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JP7038530B2 - Device condition detectors, power systems and automobiles - Google Patents

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JP7038530B2 JP2017233171A JP2017233171A JP7038530B2 JP 7038530 B2 JP7038530 B2 JP 7038530B2 JP 2017233171 A JP2017233171 A JP 2017233171A JP 2017233171 A JP2017233171 A JP 2017233171A JP 7038530 B2 JP7038530 B2 JP 7038530B2
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Description

本発明はデバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車に係り、特に、車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置、該デバイス状態検知装置と蓄電デバイスとを備えた電源システムおよび該電源システムを備えた自動車に関する。 The present invention relates to a device state detection device, a power supply system, and an automobile, and in particular, a device state detection device for detecting the state of a power storage device mounted on a vehicle, a power supply system including the device state detection device and the power storage device, and the like. Regarding automobiles equipped with a power supply system.

従来、自動車等の移動体(車両)では、例えば普通ガソリン車に見られるように、制動時を除く走行中にオルタネータから供給された電力を鉛電池等の蓄電デバイスに充電し、蓄電デバイスをほぼ満充電状態に保っていた。近年、排ガス削減に対処するとともに燃費向上を図るため、アイドリングストップ・システム(ISS)機能を有する車両(ISS車)が普及している。 Conventionally, in a moving body (vehicle) such as an automobile, as seen in a normal gasoline vehicle, for example, the electric power supplied from the alternator during traveling except during braking is charged to a power storage device such as a lead battery to almost charge the power storage device. It was kept fully charged. In recent years, vehicles having an idling stop system (ISS) function (ISS vehicles) have become widespread in order to reduce exhaust gas and improve fuel efficiency.

ISS車では、車両停止時にエンジンを停止し、その間のエアコン、カーステレオなどの放電負荷への電力供給はすべて蓄電デバイスで賄い、さらに、アイドリングストップ後のエンジン再始動(アイドリングストップ・スタート)時には蓄電デバイスに蓄電された電力でスタータ(セルモータ)を駆動させてエンジンを始動する。 In ISS vehicles, the engine is stopped when the vehicle is stopped, and the power supply to the discharge load such as the air conditioner and car stereo during that period is covered by the power storage device, and the power is stored when the engine is restarted (idling stop start) after idling stop. The power stored in the device drives the starter (starter motor) to start the engine.

このため、ISS車では、普通ガソリン車や普通ディーゼル車に比べて蓄電デバイスの放電深度(DOD)が大きくなり充電状態(SOC)が低下する傾向にある。この点は、近時徐々に増加しつつあるμHEV(ISS機能を有し、制動時にオルタネータから供給される回生電力を受け入れかつ放電負荷に放電可能な蓄電デバイスを備えたガソリン車またはディーゼル車)でも同じである。 For this reason, in ISS vehicles, the discharge depth (DOD) of the power storage device tends to be larger and the state of charge (SOC) tends to be lower than in ordinary gasoline vehicles and ordinary diesel vehicles. This point also applies to μHEV (gasoline vehicle or diesel vehicle having ISS function, equipped with a power storage device capable of receiving regenerative power supplied from the alternator during braking and discharging to the discharge load), which has been gradually increasing recently. It is the same.

蓄電デバイスの端子電圧は蓄電デバイスのSOCに依存するため、エンジン停止中にSOCが低下すると、エンジンを再始動するための充分な電圧が得られなくなる。従来、蓄電デバイスをエンジン再始動が可能な状態を保つために、蓄電デバイスのSOCや端子電圧を監視し、蓄電デバイスにエンジン始動に必要な電力がある場合にはアイドリングストップを許可する一方、エンジン始動に必要な電力がない場合にはアイドリングストップを禁止するとともに必要に応じてオルタネータを作動させ蓄電デバイスを充電している。このような判断は、一般に車両側(ECU)で行われるが、電源システム(デバイス状態検知装置)はその判断の基礎となる蓄電デバイスの状態を検知する。 Since the terminal voltage of the power storage device depends on the SOC of the power storage device, if the SOC drops while the engine is stopped, a sufficient voltage for restarting the engine cannot be obtained. Conventionally, in order to keep the power storage device in a state where the engine can be restarted, the SOC and terminal voltage of the power storage device are monitored, and if the power storage device has the power required to start the engine, idling stop is permitted, while the engine is used. When there is no power required for starting, idling stop is prohibited and the alternator is activated as necessary to charge the power storage device. Such a judgment is generally made on the vehicle side (ECU), but the power supply system (device state detection device) detects the state of the power storage device which is the basis of the judgment.

車載用蓄電デバイスのデバイス状態を検知するデバイス状態検知装置に関連して、例えば特許文献1、2には、鉛電池のSOCと開回路電圧(OCV)との関係が一次式で表されることを利用してSOCを算出する技術が開示されている。また、例えば特許文献3には、鉛電池の内部抵抗を計測することによりSOCを推定する技術が開示されている。さらに、例えば特許文献4~6には、充放電休止時のOCVからSOCを算出しエンジン始動時の電圧と電流から内部抵抗や劣化度(SOH)を算出する技術が開示されている。 Regarding the device state detecting device for detecting the device state of the in-vehicle power storage device, for example, Patent Documents 1 and 2 describe the relationship between the SOC of the lead battery and the open circuit voltage (OCV) as a linear expression. A technique for calculating SOC using the above is disclosed. Further, for example, Patent Document 3 discloses a technique for estimating SOC by measuring the internal resistance of a lead battery. Further, for example, Patent Documents 4 to 6 disclose techniques for calculating SOC from OCV during charge / discharge suspension and calculating internal resistance and deterioration degree (SOH) from voltage and current at engine start.

また、本発明に関連して、例えば特許文献7には、蓄電デバイスの等価回路モデルのパラメータを推定するパラメータ推定装置が開示されており、例えば特許文献8には、蓄電デバイスの等価回路モデルのパラメータ精度を高めたデバイス状態検知装置の技術が開示されている。 Further, in relation to the present invention, for example, Patent Document 7 discloses a parameter estimation device that estimates the parameters of an equivalent circuit model of a power storage device, and Patent Document 8, for example, discloses an equivalent circuit model of a power storage device. The technology of the device state detection device with improved parameter accuracy is disclosed.

特開平4-264371号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-264371 特開2009-241633号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-241633 特許第3687628号公報Japanese Patent No. 368628 特許第5162971号公報Japanese Patent No. 5162971 特許第3188100号公報Japanese Patent No. 3188100 特許第5163739号公報Japanese Patent No. 5163739 特開2015-206758号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-206758 特開2017-3349号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-3349

ところで、一般に蓄電デバイスでは、放電電流の大きさによって放電可能な電気量が異なることが知られている。例えば、時間率が12[V]/30[Ah](5HR)の鉛電池であれば、満充電の状態から電圧が放電終止電圧となるまでに6[A]の電流を5時間かけて取り出すことができるが、放電電流がより大きな10[A]となると、比例計算値の3時間よりも短い時間しか取り出すことができず、逆に放電電流がより小さな3[A]であれば、比例計算値の10時間よりも長い時間取り出すことができる。このため、蓄電デバイスの端子電圧は放電電流の大きさによって刻々変化する。 By the way, it is generally known that in a power storage device, the amount of electricity that can be discharged differs depending on the magnitude of the discharge current. For example, in the case of a lead battery having a time rate of 12 [V] / 30 [Ah] (5HR), a current of 6 [A] is taken out over 5 hours from the fully charged state until the voltage reaches the discharge end voltage. However, if the discharge current is 10 [A], which is larger, only a shorter time than the proportional calculation value of 3 hours can be taken out, and conversely, if the discharge current is smaller, 3 [A], it is proportional. It can be taken out for a time longer than the calculated value of 10 hours. Therefore, the terminal voltage of the power storage device changes every moment depending on the magnitude of the discharge current.

このような蓄電デバイスの特性はSOC、SOHや温度にも依存するため、仮に現在の蓄電デバイスの端子電圧および電装品の増加見込み電流値が分かっていても、電装品を使用したときの蓄電デバイスの端子電圧を単純な比例計算のみで正確に推測することは難しく、蓄電デバイスの端子電圧が予想よりも低下すると、電装品等の使用に支障が生じる可能性があった。 Since the characteristics of such a power storage device also depend on SOC, SOH, and temperature, even if the terminal voltage of the current power storage device and the expected increase current value of the electrical component are known, the power storage device when the electrical component is used. It is difficult to accurately estimate the terminal voltage of the power storage device only by a simple proportional calculation, and if the terminal voltage of the power storage device becomes lower than expected, there is a possibility that the use of electrical components and the like may be hindered.

