがゼロとなるようにフィードバック制御を行うことで、少なくとも開路電圧Eおよび反応抵抗成分Hおよび充放電ヒステリシス電圧成分Mの何れか1つに係る状態変数xが修正される。
In this second embodiment, the coefficient L 1 constituting the control gain L, ..., with respect to L 7, for example, each coefficient L 1, ..., a L 6 to zero, except the coefficient L 7 zero As a positive value, the open circuit voltage estimated value E est changes by executing the feedback process so that the voltage difference V err becomes zero. In this case, the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M do not contribute to the feedback processing, and the transfer function of a series of processing for calculating the open circuit voltage estimated value E est based on the voltage difference V err is a first order lag. It becomes equivalent to the transfer function of the element, and the time constant of this transfer function is 1 / L 7 . That is, this series of processing has substantially the same effect as the processing in the case where the transfer function of the low-pass filter 37 is a first-order lag element in the first embodiment.
In other words, in the second embodiment described above, feedback control is performed so that the voltage difference V err becomes zero, so that at least one of the open circuit voltage E, the reaction resistance component H, and the charge / discharge hysteresis voltage component M. The state variable x related to is corrected.

なお、上述した第2の実施形態においては、推定モード・推定終了モード用係数入力部42から所定係数A’,L’,Z’が出力されるとしたが、所定係数A’,L’,Z’は、固定値の他、電圧差Verrに応じて変化する値にしてもよい。 In the second embodiment described above, it is assumed that the predetermined coefficients A ′ n , L ′ n , and Z ′ n are output from the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42, but the predetermined coefficients A ′ n. , L ′ n , Z ′ n may be fixed values or values that change according to the voltage difference V err .

なお、上述した第2の実施形態において、関数P(E)は開路電圧Eに関する適宜の関数であるとしたが、これに限定されず、例えば高圧バッテリー17の残容量が所定値を超え、かつ、バッテリー電流Iの電流値が相対的に小さい場合等においては、バッテリー電流Iの単位電流変化に伴う開路電圧Eの時間変化率は相対的に小さく、例えばフィードバック処理による状態変数xの収束状態に対する寄与は小さいと判断して、関数P(E)としてゼロまたはゼロ近傍の所定定数を設定してもよい。   In the second embodiment described above, the function P (E) is an appropriate function related to the open circuit voltage E, but is not limited to this. For example, the remaining capacity of the high voltage battery 17 exceeds a predetermined value, and When the current value of the battery current I is relatively small, the time change rate of the open circuit voltage E accompanying the unit current change of the battery current I is relatively small, for example, with respect to the convergence state of the state variable x by feedback processing. It may be determined that the contribution is small, and a predetermined constant near zero or near zero may be set as the function P (E).

また、上述した第2の実施形態において、制御ゲインLは、比例要素に限らず、例えば比例・微分要素等であってもよい。   In the second embodiment described above, the control gain L is not limited to a proportional element, and may be, for example, a proportional / differential element.

また、上述した第1および第2の実施形態においては、推定モードおよび推定終了モードでの状態変数xの算出処理において、サンプリング周期を所定のサンプリング周期(例えば10ms等)の固定値としたが、これに限定されず、例えば操作者による入力操作や高圧バッテリー17の充放電状態等に応じてサンプリング周期が変化するように設定してもよい。   In the first and second embodiments described above, in the calculation process of the state variable x in the estimation mode and the estimation end mode, the sampling period is a fixed value of a predetermined sampling period (for example, 10 ms). However, the present invention is not limited to this. For example, the sampling period may be set to change according to the input operation by the operator, the charge / discharge state of the high-voltage battery 17 or the like.

この場合、例えば図19に示す上述した第1の実施形態の変形例に係る残容量検出装置10aのように、開路電圧検出装置10bは、整定電圧調整器24と、絶対値積分器25と、使用期間演算器26と、状態量算出部31と、過渡応答成分算出部32と、加算部33と、内部抵抗推定器34と、乗算部35と、減算部36と、ローパスフィルター37と、状態量記憶部40と、入力切換部41と、推定モード・推定終了モード用係数入力部42と、初期化モード用係数算出部43aおよび経過時間算出部43bを具備する初期化モード用係数入力部43と、タイマー44と、時刻記憶部45と、時定数決定器46と、劣化判定器47と、サンプリング周期選択器48とを備えて構成される。   In this case, for example, like the remaining capacity detection device 10a according to the modification of the first embodiment shown in FIG. 19, the open circuit voltage detection device 10b includes a settling voltage regulator 24, an absolute value integrator 25, Usage period calculator 26, state quantity calculator 31, transient response component calculator 32, adder 33, internal resistance estimator 34, multiplier 35, subtractor 36, low pass filter 37, state Initialization mode coefficient input unit 43 including a quantity storage unit 40, an input switching unit 41, an estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42, an initialization mode coefficient calculation unit 43a, and an elapsed time calculation unit 43b. And a timer 44, a time storage unit 45, a time constant determiner 46, a deterioration determiner 47, and a sampling period selector 48.

また、例えば図20に示す上述した第2の実施形態の変形例に係る残容量検出装置60aのように、開路電圧検出装置60bは、整定電圧調整器24および絶対値積分器25および使用期間演算器26および内部抵抗推定器34および乗算部35および状態量記憶部40および入力切換部41および推定モード・推定終了モード用係数入力部42および初期化モード用係数入力部43およびタイマー44および時刻記憶部45と、時定数決定器46と、劣化判定器47と、サンプリング周期選択器48と、状態量算出部61と、開路電圧及び過渡応答成分算出部62と、加算部63と、減算部64と、開路電圧抽出部65とを備えて構成される。   Further, like the remaining capacity detection device 60a according to the modification of the second embodiment described above shown in FIG. 20, for example, the open circuit voltage detection device 60b includes the settling voltage regulator 24, the absolute value integrator 25, and the usage period calculation. 26, internal resistance estimator 34, multiplication unit 35, state quantity storage unit 40, input switching unit 41, estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42, initialization mode coefficient input unit 43, timer 44, and time storage. Unit 45, time constant determiner 46, deterioration determiner 47, sampling period selector 48, state quantity calculator 61, open circuit voltage and transient response component calculator 62, adder 63, and subtractor 64. And an open circuit voltage extraction unit 65.

この時定数決定器46は、温度センサ17cから出力される高圧バッテリー17の温度TBの検出値や劣化判定器47から出力される高圧バッテリー17の劣化状態に係るバッテリー劣化度の信号に基づき、所定マップのマップ検索や所定計算式による演算により、各時定数を設定し、推定モード・推定終了モード用係数入力部42および初期化モード用係数算出部43aへ出力する。
なお、各時定数は、反応抵抗成分Hの時間遅れの応答に係る単一の時定数Tあるいは複数の異なる時定数T(nは任意の自然数であって、上述した第1の実施形態および第2の実施形態では各時定数T,T,T)と、充放電ヒステリシス電圧成分Mの時間遅れの応答に係る単一の時定数Tあるいは複数の異なる時定数T(mは任意の自然数であって、上述した第1の実施形態および第2の実施形態では各時定数T,T,T)とである。
The time constant determiner 46 is based on a detection value of the temperature TB of the high voltage battery 17 output from the temperature sensor 17c and a battery deterioration degree signal related to the deterioration state of the high voltage battery 17 output from the deterioration determiner 47. Each time constant is set by map search of the map or calculation using a predetermined calculation formula, and is output to the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42 and the initialization mode coefficient calculation unit 43a.
Each time constant is a single time constant T related to the time delay response of the reaction resistance component H or a plurality of different time constants T n (where n is an arbitrary natural number, and In the second embodiment, each time constant T 1 , T 2 , T 3 ) and a single time constant T relating to the time delay response of the charge / discharge hysteresis voltage component M or a plurality of different time constants T m (m is An arbitrary natural number, which is the time constants T 4 , T 5 , T 6 ) in the first and second embodiments described above.

また、劣化判定器47は、内部抵抗推定器34から出力される内部抵抗推定値aestや、高圧バッテリー17の製造後からの充電電流および放電電流の各絶対値の累積積算値である累積電流積算値や、高圧バッテリー17の製造後からの動作時間の累積時間等に基づき、所定マップのマップ検索や所定計算式による演算により高圧バッテリー17の劣化状態に係るバッテリー劣化度を設定する。このため、劣化判定器47には、内部抵抗推定器34から内部抵抗推定値aestが入力されると共に、電流センサ17aにより検出される電流検出値Iactと、タイマー44から出力される現在時刻tとが入力されている。 Further, the deterioration determiner 47 is an accumulated current that is an accumulated integrated value of the absolute values of the internal resistance estimated value a est output from the internal resistance estimator 34 and the charging current and discharging current after the high voltage battery 17 is manufactured. Based on the integrated value, the accumulated operating time of the high-voltage battery 17 after manufacturing, etc., the battery deterioration degree related to the deterioration state of the high-voltage battery 17 is set by map search of a predetermined map or calculation by a predetermined calculation formula. For this reason, the degradation determination unit 47 receives the estimated internal resistance value a est from the internal resistance estimator 34, the detected current value I act detected by the current sensor 17 a, and the current time output from the timer 44. t is input.

サンプリング周期選択器48は、例えば操作者による入力操作や高圧バッテリー17の充放電状態等に応じてサンプリング周期を、予め記憶している所定のデータから選択する。例えば、サンプリング周期選択器48は、車両のアイドル運転時において高圧バッテリー17の充放電が一時的に停止される場合のように、充電電流および放電電流の時間変化量が相対的に小さい場合には相対的に長い周期のサンプリング周期を自動的に選択し、選択したサンプリング周期を推定モード・推定終了モード用係数入力部42へ出力する。   The sampling period selector 48 selects a sampling period from predetermined data stored in advance according to, for example, an input operation by an operator, a charge / discharge state of the high-voltage battery 17, or the like. For example, the sampling period selector 48 is used when the amount of time change of the charging current and the discharging current is relatively small, such as when charging / discharging of the high voltage battery 17 is temporarily stopped during idling of the vehicle. A relatively long sampling period is automatically selected, and the selected sampling period is output to the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42.