本発明は上記事案に鑑み、蓄電デバイスの端子電圧を精度よく推定できるデバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車を提供することを課題とする。 In view of the above cases, it is an object of the present invention to provide a device state detection device, a power supply system, and an automobile capable of accurately estimating the terminal voltage of a power storage device.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置であって、前記デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、前記デバイスの充電状態(SOC)を演算するSOC演算手段と、前記デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記SOC演算手段で演算されたSOCを外生変数とし前記デバイスの端子電圧推定値Veを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、を備え、前記モデル実行手段は、前記デバイスの増減見込み電流値Icまたは増減見込み電力値Wが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記デバイスの端子電圧推定値Ve’を演算することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention is a device state detection device for detecting the state of a power storage device mounted on a vehicle, which is a current measuring means for measuring a current flowing through the device. The SOC calculation means for calculating the charge state (SOC) of the device, the current measured by at least the current measuring means, which is a model simulating the equivalent circuit of the device, and the SOC calculated by the SOC calculation means are excluded. A model execution means for executing a device model for calculating a terminal voltage estimated value Ve of the device as a raw variable is provided, and the model execution means has an increase / decrease expected current value Ic or an increase / decrease expected power value W of the device. It is characterized in that the terminal voltage estimated value Ve'of the device when given as an exogenous variable of the device model is calculated.

第1の態様において、デバイスモデルは、内生変数として、デバイスの開回路電圧Vocv、デバイスの直流内部抵抗による降下電圧Vdおよびデバイスの分極による降下電圧Vpを含み、端子電圧推定値VeをVe={Vocv-(Vd+Vp)}として算出するためのデバイスの放電時の等価回路を模擬したモデルであってもよい。このような等価回路は、線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する非線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する抵抗成分および静電容量成分の並列接続体と、デバイスの開回路電圧Vocvとを含み、これらが直列接続されて構成されていてもよい。また、降下電圧Vd、Vpは、電流測定手段で測定された電流をパラメータとして有する変数であってもよい。さらに、モデル実行手段は、外生変数としての電流測定手段で測定された電流を該測定された電流の値Iに代えて該測定された電流の値Iに増減見込み電流値Icまたは増減見込み電力値Wから算出された増減見込み電流値Icを加えた値(I+Ic)としたときの端子電圧推定値Ve’を演算するようにしてもよい。 In the first aspect, the device model includes, as endogenous variables, the open circuit voltage Vocv of the device, the voltage drop Vd due to the DC internal resistance of the device, and the voltage drop Vp due to the polarization of the device, and the terminal voltage estimate Ve =. It may be a model simulating the equivalent circuit at the time of discharging of the device for calculating as {Vocv- (Vd + Vp)}. Such an equivalent circuit has a linear DC resistance component, a non-linear DC resistance component having a current dependence, a parallel connection of a resistance component and a capacitance component having a current dependence, and an open circuit voltage Vocv of the device. These may be included and configured by being connected in series. Further, the voltage drop Vd and Vp may be variables having the current measured by the current measuring means as a parameter. Further, the model executing means replaces the current measured by the current measuring means as an exogenous variable with the measured current value I to the measured current value I, and the expected increase / decrease current value Ic or the expected increase / decrease power. The terminal voltage estimated value Ve'when the value (I + Ic) obtained by adding the expected increase / decrease current value Ic calculated from the value W may be calculated.

また、第1の態様において、高精度の端子電圧推定値Ve’を演算するために、デバイスの電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段で測定された電圧の値Vとモデル実行手段で演算された端子電圧推定値Veとの電圧差Dvを演算する電圧差演算手段と、をさらに備え、デバイスモデルは外生変数または内生変数として電圧差演算手段で演算された電圧差Dvをさらに有し、降下電圧Vd、Vpのうち少なくとも降下電圧Vdは電圧差Dvに依存するパラメータを含み、モデル実行手段は、電圧測定手段で測定された電圧の値Vと端子電圧推定値Veとが等しくなるように電圧差Dvに依存するパラメータを補正するようにしてもよい。また、デバイスの温度を測定する温度測定手段をさらに備え、電流測定手段で測定されたデバイスに流れる電流および電圧測定手段で測定されたデバイスの電圧は、温度測定手段で測定された温度に基づいて予め定められた基準温度での電流値および電圧値に温度補正されるようにしてもよい。 Further, in the first aspect, in order to calculate the terminal voltage estimated value Ve'with high accuracy, the voltage measuring means for measuring the voltage of the device, the voltage value V measured by the voltage measuring means, and the model executing means. Further provided with a voltage difference calculation means for calculating the voltage difference Dv from the calculated terminal voltage estimated value Ve, the device model further includes the voltage difference Dv calculated by the voltage difference calculation means as an exogenous variable or an endogenous variable. Of the drop voltages Vd and Vp, at least the drop voltage Vd includes a parameter depending on the voltage difference Dv, and the model executing means has the same voltage value V measured by the voltage measuring means and the terminal voltage estimated value Ve. The parameter depending on the voltage difference Dv may be corrected so as to be. Further, a temperature measuring means for measuring the temperature of the device is further provided, and the current flowing through the device measured by the current measuring means and the voltage of the device measured by the voltage measuring means are based on the temperature measured by the temperature measuring means. The temperature may be corrected to the current value and the voltage value at a predetermined reference temperature.

さらに、第1の態様において、デバイスの劣化度(SOH)を演算するSOH演算手段を備え、SOC演算手段は、SOH演算手段で演算されたSOHでSOCを補正するようにしてもよい。または、デバイスの劣化度(SOH)を演算するSOH演算手段と、デバイスの温度を測定する温度測定手段と、をさらに備え、デバイスモデルは外生変数としてSOH演算手段で演算されたSOHと温度測定手段で測定されたデバイスの温度とをさらに有し、開回路電圧Vocvおよび降下電圧Vd、Vpうち少なくとも開回路電圧Vocvおよび降下電圧VdはSOC、温度、SOHに依存する変数とするようにしてもよい。 Further, in the first aspect, the SOH calculation means for calculating the deterioration degree (SOH) of the device may be provided, and the SOC calculation means may correct the SOC with the SOH calculated by the SOH calculation means. Alternatively, the SOH calculation means for calculating the degree of deterioration (SOH) of the device and the temperature measuring means for measuring the temperature of the device are further provided, and the device model is the SOH calculated by the SOH calculation means as an exogenous variable and the temperature measurement. It also has the temperature of the device measured by the means, and at least the open circuit voltage Vocv and the drop voltage Vd of the open circuit voltage Vocv and the drop voltage Vd are variables depending on the SOC, the temperature, and the SOH. good.

さらにまた、車両に搭載された電装品の使用可否を判定する判定手段を備え、判定手段は、電装品の定格電流値を増減見込み電流値Icとしたときまたは電装品の定格電力値から算出された電流値を増減見込み電流値Icとしたときのモデル実行手段で演算された端子電圧推定値Ve’と、予め設定された閾値とを比較することで電装品の使用可否を判定するようにしてもよい。このとき、判定手段は、車両がアイドリングストップ・スタート可能か否かを判定するようにしてもよい。 Furthermore, it is equipped with a determination means for determining whether or not the electrical components mounted on the vehicle can be used, and the determination means is calculated when the rated current value of the electrical components is set to the expected increase / decrease current value Ic or from the rated power value of the electrical components. The availability of electrical components is determined by comparing the terminal voltage estimated value Ve'calculated by the model execution means when the current value is expected to increase or decrease with the preset threshold value. May be good. At this time, the determination means may determine whether or not the vehicle can stop and start idling.

本発明によれば、モデル実行手段により、蓄電デバイスの増減見込み電流値Icまたは増減見込み電力値Wがデバイスモデルの外生変数として与えられたときの蓄電デバイスの端子電圧推定値V’eが演算されるので、蓄電デバイスの増減見込み電流値Icまたは増減見込み電力値Wが判明している際の蓄電デバイスの端子電圧推定値V’eを精度よく演算することができる、という効果を得ることができる。 According to the present invention, the model execution means calculates the terminal voltage estimated value V'e of the power storage device when the expected increase / decrease current value Ic or the expected power increase / decrease power value W of the power storage device is given as an exogenous variable of the device model. Therefore, it is possible to obtain the effect that the terminal voltage estimated value V'e of the power storage device when the expected increase / decrease current value Ic or the expected power increase / decrease power value W of the power storage device can be calculated accurately. can.

本発明が適用可能な第1実施形態の電源システムのブロック回路図である。It is a block circuit diagram of the power supply system of 1st Embodiment to which this invention is applied. 第1実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram at the time of discharge of the lead battery which constitutes the power supply system of 1st Embodiment. 第1実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路を模擬した電池モデルの説明図である。It is explanatory drawing of the battery model which simulated the equivalent circuit at the time of discharge of the lead battery which constitutes the power source system of 1st Embodiment. 分極部を構成するキャパシタに流れる電流と容量との関係を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the relationship between the current flowing through the capacitor which constitutes a polarization part, and the capacitance. 第1実施形態の電源システムを構成する制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control part which constitutes the power supply system of 1st Embodiment. 第1実施形態の電源システムを構成する制御部のMPUのCPUが実行する電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the electrical component useability determination processing routine executed by the CPU of the MPU of the control unit constituting the power supply system of 1st Embodiment. 本発明が適用可能な第2実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路を模擬した電池モデルの説明図である。It is explanatory drawing of the battery model which simulated the equivalent circuit at the time of discharge of the lead battery which constitutes the power source system of 2nd Embodiment to which this invention is applied. 第2実施形態の電源システムを構成する制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control part which constitutes the power supply system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の電源システムを構成する制御部のMPUのCPUが実行する電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the electrical component availability determination processing routine executed by the CPU of the MPU of the control unit constituting the power supply system of the second embodiment. 本発明が適用可能な第3実施形態の電源システムを構成する制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control part which constitutes the power-source system of 3rd Embodiment to which this invention is applied. 第3実施形態の電源システムを構成する制御部のMPUのCPUが実行する電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the electrical component availability determination processing routine executed by the CPU of the MPU of the control unit constituting the power supply system of the third embodiment. 第2実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路を模擬した電池モデルの変形例の説明図である。It is explanatory drawing of the modification of the battery model which simulated the equivalent circuit at the time of discharge of the lead battery which constitutes the power source system of 2nd Embodiment.

1.第1実施形態
以下、図面を参照して、本発明をISS車に搭載可能な14V系電源システムに適用した第1の実施の形態について説明する。
1. 1. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a 14V system power supply system that can be mounted on an ISS vehicle will be described with reference to the drawings.

1-1.構成
図1に示すように、本実施形態の電源システム10は、鉛電池1と電池状態検知装置8とを有して構成されている。なお、電源システム10は、電池状態検知装置8が鉛電池1の電池蓋上に配され鉛電池1と一体化しており、例えば、ISS車のエンジンルームに搭載されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
1-1. Configuration As shown in FIG. 1, the power supply system 10 of the present embodiment includes a lead battery 1 and a battery state detecting device 8. In the power supply system 10, the battery state detecting device 8 is arranged on the battery lid of the lead battery 1 and integrated with the lead battery 1, and is mounted in, for example, the engine room of an ISS vehicle. Not limited.

1-1-1.鉛電池1
鉛電池1は、内部を仕切る隔壁によって6個のセル室が画定されたモノブロック電槽を有している。モノブロック電槽の側面には鉛電池1の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ6が固着している。
1-1-1. Lead battery 1
The lead-acid battery 1 has a monoblock battery in which six cell chambers are defined by a partition wall that partitions the inside. A temperature sensor 6 such as a thermistor that detects the temperature of the lead battery 1 is fixed to the side surface of the monoblock battery.

鉛電池1の各セル室には複数の正極板と負極板とをセパレータを介して積層した極板群(電極群)が1組ずつ収容されており、水系電解液である希硫酸が注液されている。鉛電池1の正極活物質には二酸化鉛、負極活物質には海綿状鉛を用いることができる。 Each cell chamber of the lead battery 1 contains a set of electrode plates (electrode groups) in which a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates are laminated via a separator, and dilute sulfuric acid, which is an aqueous electrolyte, is injected. Has been done. Lead dioxide can be used as the positive electrode active material of the lead battery 1, and spongy lead can be used as the negative electrode active material.

各セル室はモノブロック電槽の開口を一体に覆う蓋で密閉化されており、各セル室に収容された極板群は導電性の接続部材で直列に接続されている。モノブロック電槽上には、出力端子となる正極外部端子および負極外部端子が立設されている。本実施形態の鉛電池1の公称電圧は12[V](各セルの公称電圧:2[V])である。 Each cell chamber is sealed with a lid that integrally covers the opening of the monoblock battery chamber, and the electrode plates housed in each cell chamber are connected in series by a conductive connecting member. A positive electrode external terminal and a negative electrode external terminal, which are output terminals, are erected on the monoblock battery case. The nominal voltage of the lead battery 1 of the present embodiment is 12 [V] (nominal voltage of each cell: 2 [V]).

なお、鉛電池1はISS車に車載された状態で、正極外部端子はISS車のイグニッションスイッチ(IGN)の中央端子に接続され、負極外部端子はISS車のGND(シャーシと同電位)に接続される。 In the state where the lead battery 1 is mounted on the ISS vehicle, the positive electrode external terminal is connected to the central terminal of the ignition switch (IGN) of the ISS vehicle, and the negative electrode external terminal is connected to the GND (same potential as the chassis) of the ISS vehicle. Will be done.

1-1-2.電池状態検知装置8
電池状態検知装置8は、鉛電池1に流れる電流を検出する電流検出回路2、鉛電池1の端子電圧(総電圧)を検出する電圧検出回路3、鉛電池1の温度を検出する温度検出回路4および制御部7を有している。なお、電池状態検知装置8の作動電力は鉛電池1から供給される。
1-1-2. Battery status detector 8
The battery state detection device 8 includes a current detection circuit 2 that detects the current flowing through the lead battery 1, a voltage detection circuit 3 that detects the terminal voltage (total voltage) of the lead battery 1, and a temperature detection circuit that detects the temperature of the lead battery 1. It has 4 and a control unit 7. The operating power of the battery state detecting device 8 is supplied from the lead battery 1.

(1)電流検出回路2
電流検出回路2はホール素子やシャント抵抗等の電流センサ5に接続されており、差動増幅回路を有して構成されている。電流検出回路2の出力側は制御部7の図示を省略した入力ポートを介して制御部7内に設けられた不図示のA/Dコンバータの入力側に接続されている。
(1) Current detection circuit 2
The current detection circuit 2 is connected to a current sensor 5 such as a Hall element or a shunt resistor, and has a differential amplifier circuit. The output side of the current detection circuit 2 is connected to the input side of an A / D converter (not shown) provided in the control unit 7 via an input port (not shown) of the control unit 7.

(2)電圧検出回路3
電圧検出回路3は差動増幅回路を有して構成されている。電圧検出回路3の入力側は鉛電池1の正極外部端子および負極外部端子にそれぞれ接続されており、出力側は電流検出回路2と同様に、制御部7の図示を省略した入力ポートを介して制御部7内に設けられた不図示のA/Dコンバータの入力側に接続されている。
(2) Voltage detection circuit 3
The voltage detection circuit 3 is configured to have a differential amplifier circuit. The input side of the voltage detection circuit 3 is connected to the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal of the lead battery 1, respectively, and the output side is the same as the current detection circuit 2 via an input port (not shown) of the control unit 7. It is connected to the input side of an A / D converter (not shown) provided in the control unit 7.

(3)温度検出回路4
温度検出回路4は上述した温度センサ6に接続されており、差動増幅回路を有して構成されている。温度検出回路4の出力側も電流検出回路2と同様に、制御部7の図示を省略した入力ポートを介して制御部7内に設けられた不図示のA/Dコンバータの入力側に接続されている。
(3) Temperature detection circuit 4
The temperature detection circuit 4 is connected to the temperature sensor 6 described above, and has a differential amplifier circuit. Similar to the current detection circuit 2, the output side of the temperature detection circuit 4 is also connected to the input side of an A / D converter (not shown) provided in the control unit 7 via an input port (not shown) of the control unit 7. ing.