これにより、推定モード・推定終了モード用係数入力部42から出力される所定係数A’,L’,Z’は、高圧バッテリー17の状態量(例えば、高圧バッテリー17の温度TB等に関する値)や高圧バッテリー17の劣化状態等に応じて時定数決定器46から出力される各時定数T,…,Tと、サンプリング周期選択器48から出力されるサンプリング周期とに応じて変化する値となる。そして、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式(つまり上記数式(18),(19)あるいは上記数式(24),(26))を離散化して得た状態方程式により算出される。 Thus, the predetermined coefficients A ′ n , L ′ n , and Z ′ n output from the estimation mode / estimation end mode coefficient input unit 42 relate to the state quantity of the high-voltage battery 17 (for example, the temperature TB of the high-voltage battery 17 and the like). Value) and the time constants T 1 ,..., T 6 output from the time constant determiner 46 according to the deterioration state of the high voltage battery 17 and the sampling period output from the sampling period selector 48. The value to be Then, it is calculated by a state equation obtained by discretizing the state equation (that is, the above formulas (18) and (19) or the above formulas (24) and (26)) indicating the characteristics of the high-voltage battery 17.

また、初期化モード用係数算出部43aは、初期化モードにおいて経過時間算出部43bから出力される経過時間(t−t)つまり休止時間をサンプリング周期として、このサンプリング周期および時定数決定器46から出力される各時定数T,…,Tに基づき、高圧バッテリー17の特性を示す状態方程式(つまり上記数式(18),(19)あるいは上記数式(24),(26))を離散化して得た状態方程式により初期係数A’,L’,Z’を算出する。 The initialization mode coefficient calculation unit 43a uses the elapsed time (t-t p ), that is, the pause time output from the elapsed time calculation unit 43b in the initialization mode as a sampling period, and the sampling period and time constant determiner 46. each time constant T 1 output from, ..., based on T 6, a state equation (i.e. the equation (18), (19) or the equation (24), (26)) showing the characteristics of the high-pressure battery 17 discrete and The initial coefficients A ′ i , L ′ i , and Z ′ i are calculated from the equation of state obtained by the conversion.

なお、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられる車両1の運転停止時の推定終了モードにおいてタイマー44から出力される現在時刻tが時刻記憶部45に格納される。次に、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる車両1の運転開始時の初期化モードにおいて、推定終了モードで記憶された現在時刻tが前回時刻tとなる。そして、この初期化モードでの現在時刻tと、前回時刻tとの差である経過時間(t−t)が、イグニッションスイッチ11cがONからOFFへと切り換えられた運転停止時から、イグニッションスイッチ11cがOFFからONへと切り換えられる運転開始時までの休止時間となる。 Note that the current time t output from the timer 44 is stored in the time storage unit 45 in the estimated end mode when the vehicle 1 is stopped when the ignition switch 11c is switched from ON to OFF. Next, the ignition switch 11c is in the initialization mode at operation start of the vehicle 1 is switched to ON from OFF, the stored current time t is the last time t p the estimated end mode. Then, current and time t in this initialization mode, the elapsed time is the difference between the previous time t p (t-t p) is, from the time of shutdown has been switched to OFF the ignition switch 11c from ON, the ignition It is a pause time until the start of operation when the switch 11c is switched from OFF to ON.

また、上述した第1の実施形態においては、減算部36において電圧センサ17bにより検出される電圧検出値Vactから内部抵抗成分推定値Westと反応抵抗成分推定値Hestと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestとが減算されることによって開路電圧推定値Eestが算出されるとしたが、これに限定されず、例えばバッテリー電流Iがゼロであるときには内部抵抗成分推定値Westがゼロとなるため、減算部36においては、電圧検出値Vactから反応抵抗成分推定値Hestと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestとが減算されることによって開路電圧推定値Eestが算出されることになる。
すなわち、減算部36は、電圧センサ17bにより検出される電圧検出値Vactから、少なくとも反応抵抗成分推定値Hestと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Mestとを減算することによって開路電圧推定値Eestを算出する。
In the first embodiment described above, the internal resistance component estimated value W est , the reaction resistance component estimated value H est, and the charge / discharge hysteresis voltage component from the voltage detection value V act detected by the voltage sensor 17 b in the subtractor 36. Although the open circuit voltage estimated value E est is calculated by subtracting the estimated value M est , the present invention is not limited to this. For example, when the battery current I is zero, the internal resistance component estimated value W est is zero. Therefore, in the subtraction unit 36, the open circuit voltage estimated value E est is calculated by subtracting the reaction resistance component estimated value H est and the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est from the voltage detection value V act. become.
That is, the subtracting unit 36 subtracts at least the reaction resistance component estimated value H est and the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est from the voltage detection value V act detected by the voltage sensor 17b, thereby opening circuit voltage estimated value E Est is calculated.

また、上述した第2の実施形態においては、バッテリー電流Iに基づき、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの推定値および第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの推定値および開路電圧Eの推定値からなる状態変数xを算出するとしたが、これに限定されず、例えば関数P(E)としてゼロを設定した場合には、第1〜第3反応抵抗成分H,H,Hの推定値および第1〜第3充放電ヒステリシス電圧成分M,M,Mの推定値のみがバッテリー電流Iに基づき算出されることになる。
すなわち、上述した第2の実施形態においては、少なくとも反応抵抗成分Hと充放電ヒステリシス電圧成分Mとに係る状態変数xがバッテリー電流Iに基づき算出される。
In the second embodiment described above, the estimated values of the first to third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 and the first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 are based on the battery current I. , M 2 , M 3 and the open circuit voltage E are calculated. However, the present invention is not limited to this. For example, when zero is set as the function P (E), the first variable Only the estimated values of the third reaction resistance components H 1 , H 2 , H 3 and the estimated values of the first to third charge / discharge hysteresis voltage components M 1 , M 2 , M 3 are calculated based on the battery current I become.
That is, in the above-described second embodiment, the state variable x related to at least the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M is calculated based on the battery current I.