(4)制御部7
制御部7は、上述した入力ポートおよびA/Dコンバータ(3個)、マイクロプロセッシングユニット(以下、MPUという。)、EEPROMやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ISS車の制御部(以下、ECUという。)と通信するための通信ICを有して構成されている。
(4) Control unit 7
The control unit 7 includes the above-mentioned input port and A / D converter (three), a microprocessing unit (hereinafter referred to as MPU), non-volatile memory such as EEPROM and flash memory, and a control unit of an ISS vehicle (hereinafter referred to as ECU). It is configured to have a communication IC for communicating with.).

MPUは、後述するように鉛電池1の電池状態を検知するとともに鉛電池1の放電時の端子電圧推定値を演算するCPU、基本制御プログラムおよびプログラムデータを記憶したROM、CPUのワークエリアとして働くとともに種々のデータを一時的に記憶するRAMおよびこれらを接続する内部バスで構成されている。 As will be described later, the MPU functions as a CPU that detects the battery state of the lead-acid battery 1 and calculates an estimated terminal voltage when the lead-acid battery 1 is discharged, a ROM that stores a basic control program and program data, and a work area of the CPU. It also consists of a RAM that temporarily stores various data and an internal bus that connects them.

内部バスは外部バスに接続されている。外部バスには、上述したA/Dコンバータの出力側、不揮発性メモリおよび通信ICが接続されている。通信ICはI/O(不図示)を介して通信線9に接続されている。通信線9はECUによるCAN(Controller Area Network)管理下にある。CANはISO11898、ISO11519等で標準化されており、2本の線で構成され、一方が断線した場合でも他方でECU、制御部7間の通信が可能である。 The internal bus is connected to the external bus. The output side of the above-mentioned A / D converter, the non-volatile memory, and the communication IC are connected to the external bus. The communication IC is connected to the communication line 9 via an I / O (not shown). The communication line 9 is under CAN (Controller Area Network) management by the ECU. CAN is standardized by ISO11898, ISO11519, etc., and is composed of two wires. Even if one of the wires is broken, the other can communicate with the ECU and the control unit 7.

1-2.特色
本実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)の特色について一言すれば、電池モデルを用いて鉛電池1の増加見込み電流値または増減見込み電力値が与えられたときの鉛電池1の端子電圧推定値を演算する点にあるが、詳しくは次のとおりである。
1-2. Features In a word, the features of the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the present embodiment are that the lead-acid battery 1 is given the expected increase current value or increase / decrease expected power value of the lead battery 1 using the battery model. The point is to calculate the terminal voltage estimate of, but the details are as follows.

1-2-1.等価回路
(1)等価回路の構造
図2は、図1に示した鉛電池1の放電時の等価回路の一例を示したものである。一般に蓄電デバイスの等価回路は、純電圧要素と、その他の内部インピーダンス要素とで構成される。なお、厳密にはインダクタ要素も存在するが、無視可能な程度となる。等価回路11は、線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する非線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する抵抗成分および静電容量成分の並列接続体と、鉛電池1の開回路電圧とを含み、これらが直列接続されて構成されている。
1-2-1. Equivalent circuit (1) Structure of the equivalent circuit FIG. 2 shows an example of the equivalent circuit at the time of discharging the lead battery 1 shown in FIG. Generally, the equivalent circuit of a power storage device is composed of a pure voltage element and other internal impedance elements. Strictly speaking, there is also an inductor element, but it is negligible. The equivalent circuit 11 includes a linear DC resistance component, a non-linear DC resistance component having a current dependence, a parallel connection of a resistance component having a current dependence and a capacitance component, and an open circuit voltage of the lead battery 1. , These are connected in series.

具体的には、等価回路11では、純電圧要素として鉛電池1の開回路電圧Vocvを示し、内部インピーダンス要素として直流内部抵抗部12と分極部13とを示している。直流内部抵抗部12は、線形直流抵抗成分を表す抵抗Rd1と非線形直流抵抗成分を表す抵抗Rd2とで構成される。線形直流抵抗成分としては電極の抵抗、非線形直流抵抗成分としては液抵抗を挙げることができる。一方、分極部13は抵抗RpとキャパシタCpとの並列回路で構成されている。抵抗Rpは鉛電池1の分極抵抗成分を模擬し、キャパシタCpは分極容量成分を模擬している。 Specifically, in the equivalent circuit 11, the open circuit voltage Vocv of the lead battery 1 is shown as a pure voltage element, and the DC internal resistance portion 12 and the polarization portion 13 are shown as internal impedance elements. The DC internal resistance unit 12 is composed of a resistance Rd1 representing a linear DC resistance component and a resistance Rd2 representing a nonlinear DC resistance component. The linear DC resistance component may be the resistance of the electrode, and the nonlinear DC resistance component may be the liquid resistance. On the other hand, the polarization portion 13 is composed of a parallel circuit of the resistance Rp and the capacitor Cp. The resistance Rp simulates the polarization resistance component of the lead battery 1, and the capacitor Cp simulates the polarization capacitance component.

(2)等価回路の端子電圧
時刻tにおける鉛電池1の開回路電圧をVocv(t)、時刻tにおいて等価回路11に(放電)電流I(t)が流れているときの鉛電池1の直流内部抵抗による降下電圧をVd(t)、鉛電池1の分極による降下電圧をVp(t)とすると、時刻tにおける鉛電池1の端子電圧V(t)は式(1)で表すことができる。

Figure 0007038530000001
(2) Terminal voltage of the equivalent circuit The open circuit voltage of the lead battery 1 at time t is Vocv (t), and the DC of the lead battery 1 when the (discharge) current I (t) is flowing through the equivalent circuit 11 at time t. Assuming that the voltage drop due to the internal resistance is Vd (t) and the voltage drop due to the polarization of the lead battery 1 is Vp (t), the terminal voltage V (t) of the lead battery 1 at time t can be expressed by the equation (1). ..
Figure 0007038530000001

直流内部抵抗による降下電圧Vd(t)は、式(2)に示すように、時刻tにおける抵抗Rd1による降下電圧Vd1(t)と、時刻tにおける抵抗Rd2による降下電圧Vd2(t)との和として表すことができる。

Figure 0007038530000002
As shown in the equation (2), the voltage drop Vd (t) due to the DC internal resistance is the sum of the voltage drop Vd1 (t) due to the resistance Rd1 at time t and the voltage drop Vd2 (t) due to the resistance Rd2 at time t. Can be expressed as.
Figure 0007038530000002

時刻tは0以上の整数であり時刻0からの経過時刻を表す。時刻0には任意の時刻を設定可能であるが、本実施形態では後述するように鉛電池1の充放電休止時に鉛電池1の基準SOC(SOC(0))を演算するため、この基準SOCを測定したときの時刻を時刻0としている。 Time t is an integer of 0 or more and represents the elapsed time from time 0. Any time can be set for time 0, but in this embodiment, since the reference SOC (SOC (0)) of the lead battery 1 is calculated when the charging / discharging of the lead battery 1 is suspended, this reference SOC is calculated. The time when the measurement is performed is set to time 0.

図2に示す分極部12は抵抗RpとキャパシタCpとで構成された1段の並列回路であるが、背景技術欄で挙げた特許文献8のように複数段の並列回路としてもよい。なお、本実施形態では、次に述べる電池モデルを簡潔に説明し本発明が把握しやすいように、等価回路11にできるだけ単純な構造を示している。 The polarization portion 12 shown in FIG. 2 is a one-stage parallel circuit composed of a resistor Rp and a capacitor Cp, but may be a multi-stage parallel circuit as in Patent Document 8 mentioned in the background technology column. In the present embodiment, the equivalent circuit 11 is shown to have as simple a structure as possible so that the battery model described below will be briefly described and the present invention will be easy to understand.

1-2-2.電池モデル
(1)電池モデルの構造
(1-1)内生変数Ve(t)
図3は、図2に示した等価回路11を模擬した電池モデルの一例を示したものである。一般にモデルでは、モデル内で決定されず外部から値を付与するための外生変数と、モデル内で値が決定される内生変数とを有し、外生変数間、外生変数および内生変数間、内生変数間は因果関係を示す矢印で結ばれている。図3では、内生変数をノードで示し、外生変数を角を丸めた箱で示している。
1-2-2. Battery model (1) Structure of battery model (1-1) Endogenous variable Ve (t)
FIG. 3 shows an example of a battery model simulating the equivalent circuit 11 shown in FIG. Generally, a model has an extrinsic variable for assigning a value from the outside that is not determined in the model, and an endogenous variable whose value is determined in the model, and is between exogenous variables, exogenous variables, and endogenous. Variables and endogenous variables are connected by arrows indicating a causal relationship. In FIG. 3, the endogenous variables are shown by nodes, and the exogenous variables are shown by boxes with rounded corners.