また、上述した実施形態において、各残容量検出装置10a,60aは、Ni−MHバッテリーをなす高圧バッテリー17の内部抵抗aおよび残容量を算出するとしたが、これに限定されず、例えば鉛蓄電池やリチウムイオン蓄電池等の他の蓄電池や、例えば電気二重層コンデンサや電解コンデンサ等からなるキャパシタの内部抵抗aおよび残容量を算出してもよい。   In the above-described embodiment, each of the remaining capacity detection devices 10a and 60a calculates the internal resistance a and the remaining capacity of the high-voltage battery 17 that forms a Ni-MH battery. However, the present invention is not limited to this. You may calculate the internal resistance a and remaining capacity of other storage batteries, such as a lithium ion storage battery, for example, the capacitor which consists of an electric double layer capacitor, an electrolytic capacitor, etc.

なお、上述した実施形態において、内部抵抗推定器34は、電圧変化ΔVと電圧変化推定値ΔVestとの差分(ΔV−ΔVest)に基づき内部抵抗補正量Qを算出するとしたが、これに限定されず、例えば図21に示すように、電流変化ΔAと電流変化推定値ΔAestとの差分(ΔA−ΔAest)に基づき内部抵抗補正量Qを算出してもよい。
この変形例に係る内部抵抗推定器34は、例えば、電圧近似微分演算部51と、電流近似微分演算部52と、除算部83と、減算部84と、乗算部85と、ゲイン設定部56と、積分演算部57とを備えて構成されている。
In the embodiment described above, the internal resistance estimator 34 calculates the internal resistance correction amount Q based on the difference (ΔV−ΔV est ) between the voltage change ΔV and the voltage change estimated value ΔV est . However, the present invention is not limited to this. Instead, for example, as shown in FIG. 21, the internal resistance correction amount Q may be calculated based on the difference (ΔA−ΔA est ) between the current change ΔA and the current change estimated value ΔA est .
The internal resistance estimator 34 according to this modification includes, for example, a voltage approximate differential calculation unit 51, a current approximate differential calculation unit 52, a division unit 83, a subtraction unit 84, a multiplication unit 85, and a gain setting unit 56. , And an integration calculation unit 57.

除算部83は、電圧近似微分演算部51から出力される電圧変化ΔVを、積分演算部57から出力される高圧バッテリー17の内部抵抗aの推定値である内部抵抗推定値aestの前回値で除算して得た値を、電流変化推定値ΔAestとして出力する。 The division unit 83 uses the voltage change ΔV output from the voltage approximate differentiation calculation unit 51 as the previous value of the internal resistance estimated value a est which is the estimated value of the internal resistance a of the high voltage battery 17 output from the integration calculation unit 57. A value obtained by the division is output as a current change estimated value ΔA est .

減算部84は、電流近似微分演算部52から出力される電流変化ΔAから除算部83から出力された電流変化推定値ΔAestを減算して得た差分(ΔA−ΔAest)を出力する。 The subtracting unit 84 outputs a difference (ΔA−ΔA est ) obtained by subtracting the current change estimated value ΔA est output from the dividing unit 83 from the current change ΔA output from the current approximate differentiation calculating unit 52.

乗算部85は、ゲイン設定部56から出力されるゲインKと減算部84から出力される差分(ΔA−ΔAest)とを乗算することによって、高圧バッテリー17の内部抵抗aの補正量に相当する内部抵抗補正量Q(=K×(ΔA−ΔAest))を算出する。 The multiplication unit 85 multiplies the gain K output from the gain setting unit 56 and the difference (ΔA−ΔA est ) output from the subtraction unit 84 to correspond to the correction amount of the internal resistance a of the high voltage battery 17. An internal resistance correction amount Q (= K × (ΔA−ΔA est )) is calculated.

積分演算部57は、例えば適宜の時定数Tfおよびラプラス演算子Sにより記述される伝達関数Gf(S)(=1/(Tf・S))によって、乗算部85から出力される内部抵抗補正量Qを積分することによって内部抵抗推定値aestを算出し、この算出結果を出力する。
なお、内部抵抗推定値aestの初期値は予め適宜に所定の内部抵抗固定値が設定されている。
The integral calculation unit 57 uses the transfer function Gf (S) (= 1 / (Tf · S)) described by an appropriate time constant Tf and the Laplace operator S, for example, to correct the internal resistance correction amount output from the multiplication unit 85. The internal resistance estimated value a est is calculated by integrating Q, and the calculation result is output.
The initial value of the estimated internal resistance value a est is set in advance with a predetermined fixed internal resistance value.