図3に示す電池モデル15は、図2に示した鉛電池1の開回路電圧Vocv(t)に対応(模擬)して内生変数Vocv(t)、鉛電池1の直流内部抵抗による降下電圧Vd(t)に対応して内生変数Vd(t)、鉛電池1の分極による降下電圧Vp(t)に対応して内生変数Vp(t)、鉛電池1の端子電圧V(t)に対応して内生変数Ve(t)を有している。なお、内生変数Ve(t)は時刻tにおける鉛電池1の端電圧推定値を表す。従って、電池モデル15において、内生変数Ve(t)は、上述した式(1)と同様に式(3)により算出することができる。

Figure 0007038530000003
The battery model 15 shown in FIG. 3 corresponds to (simulates) the open circuit voltage Vocv (t) of the lead battery 1 shown in FIG. 2, and has an endogenous variable Vocv (t) and a voltage drop due to the DC internal resistance of the lead battery 1. The endogenous variable Vd (t) corresponds to Vd (t), the endogenous variable Vp (t) corresponds to the voltage drop voltage Vp (t) due to the polarization of the lead battery 1, and the terminal voltage V (t) of the lead battery 1. It has an endogenous variable Ve (t) corresponding to. The endogenous variable Ve (t) represents the estimated end voltage of the lead battery 1 at time t. Therefore, in the battery model 15, the endogenous variable Ve (t) can be calculated by the equation (3) in the same manner as the equation (1) described above.
Figure 0007038530000003

(1-2)内生変数Vocv(t)
内生変数Vocv(t)[時刻tにおける鉛電池1の開回路電圧]は、外生変数SOC(t)[時刻tにおける鉛電池1の充電状態]に基づいて、背景技術欄で挙げた特許文献1、2に開示されているように充電状態(SOC)と開回路電圧との関係が予め定められたテーブルや数式を参照することで算出することができる。
(1-2) Endogenous variable Vocv (t)
The endogenous variable Vocv (t) [open circuit voltage of lead-acid battery 1 at time t] is based on the exogenous variable SOC (t) [charge state of lead-acid battery 1 at time t], and the patents mentioned in the background technology column. As disclosed in Documents 1 and 2, the relationship between the state of charge (SOC) and the open circuit voltage can be calculated by referring to a predetermined table or mathematical formula.

外生変数SOC(t)は例えば式(4)により算出することができる。式(4)において、sは鉛電池1の満充電容量、∫I(t-1)dtは時刻0から時刻(t-1)までの間に鉛電池1に流れた電流の積算値、SOC(0)は後述するように鉛電池1の充放電休止時に測定された基準SOCを表す。

Figure 0007038530000004
The exogenous variable SOC (t) can be calculated, for example, by the equation (4). In the formula (4), s is the full charge capacity of the lead battery 1, ∫I (t-1) dt is the integrated value of the current flowing through the lead battery 1 from time 0 to time (t-1), and SOC. (0) represents the reference SOC measured at the time of charge / discharge suspension of the lead battery 1 as described later.
Figure 0007038530000004

(1-3)内生変数Vd(t)
内生変数Vd(t)[時刻tにおいて電流I(t)が流れているときの鉛電池1の直流内部抵抗による降下電圧]は、上述したように(式(2)参照)、時刻tにおける抵抗Rd1による降下電圧Vd1(t)と時刻tにおける抵抗Rd2による降下電圧Vd2(t)との和である。
(1-3) Endogenous variable Vd (t)
The endogenous variable Vd (t) [voltage dropped by the DC internal resistance of the lead battery 1 when the current I (t) is flowing at time t] is as described above (see equation (2)) at time t. It is the sum of the voltage drop Vd1 (t) due to the resistance Rd1 and the voltage drop Vd2 (t) due to the resistance Rd2 at time t.

時刻tにおける抵抗Rd1による降下電圧Vd1(t)は、式(5)により算出することができる。なお、図3および式(5)において、内生変数Rは抵抗Rd1の抵抗値、外生変数I(t)は時刻tにおいて鉛電池1に流れる電流である。図3に示すように、外生変数I(t)[時刻tにおいて鉛電池1に流れる電流]は外生変数T(t)で基準温度値(例えば、室温値)に補正された後の値である。外生変数T(t)は時刻tにおける鉛電池1の温度を表す。内生変数Rは、外生変数SOC(t)、外生変数SOHおよび外生変数T(t)と抵抗値との関係が予め定められたテーブルや数式を参照することで得ることができる。

Figure 0007038530000005
The voltage drop Vd1 (t) due to the resistance Rd1 at time t can be calculated by the equation (5). In FIG. 3 and equation (5), the endogenous variable R 0 is the resistance value of the resistance Rd 1, and the exogenous variable I (t) is the current flowing through the lead battery 1 at time t. As shown in FIG. 3, the exogenous variable I (t) [current flowing through the lead battery 1 at time t] is a value after being corrected to a reference temperature value (for example, a room temperature value) by the exogenous variable T (t). Is. The exogenous variable T (t) represents the temperature of the lead battery 1 at time t. The endogenous variable R 0 can be obtained by referring to a table or mathematical formula in which the relationship between the exogenous variable SOC (t), the exogenous variable SOH, and the exogenous variable T (t) and the resistance value is predetermined. ..
Figure 0007038530000005

抵抗Rd2は、外生変数I(t)[時刻tにおいて鉛電池1に流れる電流]の値を変数としたバトラーボルマー式から求められる値を用いて計算される。簡単に説明すると、式(6)~式(9)に示すように、係数V、係数Iおよび係数αを用いて抵抗Rd2の抵抗値R(I)が算出される。これらの係数は、外生変数SOC(t)[時刻tにおける鉛電池1の充電状態]、外生変数SOHおよび外生変数T(t)とこれらの係数ごとに設けられたテーブルや数式を参照して設定される。図3では、このように設定された係数V、I、αおよび後述する定数yを、それぞれ内生変数V、I、α、yとして表している。なお、係数Vは抵抗Rd2の抵抗値R(I)と電流I(t)との次元を揃えるために用いられ、係数Iは電流I(t)を規格化するために用いられ、係数αはバトラーボルマー式を特定するために用いられる。

Figure 0007038530000006
The resistance Rd2 is calculated using a value obtained from the Butler-Volmer equation with the value of the exogenous variable I (t) [current flowing through the lead battery 1 at time t] as a variable. Briefly, as shown in equations (6) to (9), the resistance value R (I) of the resistor Rd2 is calculated using the coefficient V 0 , the coefficient I 0 , and the coefficient α. For these coefficients, refer to the exogenous variable SOC (t) [charge state of the lead battery 1 at time t], the exogenous variable SOH and the exogenous variable T (t), and the tables and formulas provided for each of these coefficients. Is set. In FIG. 3, the coefficients V 0 , I 0 , α and the constant y described later, which are set in this way, are represented as the endogenous variables V 0 , I 0 , α, and y, respectively. The coefficient V 0 is used to align the dimensions of the resistance value R (I) of the resistance Rd2 and the current I (t), and the coefficient I 0 is used to standardize the current I (t). α is used to identify the Butler-Volmer equation.
Figure 0007038530000006

式(6)に示すFは、その引数(I(t)/I)をxとすると、式(7)の解、つまりバトラーボルマー式の解として表される。ここで、バトラーボルマー式は、定数yおよび係数αが与えられたときに、式(8)を満たすxを求めることで解くことができる。なお、定数yは上述した係数と同様に、外生変数SOC(t)[時刻tにおける鉛電池1の充電状態]、外生変数SOHおよび外生変数T(t)と定数yとの関係を表すテーブルや数式を参照して設定される。 F shown in equation (6) is expressed as a solution of equation (7), that is, a solution of Butler-Volmer equation, where x is its argument (I (t) / I 0 ). Here, the Butler-Volmer equation can be solved by finding x that satisfies the equation (8) given the constant y and the coefficient α. The constant y has the same relationship as the above-mentioned coefficient, the exogenous variable SOC (t) [charge state of the lead battery 1 at time t], the exogenous variable SOH, and the exogenous variable T (t) and the constant y. It is set by referring to the table or formula that represents it.

xはニュートン法で求めることができる。すなわち、式(9)においてf(x)の値が0となる(実際には十分に小さい値、例えばf(x)≦10-6となる)xの値をニュートン法で求める。なお、式(8)および式(9)のxは、式(7)のxとは異なり、式(7)のxを式(8)および式(9)ではyとし、式(7)のFを式(8)および式(9)ではxとしている。 x can be obtained by Newton's method. That is, in the equation (9), the value of x at which the value of f (x) becomes 0 (actually, a sufficiently small value, for example, f (x) ≦ 10-6 ) is obtained by Newton's method. The x of the formula (8) and the formula (9) is different from the x of the formula (7), and the x of the formula (7) is set to y in the formula (8) and the formula (9), and the x of the formula (7) is set. F is x in the equations (8) and (9).