なお、上述した実施形態において、内部抵抗推定器34は、電圧変化ΔVと電圧変化推定値ΔVestとの差分(ΔV−ΔVest)に乗算されるゲインKを、電流変化ΔAまたは電圧変化ΔVまたは負荷変動などに応じて変更するとしたが、これに限定されず、例えば内部抵抗補正量Q(=K×(ΔV−ΔVest))を電流変化ΔAまたは電圧変化ΔVまたは負荷変動などに応じて変更してもよい。内部抵抗補正量Qは、例えば、電流変化ΔAまたは電圧変化ΔVまたは負荷変動などが増大することに伴い増大傾向に変化するように、かつ、電流変化ΔAまたは電圧変化ΔVまたは負荷変動などが減少することに伴い減少傾向に変化するように設定される。 In the embodiment described above, the internal resistance estimator 34 uses the gain K multiplied by the difference (ΔV−ΔV est ) between the voltage change ΔV and the voltage change estimated value ΔV est as the current change ΔA or the voltage change ΔV or Although the change is made according to the load fluctuation or the like, it is not limited to this. For example, the internal resistance correction amount Q (= K × (ΔV−ΔV est )) is changed according to the current change ΔA or the voltage change ΔV or the load fluctuation. May be. The internal resistance correction amount Q changes, for example, so as to increase as the current change ΔA or voltage change ΔV or load fluctuation increases, and the current change ΔA or voltage change ΔV or load fluctuation decreases. It is set to change to a decreasing trend.

なお、上述した実施形態において、開路電圧検出装置10bは高圧バッテリー17の端子電圧Vが4つの電圧成分(開路電圧Eと内部抵抗成分Wと反応抵抗成分Hと充放電ヒステリシス電圧成分Mと)からなると設定したが、これに限定されず、例えば充放電ヒステリシス電圧成分Mは省略されてもよい。   In the above-described embodiment, the open circuit voltage detection device 10b has the terminal voltage V of the high voltage battery 17 based on four voltage components (the open circuit voltage E, the internal resistance component W, the reaction resistance component H, and the charge / discharge hysteresis voltage component M). However, the present invention is not limited to this. For example, the charge / discharge hysteresis voltage component M may be omitted.

内部抵抗推定器34により算出される内部抵抗推定値aestによる高圧バッテリー17の劣化判定に加え、開路電圧推定値Eestや内部抵抗推定値aestは、ハイブリッド車両等における高圧バッテリー17の充放電制御やニッケル系バッテリーなどのバッテリーのメモリー効果の状態の推定に用いることができる。 In addition to the deterioration determination of the high-voltage battery 17 based on the internal resistance estimated value a est calculated by the internal resistance estimator 34, the open circuit voltage estimated value E est and the internal resistance estimated value a est are used to charge / discharge the high-voltage battery 17 in a hybrid vehicle or the like. It can be used for control and estimation of the memory effect state of a battery such as a nickel-based battery.

10a、60a 蓄電装置の残容量検出装置
10b、60b 蓄電装置の開路電圧検出装置
17 高圧バッテリー(蓄電装置)
17a 電流センサ(電流検出手段)
17b 電圧センサ(電圧検出手段)
31 状態量算出部(状態量算出手段)
32 過渡応答成分算出部(状態量算出手段)
34 内部抵抗推定器(蓄電装置の内部抵抗検出装置、劣化度検出手段、変換演算変更手段)
34a 変換演算部
36 減算部(開路電圧算出手段)
38 残容量推定部(残容量算出手段、記憶手段)
51 電圧近似微分演算部(電圧変動算出手段)
52 電流近似微分演算部(電流変動算出手段)
53 第1乗算部(電圧変動推定値算出手段)
55 第2乗算部(内部抵抗算出手段)
56 ゲイン設定部(内部抵抗算出手段)
57 積分演算部(内部抵抗算出手段)
61 状態量算出部(状態量算出手段、フィードバック手段)
62 開路電圧及び過渡応答成分算出部(状態量算出手段、フィードバック手段)
63 加算部(フィードバック手段)
64 減算部(フィードバック手段)
65 開路電圧抽出部(開路電圧算出手段)
83 除算部(電流変動推定値算出手段)
85 乗算部(内部抵抗算出手段)
10a, 60a Power storage device remaining capacity detection device 10b, 60b Power storage device open circuit voltage detection device 17 High voltage battery (power storage device)
17a Current sensor (current detection means)
17b Voltage sensor (voltage detection means)
31 state quantity calculation unit (state quantity calculation means)
32 Transient response component calculation unit (state quantity calculation means)
34 Internal resistance estimator (internal resistance detection device for storage device, deterioration degree detection means, conversion calculation change means)
34a Conversion calculation unit 36 Subtraction unit (open circuit voltage calculation means)
38 Remaining capacity estimation unit (remaining capacity calculation means, storage means)
51 Voltage approximate differentiation operation part (voltage fluctuation calculation means)
52 Current Approximation Differential Operation Unit (Current fluctuation calculation means)
53 1st multiplication part (voltage fluctuation estimated value calculation means)
55 Second multiplication unit (internal resistance calculation means)
56 Gain setting section (internal resistance calculation means)
57. Integral calculation unit (internal resistance calculation means)
61 State quantity calculation unit (state quantity calculation means, feedback means)
62 Open-circuit voltage and transient response component calculation unit (state quantity calculation means, feedback means)
63 Adder (feedback means)
64 Subtraction unit (feedback means)
65 Open-circuit voltage extraction unit (open-circuit voltage calculation means)
83 Dividing unit (current fluctuation estimated value calculating means)
85 multiplier (internal resistance calculation means)

Claims (19)

蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出される前記電圧値の変動である電圧変動値を算出する電圧変動算出手段と、
前記電圧検出手段により検出される前記電圧値の変動である電圧変動の推定値を算出する電圧変動推定値算出手段と、
前記電圧変動算出手段により算出される前記電圧変動値と、前記電圧変動推定値算出手段により算出される前記電圧変動の前記推定値との差分に基づき、前記蓄電装置の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と
を備え
前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の負荷変動値または負荷変動指令値に基づき前記内部抵抗を補正量により補正しており、前記負荷変動値または前記負荷変動指令値が増大することに伴い前記補正量が増大傾向に変化するように、かつ、前記負荷変動値または前記負荷変動指令値が減少することに伴い前記補正量が減少傾向に変化するようにして、前記補正量を設定することを特徴とする蓄電装置の内部抵抗検出装置。
Voltage detecting means for detecting the voltage value of the terminal voltage of the power storage device;
Voltage fluctuation calculation means for calculating a voltage fluctuation value that is a fluctuation of the voltage value detected by the voltage detection means;
Voltage fluctuation estimated value calculating means for calculating an estimated value of voltage fluctuation which is a fluctuation of the voltage value detected by the voltage detecting means;
An internal resistance that calculates an internal resistance of the power storage device based on a difference between the voltage fluctuation value calculated by the voltage fluctuation calculation means and the estimated value of the voltage fluctuation calculated by the voltage fluctuation estimated value calculation means A calculation means ;
Equipped with a,
The internal resistance calculating means corrects the internal resistance with a correction amount based on a load fluctuation value or a load fluctuation command value of the power storage device, and the load fluctuation value or the load fluctuation command value increases as the load fluctuation command value increases. Setting the correction amount so that the correction amount changes in an increasing tendency, and the correction amount changes in a decreasing tendency as the load fluctuation value or the load fluctuation command value decreases. An internal resistance detection device for a power storage device.
前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出される前記電流値の変動である電流変動値を算出する電流変動算出手段とを備え、
前記電圧変動の前記推定値は、前記電流変動算出手段により算出された前記電流変動値と、前記内部抵抗算出手段により算出された値とを乗算して得られる値であることを特徴とする請求項1に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。
Current detecting means for detecting a current value of a discharging current or a charging current of the power storage device;
Current fluctuation calculation means for calculating a current fluctuation value that is a fluctuation of the current value detected by the current detection means,
The estimated value of the voltage fluctuation is a value obtained by multiplying the current fluctuation value calculated by the current fluctuation calculation means and the value calculated by the internal resistance calculation means. Item 6. The internal resistance detection device for a power storage device according to Item 1.
前記電圧変動算出手段により算出される前記電圧変動値は、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値あるいは該電圧値に係る状態量の所定周波数領域成分の時間変動値であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The voltage fluctuation value calculated by the voltage fluctuation calculation means is a time fluctuation value of a predetermined frequency domain component of the voltage value detected by the voltage detection means or a state quantity related to the voltage value. The internal resistance detection apparatus of the electrical storage apparatus of Claim 1 or Claim 2 . 前記所定周波数領域成分の周波数領域は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動に対する前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の応答の過渡応答成分の周波数領域よりも高い周波数領域に設定されることを特徴とする請求項に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The frequency region of the predetermined frequency region component is set to a frequency region higher than the frequency region of the transient response component of the response of the voltage value of the terminal voltage of the power storage device to the fluctuation of the current value of the discharge current or charging current of the power storage device. The internal resistance detection device for a power storage device according to claim 3 , wherein: 前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動である電流変動値が増大することに伴い前記補正量が増大傾向に変化するように、かつ、前記電流変動値が減少することに伴い前記補正量が減少傾向に変化するようにして、前記補正量を設定することを特徴とする請求項から請求項4の何れか1つに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The internal resistance calculation means is configured so that the correction amount changes in an increasing tendency with an increase in a current fluctuation value that is a fluctuation in a current value of a discharge current or a charging current of the power storage device , and the current fluctuation value There the correction amount due to the decrease is so as to change a decreasing tendency, the internal resistance of the power storage device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for setting the correction amount Detection device. 前記内部抵抗算出手段は、前記電圧変動値が増大することに伴い前記補正量が増大傾向に変化するように、かつ、前記電圧変動値が減少することに伴い前記補正量が減少傾向に変化するようにして、前記補正量を設定することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1つに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The internal resistance calculation means, as the correction amount due to the previous SL voltage variation value increases is changed to increasing tendency, and, the amount of correction due to said voltage fluctuation value decreases changes declining so as to the internal resistance detecting apparatus of the power storage device according to claim 1, characterized in that for setting the correction amount to one of claims 4. 