時刻tにおける抵抗Rd2による降下電圧Vd2(t)は、式(10)により算出することができる。従って、内生変数Vd(t)[時刻tにおいて電流I(t)が流れているときの鉛電池1の直流内部抵抗による降下電圧]は、上述した式(2)に、式(5)で算出した抵抗Rd1による降下電圧Vd1(t)と式(10)で算出した抵抗Rd2による降下電圧Vd2(t)とを代入することで得られる式(11)により求められる。

Figure 0007038530000007
The voltage drop Vd2 (t) due to the resistance Rd2 at time t can be calculated by the equation (10). Therefore, the endogenous variable Vd (t) [the voltage drop due to the DC internal resistance of the lead battery 1 when the current I (t) is flowing at time t] is expressed by the above equation (2) and the equation (5). It is obtained by the equation (11) obtained by substituting the calculated voltage drop Vd1 (t) due to the resistance Rd1 and the voltage drop Vd2 (t) due to the resistance Rd2 calculated by the equation (10).
Figure 0007038530000007

(1-4)内生変数Vp(t)
図2に示すように、等価回路11に流れる電流I(t)に応じて、分極部13を構成する抵抗Rpの抵抗値およびキャパシタCpの容量値の少なくとも一方を設定することができる。
(1-4) Endogenous variable Vp (t)
As shown in FIG. 2, at least one of the resistance value of the resistor Rp and the capacitance value of the capacitor Cp constituting the polarization portion 13 can be set according to the current I (t) flowing through the equivalent circuit 11.

図2に示すように、抵抗Rpに流れる電流を電流I(t)、キャパシタCpに流れる電流を電流I(t)としたときに(I(t)=I(t)+I(t))、抵抗Rpの抵抗値は例えば電流I(t)の値に応じて設定してもよい。この場合、抵抗Rpの抵抗値は電流I(t)の値を引数とする関数で表される。また、抵抗Rpの抵抗値は電流I(t)および電流I(t)の合計値、つまり電流I(t)の値に応じて設定してもよい。この場合、抵抗Rpの抵抗値は電流I(t)の値を引数とする関数で表される。 As shown in FIG. 2, when the current flowing through the resistor Rp is the current I 1 (t) and the current flowing through the capacitor Cp is the current I 2 (t), (I (t) = I 1 (t) + I 2 ( t)), the resistance value of the resistor Rp may be set according to, for example, the value of the current I 1 (t). In this case, the resistance value of the resistance Rp is represented by a function that takes the value of the current I 1 (t) as an argument. Further, the resistance value of the resistance Rp may be set according to the total value of the current I 1 (t) and the current I 2 (t), that is, the value of the current I (t). In this case, the resistance value of the resistance Rp is represented by a function that takes the value of the current I (t) as an argument.

一方、キャパシタCpの容量値は電流I(t)の値に応じて設定してもよい。この場合、キャパシタCpの容量値は電流I(t)の値を引数とする関数で表される。また、キャパシタCpの容量値は電流I(t)の値に応じて設定してもよい。この場合、キャパシタCpの容量値は電流I(t)の値を引数とする関数で表される。 On the other hand, the capacitance value of the capacitor Cp may be set according to the value of the current I 2 (t). In this case, the capacitance value of the capacitor Cp is represented by a function that takes the value of the current I 2 (t) as an argument. Further, the capacitance value of the capacitor Cp may be set according to the value of the current I (t). In this case, the capacitance value of the capacitor Cp is represented by a function that takes the value of the current I (t) as an argument.

抵抗Rpの抵抗値のみを上述のように電流に応じて設定してもよいし、キャパシタCpの容量値のみを上述のように設定してもよい。抵抗Rpの抵抗値のみを電流に応じて設定する場合、キャパシタCpの容量値は予め定められた値とすることができる。キャパシタCpの容量値のみを電流に応じて設定する場合、抵抗Rpの抵抗値は予め定められた値とすることができる。また、抵抗Rpの抵抗値およびキャパシタCpの容量値の両方の値を上述のように電流に応じて設定してもよい。または、抵抗Rpの抵抗値とキャパシタCpの容量値との積が予め定められた時定数τとなるように両者を設定するようにしてもよい。 Only the resistance value of the resistor Rp may be set according to the current as described above, or only the capacitance value of the capacitor Cp may be set as described above. When only the resistance value of the resistance Rp is set according to the current, the capacitance value of the capacitor Cp can be a predetermined value. When only the capacitance value of the capacitor Cp is set according to the current, the resistance value of the resistor Rp can be a predetermined value. Further, both the resistance value of the resistor Rp and the capacitance value of the capacitor Cp may be set according to the current as described above. Alternatively, both may be set so that the product of the resistance value of the resistance Rp and the capacitance value of the capacitor Cp becomes a predetermined time constant τ.

例えば、抵抗Rpの抵抗値を設定する場合には、電流I(t)の値を変数としたバトラーボルマー式から求められる値を用いて抵抗値を設定することができる。具体的には、式(12)に示すように、上述した係数V、I、αを用いて抵抗Rpの抵抗値を設定することができる。

Figure 0007038530000008
For example, when setting the resistance value of the resistance Rp, the resistance value can be set by using the value obtained from the Butler-Volmer equation with the value of the current I (t) as a variable. Specifically, as shown in the equation (12), the resistance value of the resistance Rp can be set by using the coefficients V 0 , I 0 , and α described above.
Figure 0007038530000008

式(12)の右辺は上述の式(6)の右辺と同じである。よって、先に説明したように式中のF(I(t)/I)をバトラーボルマー式を解くことによって求めることで、抵抗Rpの抵抗値を算出することができる。 The right side of the equation (12) is the same as the right side of the above equation (6). Therefore, the resistance value of the resistance Rp can be calculated by obtaining F (I (t) / I 0 ) in the equation by solving the Butler-Volmer equation as described above.

キャパシタCpの容量値を設定する場合には、例えば、電流I(t)の値を変数とした、スプライン関数、区分直線関数、電流I(t)の値に対して直線であるが正の関数、およびガウス関数などの関数を用いて容量値を設定することができる。図4は、例としてガウス関数で表されるキャパシタCpの容量値の挙動を示す。この例では、電流I(t)の値Iが0付近で容量値が最大となり、そこから、電流I(t)の値Iが減少または増加するにつれて容量値の値が小さくなる。 When setting the capacitance value of the capacitor Cp, for example, a spline function, a piecewise linear function, and a linear but positive function with respect to the value of the current I (t) with the value of the current I (t) as a variable. , And functions such as the Gaussian function can be used to set the capacitance value. FIG. 4 shows the behavior of the capacitance value of the capacitor Cp represented by the Gaussian function as an example. In this example, the capacitance value becomes maximum when the value I of the current I (t) is near 0, and then the value of the capacitance value decreases as the value I of the current I (t) decreases or increases.