前記内部抵抗算出手段は、前記電圧変動値と前記推定値との前記差分にゲイン定数を乗算することによって前記補正量を算出することを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1つに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The internal resistance calculation means is any one of claims 1 to 6, characterized in that to calculate the correction amount by multiplying the gain constant on the difference between the estimated value and the voltage change value The internal resistance detection apparatus of the electrical storage apparatus described in 2. 前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動である電流変動値が増大することに伴い前記ゲイン定数が増大傾向に変化するように、かつ、前記電流変動値が減少することに伴い前記ゲイン定数が減少傾向に変化するようにして、前記ゲイン定数を設定することを特徴とする請求項に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The internal resistance calculation means is configured so that the gain constant changes in an increasing tendency with an increase in a current fluctuation value that is a fluctuation in a current value of a discharge current or a charging current of the power storage device, and the current fluctuation value 8. The internal resistance detection device for a power storage device according to claim 7 , wherein the gain constant is set such that the gain constant changes in a decreasing tendency as the value decreases. 前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の変動である電圧変動値が増大することに伴い前記ゲイン定数が増大傾向に変化するように、かつ、前記電圧変動値が減少することに伴い前記ゲイン定数が減少傾向に変化するようにして、前記ゲイン定数を設定することを特徴とする請求項に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The internal resistance calculating means reduces the voltage fluctuation value so that the gain constant changes in an increasing trend as the voltage fluctuation value, which is a fluctuation in the voltage value of the terminal voltage of the power storage device, increases. 8. The internal resistance detection device for a power storage device according to claim 7 , wherein the gain constant is set such that the gain constant changes in a decreasing trend. 前記内部抵抗算出手段は、前記蓄電装置の負荷変動値または負荷変動指令値が増大することに伴い前記ゲイン定数が増大傾向に変化するように、かつ、前記負荷変動値または前記負荷変動指令値が減少することに伴い前記ゲイン定数が減少傾向に変化するようにして、前記ゲイン定数を設定することを特徴とする請求項に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The internal resistance calculation means is configured so that the gain constant changes in an increasing tendency as the load fluctuation value or load fluctuation command value of the power storage device increases, and the load fluctuation value or the load fluctuation command value is 8. The internal resistance detection device for a power storage device according to claim 7 , wherein the gain constant is set such that the gain constant changes in a decreasing tendency with a decrease. 前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値を検出する電流検出手段による前記電流値の出力または前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する前記電圧検出手段による前記電圧値の出力から、前記内部抵抗算出手段による前記内部抵抗の出力までに至る各種パラメータの演算経路に、入力値の増大に伴い増大傾向に変化する出力値が上限値を有する又は前記入力値の増大に伴い増大傾向に変化する前記出力値の増大率が低下し、かつ、前記入力値の低下に伴い低下傾向に変化する前記出力値が下限値を有する又は前記入力値の低下に伴い低下傾向に変化する前記出力値の低下率が低下する変換演算手段を備え、
該変換演算手段により少なくとも何れか1つの前記パラメータに対して変換演算処理を行なうことを特徴とする請求項1から請求項10の何れか1つに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。
From the output of the current value by current detection means for detecting the current value of the discharge current or charging current of the power storage device or the output of the voltage value by the voltage detection means for detecting the voltage value of the terminal voltage of the power storage device, In the calculation path of various parameters leading to the output of the internal resistance by the internal resistance calculation means, the output value that changes in an increasing trend with an increase in the input value has an upper limit value or changes in an increasing trend with an increase in the input value And the output value that changes in a decreasing tendency with a decrease in the input value has a lower limit value or changes in a decreasing tendency with a decrease in the input value. It is provided with a conversion calculation means for decreasing the decrease rate,
Internal resistance detecting apparatus of the power storage device according to the conversion processing to at least one of said parameters any one of claims 1 to 10, wherein the performing by the transformation operation means.
前記蓄電装置の劣化度を検出する劣化度検出手段と、
前記劣化度検出手段により検出された前記劣化度に応じて、前記変換演算手段の前記上限値又は前記増大率の低下度合い、かつ、前記変換演算手段の前記下限値又は前記低下率の低下度合いを変更する変換演算変更手段とを備えることを特徴とする請求項11に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。
A deterioration degree detecting means for detecting a deterioration degree of the power storage device;
According to the degree of deterioration detected by the degree of deterioration detection means, the upper limit value of the conversion calculation means or the degree of decrease of the increase rate, and the lower limit value of the conversion calculation means or the degree of decrease of the decrease rate. The internal resistance detection device for a power storage device according to claim 11 , further comprising conversion operation changing means for changing.