内生変数Vp(t)[時刻tにおいて電流I(t)が流れているときの鉛電池1の分極による降下電圧Vp(t)]は、例えば、式(13)により算出することができる。なお、式(13)においてRpは抵抗Rpの抵抗値、CpはキャパシタCpの容量値を示す。

Figure 0007038530000009
The endogenous variable Vp (t) [voltage drop Vp (t) due to polarization of the lead battery 1 when the current I (t) is flowing at time t] can be calculated by, for example, the equation (13). In the equation (13), Rp indicates the resistance value of the resistance Rp, and Cp indicates the capacitance value of the capacitor Cp.
Figure 0007038530000009

(1-5)電池モデルの要点
以上、電池モデル15の構造について説明したが、本実施形態において重要な点は、内生変数Vd(t)[時刻tにおいて電流I(t)が流れているときの鉛電池1の直流内部抵抗による降下電圧]および内生変数Vp(t)[時刻tにおいて電流I(t)が流れているときの鉛電池1の分極による降下電圧]が、パラメータとして外生変数I(t)[時刻tにおいて鉛電池1に流れる電流]を含むことである。以下、この点について説明する。
(1-5) Main points of the battery model The structure of the battery model 15 has been described above, but the important point in this embodiment is that the endogenous variable Vd (t) [current I (t) flows at time t. The drop voltage due to the DC internal resistance of the lead battery 1 at the time] and the endogenous variable Vp (t) [the drop voltage due to the polarization of the lead battery 1 when the current I (t) is flowing at time t] are outside as parameters. The raw variable I (t) [current flowing through the lead battery 1 at time t] is included. This point will be described below.

(2)端子電圧推定値Ve’(t)
図2に示す等価回路11には時刻tにおいて電流I(t)が流れている。このときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve(t)は式(3)により求めることができる。もっとも、図3に示す内生変数Ve(t)[時刻tにおいて電流I(t)が流れているときの鉛電池1の端子電圧推定値]は電池モデル15の一部を構成するが、本実施形態では電流I(t)が流れているときの内生変数Ve(t)自体は算出しない。本実施形態では、図3に示すように、外生変数として鉛電池1の増加見込み電流値Icが与えられたときに、外生変数I(t)[時刻tにおいて鉛電池1に流れる電流]を、電流I(t)の値に代えてI’(t)={I(t)+Ic}の値としたときの式(3)に示す内生変数Ve(t)の値、すなわち、時刻tにおいて電流I’(t)が流れているものとしたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)の値を算出する。
(2) Terminal voltage estimated value Ve'(t)
A current I (t) flows through the equivalent circuit 11 shown in FIG. 2 at time t. The terminal voltage estimated value Ve (t) of the lead battery 1 at this time can be obtained by the equation (3). However, the endogenous variable Ve (t) [estimated terminal voltage of the lead battery 1 when the current I (t) is flowing at time t] shown in FIG. 3 constitutes a part of the battery model 15. In the embodiment, the endogenous variable Ve (t) itself when the current I (t) is flowing is not calculated. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, when the expected increase current value Ic of the lead battery 1 is given as the exogenous variable, the exogenous variable I (t) [current flowing through the lead battery 1 at time t]. Is the value of the endogenous variable Ve (t) shown in the equation (3) when I'(t) = {I (t) + Ic} instead of the value of the current I (t), that is, the time. The value of the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 assuming that the current I'(t) is flowing at t is calculated.

そのためには、式(11)および式(13)にパラメータとして含まれる外生変数I(t)の値をI’(t)={I(t)+Ic}として内生変数Vd’(t)[時刻tにおいて鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧]および内生変数Vp’(t)[時刻tにおいて鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの分極による降下電圧]を算出する。つまり、外生変数としての鉛電池1の増加見込み電流値Icに応じて電池モデル15の外生変数I(t)の値を動かして内生変数Ve’(t)の値を算出する。内生変数Ve’(t)は式(14)により算出することができる。

Figure 0007038530000010
For that purpose, the value of the exogenous variable I (t) included as a parameter in the equations (11) and (13) is set as I'(t) = {I (t) + Ic}, and the endogenous variable Vd'(t) [Drop voltage due to DC internal resistance when current I'(t) is flowing in lead battery 1 at time t] and endogenous variable Vp'(t) [Current I'in lead battery 1 at time t The voltage drop due to polarization when (t) is assumed to be flowing] is calculated. That is, the value of the endogenous variable Ve'(t) is calculated by moving the value of the exogenous variable I (t) of the battery model 15 according to the expected increase current value Ic of the lead battery 1 as the exogenous variable. The endogenous variable Ve'(t) can be calculated by the equation (14).
Figure 0007038530000010

1-2-3.機能ブロック図
上記のような鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)の算出は、電池モデル15がリアルタイムで実行されて始めて電源システム10(電池状態検知装置8)の実用に供される。図5はそのための制御部7の機能ブロック図を示したものである。なお、図5は、時刻t以降の機能ブロック図を示し、時刻tより前の機能ブロック部分は捨象している。
1-2-3. Functional block diagram The calculation of the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 as described above is put into practical use of the power supply system 10 (battery state detection device 8) only when the battery model 15 is executed in real time. .. FIG. 5 shows a functional block diagram of the control unit 7 for that purpose. Note that FIG. 5 shows a functional block diagram after the time t, and the functional block portion before the time t is omitted.

デバイス情報記憶部21には、時刻tより前に演算済の鉛電池1のSOC(t)およびSOHの値が格納されている。デバイス情報記憶部21は、鉛電池1のSOC(t)およびSOHの値を、モデル実行部30を構成するパラメータ設定部31およびVocv(t)演算部32に出力する。式(4)に示したSOC(0)は図示を省略した基準SOC演算部で演算され、時刻0から時刻(t-1)までの間に流れた電流の積算およびSOC(t)の演算は図示を省略したSOC演算部で行われる。また、鉛電池1のSOHはエンジン始動時に図示を省略したSOH演算部で演算される。これらの演算部の機能については後に改めて説明する(1-3-1参照)。 The device information storage unit 21 stores the SOC (t) and SOH values of the lead battery 1 that have been calculated before the time t. The device information storage unit 21 outputs the SOC (t) and SOH values of the lead battery 1 to the parameter setting unit 31 and the Vocv (t) calculation unit 32 constituting the model execution unit 30. The SOC (0) shown in the equation (4) is calculated by the reference SOC calculation unit (not shown), and the integration of the current flowing from the time 0 to the time (t-1) and the calculation of the SOC (t) are performed. It is performed by the SOC calculation unit (not shown). Further, the SOH of the lead battery 1 is calculated by the SOH calculation unit (not shown) when the engine is started. The functions of these arithmetic units will be described later (see 1-3-1).

電流演算部23は、ECUから通信線9を介して電力要求コマンド(Pw_Dmd)を受信すると、使用対象電装品(ECUは既知、CPUは未知)の定格電流値を上述した増加見込み電流値Icとみなして、電流I(t)の値と定格電流値Icとを加算した電流I’(t)の値を演算しモデル実行部30(パラメータ設定部31)に出力する。 When the current calculation unit 23 receives the power request command (Pw_Dmd) from the ECU via the communication line 9, the rated current value of the electrical component to be used (the ECU is known, the CPU is unknown) is set to the above-mentioned expected increase current value Ic. Assuming that, the value of the current I'(t) obtained by adding the value of the current I (t) and the rated current value Ic is calculated and output to the model execution unit 30 (parameter setting unit 31).

ECUのROMには各使用対象電装品の定格電流値が予め記憶されており、ECUのRAMに展開されている。ECUは鉛電池1の放電時に必要に応じて通信線9を介して電力要求コマンドを制御部7に発出する。電力要求コマンドには属性情報として使用対象電装品の定格電流値が含まれている。例えば、使用対象電装品の定格電流値が3.0[A]のときは、Pw_Dmd(3.0)を電力要求コマンドとして送信する。 The rated current value of each electrical component to be used is stored in advance in the ROM of the ECU, and is expanded in the RAM of the ECU. When the lead battery 1 is discharged, the ECU issues a power request command to the control unit 7 via the communication line 9 as needed. The power request command includes the rated current value of the electrical component to be used as attribute information. For example, when the rated current value of the electrical component to be used is 3.0 [A], Pw_Dmd (3.0) is transmitted as a power request command.

モデル実行部30は上述した電池モデル15を実行し時刻(t)において電流I’(t)が流れているものとしたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)の値を判定部24に出力する。モデル実行部30は、パラメータ設定部31、Vocv(t)演算部32、Vd(t)演算部33、Vp(t)演算部34および端子電圧演算部35で構成されている。 The model execution unit 30 executes the battery model 15 described above and determines the value of the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 when the current I'(t) is assumed to be flowing at the time (t). Output to unit 24. The model execution unit 30 includes a parameter setting unit 31, a Vocv (t) calculation unit 32, a Vd (t) calculation unit 33, a Vp (t) calculation unit 34, and a terminal voltage calculation unit 35.