前記変換演算変更手段は、前記劣化度が増大することに伴い、前記内部抵抗に係る前記パラメータに対する前記変換演算手段において、前記上限値を増大又は前記増大率の前記低下度合いを低下、かつ、前記下限値を増大又は前記低下率の低下度合いを増大させることを特徴とする請求項12に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The conversion calculation changing means increases the upper limit value or decreases the degree of decrease in the increase rate in the conversion calculation means for the parameter relating to the internal resistance as the degree of deterioration increases, and 13. The internal resistance detection device for a power storage device according to claim 12 , wherein the lower limit value is increased or the degree of decrease in the decrease rate is increased. 前記変換演算変更手段は、前記劣化度が増大することに伴い、前記電流値又は前記電圧値又は前記電流値の変動である電流変動値又は前記電圧値の変動である電圧変動値に係る前記パラメータに対する前記変換演算手段において、前記上限値を増大又は前記増大率の前記低下度合いを低下、かつ、前記下限値を低下又は前記低下率の低下度合いを低下させることを特徴とする請求項12に記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The conversion calculation changing unit is configured to change the parameter related to the current fluctuation value or the voltage fluctuation value that is a fluctuation of the voltage value as the deterioration degree increases. 13. The conversion calculation means according to claim 12 , wherein the upper limit value is increased or the decrease rate of the increase rate is decreased, and the lower limit value is decreased or the decrease rate of the decrease rate is decreased. The internal resistance detection device of the power storage device. 前記変換演算手段は、前記入力値の所定範囲において前記出力値が固定される不感帯を有することを特徴とする請求項11から請求項14の何れか1つに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置。 The conversion calculation unit, the internal resistance detecting apparatus of the power storage device according to any one of claims 14 claim 11, characterized in that it has a dead zone in which the output value is fixed in a predetermined range of the input value . 請求項1から請求項15の何れかひとつに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置と、
前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動に対する前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の応答の過渡応答成分に係る状態量を前記電流値に基づき算出する状態量算出手段と、
前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する前記電圧検出手段により検出された前記電圧値から、前記状態量算出手段により算出される前記状態量に係る前記過渡応答成分と、前記蓄電装置の内部抵抗検出装置により検出される前記内部抵抗による電圧変化である内部抵抗成分とを減算して前記蓄電装置の開路電圧を算出する開路電圧算出手段と
を備えることを特徴とする蓄電装置の開路電圧検出装置。
The internal resistance detection device for a power storage device according to any one of claims 1 to 15 ,
A state quantity calculating means for calculating a state quantity related to a transient response component of a response of a voltage value of the terminal voltage of the power storage device to a change in a current value of a discharge current or a charging current of the power storage device, based on the current value;
The transient response component related to the state quantity calculated by the state quantity calculation means from the voltage value detected by the voltage detection means for detecting the voltage value of the terminal voltage of the power storage apparatus, and the interior of the power storage apparatus An open-circuit voltage detection means for a power storage device, comprising: an open-circuit voltage calculation means for calculating an open-circuit voltage of the power storage device by subtracting an internal resistance component that is a voltage change due to the internal resistance detected by the resistance detection device. apparatus.
請求項1から請求項15の何れかひとつに記載の蓄電装置の内部抵抗検出装置と、
前記蓄電装置の放電電流または充電電流の電流値の変動に対する前記蓄電装置の端子電圧の電圧値の応答の過渡応答成分に係る第1の状態量と、前記蓄電装置の開路電圧に係る第2の状態量とを備える状態量を算出する際に、少なくとも前記第1の状態量を前記電流値に基づき算出する状態量算出手段と、
前記状態量算出手段により算出される前記第1の状態量に係る前記過渡応答成分および前記第2の状態量に係る前記開路電圧と前記内部抵抗算出手段により算出される前記内部抵抗による電圧変化である内部抵抗成分とを加算して得た値と、前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する前記電圧検出手段により検出された前記電圧値との差異がゼロとなるように、前記第1の状態量および前記第2の状態量のうち少なくとも前記第2の状態量を修正するフィードバック手段と、
前記第2の状態量から前記開路電圧を算出する開路電圧算出手段と
を備えることを特徴とする蓄電装置の開路電圧検出装置。
The internal resistance detection device for a power storage device according to any one of claims 1 to 15 ,
A first state quantity related to a transient response component of a response of a voltage value of a terminal voltage of the power storage device to a change in a current value of a discharge current or a charging current of the power storage device, and a second state related to an open circuit voltage of the power storage device A state quantity calculating means for calculating at least the first state quantity based on the current value when calculating a state quantity comprising the state quantity;
The transient response component relating to the first state quantity calculated by the state quantity calculating means and the open circuit voltage relating to the second state quantity and the voltage change due to the internal resistance calculated by the internal resistance calculating means. The first value is such that a difference between a value obtained by adding a certain internal resistance component and the voltage value detected by the voltage detecting means for detecting the voltage value of the terminal voltage of the power storage device becomes zero. Feedback means for correcting at least the second state quantity among the state quantity and the second state quantity;
An open circuit voltage detection device for a power storage device, comprising: an open circuit voltage calculation unit configured to calculate the open circuit voltage from the second state quantity.
請求項16または請求項17に記載の蓄電装置の開路電圧検出装置と、
前記開路電圧算出手段により算出される前記開路電圧に基づき、前記蓄電装置の残容量を算出する残容量算出手段とを備えることを特徴とする蓄電装置の残容量検出装置。
An open circuit voltage detection device for a power storage device according to claim 16 or 17 ,
A remaining capacity detecting device for a power storage device, comprising: remaining capacity calculating means for calculating a remaining capacity of the power storage device based on the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage calculating means.
前記残容量算出手段は、前記開路電圧と前記残容量との所定の相関関係を示すデータを記憶する記憶手段を備え、
前記記憶手段に記憶された前記データに基づき、前記開路電圧算出手段により算出される前記開路電圧に応じた前記蓄電装置の前記残容量を算出することを特徴とする請求項18に記載の蓄電装置の残容量検出装置。
The remaining capacity calculating means includes storage means for storing data indicating a predetermined correlation between the open circuit voltage and the remaining capacity,
19. The power storage device according to claim 18 , wherein the remaining capacity of the power storage device according to the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage calculation unit is calculated based on the data stored in the storage unit. Remaining capacity detector.
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