パラメータ設定部31は、デバイス情報記憶部21から受け取ったSOC(t)、SOH、並びに、鉛電池1の温度T(t)の値から上述した抵抗Rd1の抵抗値R、係数V、I、α、定数yを設定し、これらの設定値および電流演算部23で演算された電流I’(t)の値をVd(t)演算部33に出力するとともに、抵抗Rd1の抵抗値Rを除いた設定値および電流演算部23で演算された電流I’(t)の値をVp(t)演算部34に出力する。 The parameter setting unit 31 has a resistance value R 0 , a coefficient V 0 , and I of the above-mentioned resistance Rd 1 from the values of the SOC (t), SOH, and the temperature T (t) of the lead battery 1 received from the device information storage unit 21. 0 , α, and a constant y are set, and these set values and the value of the current I'(t) calculated by the current calculation unit 23 are output to the Vd (t) calculation unit 33, and the resistance value R of the resistance Rd1 is output. The set value excluding 0 and the value of the current I'(t) calculated by the current calculation unit 23 are output to the Vp (t) calculation unit 34.

Vocv(t)演算部32は、パラメータ設定部31から受け取ったSOC(t)、SOH、並びに、鉛電池1の温度T(t)の値から時刻tにおける鉛電池1の開回路電圧Vocv(t)の値を演算し、端子電圧演算部35に出力する。Vd(t)演算部33は、パラメータ設定部31から受け取った設定値および電流I’(t)の値に基づき時刻tにおいて鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Vd’(t)の値を演算して端子電圧演算部35に出力し、Vp(t)演算部34は、パラメータ設定部31から受け取った設定値および電流I’(t)の値に基づき時刻tにおいて鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの分極による降下電圧Vp’(t)の値を演算して端子電圧演算部35に出力する。 The Vocv (t) calculation unit 32 receives the SOC (t) and SOH received from the parameter setting unit 31, and the open circuit voltage Vocv (t) of the lead battery 1 at time t from the values of the temperature T (t) of the lead battery 1. ) Is calculated and output to the terminal voltage calculation unit 35. When the Vd (t) calculation unit 33 assumes that the current I'(t) is flowing through the lead battery 1 at time t based on the set value received from the parameter setting unit 31 and the value of the current I'(t). The value of the drop voltage Vd'(t) due to the DC internal resistance of the above is calculated and output to the terminal voltage calculation unit 35, and the Vp (t) calculation unit 34 receives the set value and the current I'(from the parameter setting unit 31. Based on the value of t), the value of the drop voltage Vp'(t) due to polarization when the current I'(t) is assumed to be flowing in the lead battery 1 at time t is calculated and output to the terminal voltage calculation unit 35. do.

端子電圧演算部35は、Vocv(t)演算部32から受け取った開回路電圧Vocv(t)の値、Vd(t)演算部33から受け取った直流内部抵抗による降下電圧Vd’(t)の値およびVp(t)演算部34から受け取った分極による降下電圧Vp’(t)の値から式(14)により鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)を演算し、判定部24に出力する。 The terminal voltage calculation unit 35 has a value of the open circuit voltage Vocv (t) received from the Vocv (t) calculation unit 32 and a value of the voltage drop Vd'(t) due to the DC internal resistance received from the Vd (t) calculation unit 33. And the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 is calculated by the equation (14) from the value of the voltage drop Vp'(t) due to the polarization received from the Vp (t) calculation unit 34, and output to the determination unit 24. do.

判定部24は、鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)と使用対象電装品が作動可能な最低電圧として予め定められた最低電圧値Vmin(例えば、8.0[V])とを比較し、端子電圧推定値Ve’(t)が最低電圧値Vminより大きいときは使用対象電装品が使用可能と判定し、端子電圧推定値Ve’(t)が最低電圧値Vmin以下のときは使用対象電装品が使用不可と判定する。 The determination unit 24 determines the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 and the minimum voltage value Vmin (for example, 8.0 [V]) predetermined as the minimum voltage at which the electrical component to be used can operate. By comparison, when the terminal voltage estimated value Ve'(t) is larger than the minimum voltage value Vmin, it is determined that the electrical component to be used can be used, and when the terminal voltage estimated value Ve'(t) is equal to or less than the minimum voltage value Vmin. Judge that the electrical equipment to be used cannot be used.

なお、デバイス情報記憶部21、電流演算部23、パラメータ設定部31、各演算部32~35および判定部24、並びに、図3で捨象した基準SOC演算部、SOC演算部およびSOH演算部は、図1に示した制御部7のMPU(ROM、CPU、RAM)で実現される。 The device information storage unit 21, the current calculation unit 23, the parameter setting unit 31, the calculation units 32 to 35 and the determination unit 24, and the reference SOC calculation unit, the SOC calculation unit, and the SOH calculation unit discarded in FIG. 3 are included. It is realized by the MPU (ROM, CPU, RAM) of the control unit 7 shown in FIG.

1-3.動作
次に、本実施形態の電源システム10の動作について、電池状検知装置8の制御部7のMPUのCPU(以下、単にCPUという。)を主体として説明する。
1-3. Operation Next, the operation of the power supply system 10 of the present embodiment will be described mainly by the CPU (hereinafter, simply referred to as CPU) of the MPU of the control unit 7 of the battery-like detection device 8.

1-3-1.一般的動作
(1)基準SOC
走行後のISS車駐車開始時には、ECUはCPUにスリープ指令(省エネモードとする指令)を発出する。スリープ指令を受けたCPUは、鉛電池1の電池状態(温度、電圧、電流等)の検出を停止するとともに、所定時間ごとにECUに出力していた鉛電池1の状態情報(後述)の出力を停止して、スリープ指令を受けたときから一定時間(例えば、鉛電池1の負極の分極状態が解消したとみなされる6時間)が経過したか否かを判断する計時処理のみ行う。この状態で鉛電池1は充放電休止状態となる。
1-3-1. General operation (1) Reference SOC
At the start of parking of the ISS vehicle after traveling, the ECU issues a sleep command (command to set the energy saving mode) to the CPU. The CPU that receives the sleep command stops the detection of the battery status (temperature, voltage, current, etc.) of the lead battery 1 and outputs the status information (described later) of the lead battery 1 that was output to the ECU at predetermined time intervals. Is stopped, and only the timing process for determining whether or not a certain period of time (for example, 6 hours when the polarization state of the negative electrode of the lead battery 1 is considered to be eliminated) has elapsed from the time when the sleep command is received is performed. In this state, the lead battery 1 is in a charge / discharge hibernation state.

CPUは、スリープ指令を受けたときから一定時間が経過したと判断すると、作動モードに移行(アウェーク)し鉛電池1の開回路電圧およびそのときの温度を検出する。次に、検出した鉛電池1の開回路電圧を基準温度における開回路電圧に温度補正し、プログラムデータとして予めMPUのROM(以下、単にROMという。)に格納されMPUのRAM(以下、単にRAMという。)に展開された開回路電圧とSOCとの関係を表すテーブルまたは数式を参照して鉛電池1の基準SOCの値、すなわち、式(4)の右辺第2項に示すSOC(0)の値を演算しその値をRAMに保存する(上述した基準SOC演算部の機能)。そして、CPUは、基準温度における開回路電圧および基準SOCをECUに報知して省エネモードとなる。 When the CPU determines that a certain time has elapsed from the time when the sleep command is received, it shifts to the operation mode (away) and detects the open circuit voltage of the lead battery 1 and the temperature at that time. Next, the detected open circuit voltage of the lead battery 1 is temperature-corrected to the open circuit voltage at the reference temperature, and the program data is stored in advance in the ROM of the MPU (hereinafter, simply referred to as ROM) and the RAM of the MPU (hereinafter, simply RAM). Refer to the table or formula showing the relationship between the open circuit voltage and the SOC developed in ()), that is, the value of the reference SOC of the lead battery 1, that is, the SOC (0) shown in the second term on the right side of the formula (4). The value of is calculated and the value is saved in the RAM (the function of the reference SOC calculation unit described above). Then, the CPU notifies the ECU of the open circuit voltage and the reference SOC at the reference temperature, and enters the energy saving mode.

このような処理は上述した一定時間ごとに繰り返される。なお、上述した一定時間が経過しない場合には、鉛電池1の分極状態が解消されず基準SOCが不正確となるため、そのような状態での開回路電圧の検出やCPUによる基準SOCの演算は行われず、直近に取得していた基準SOCを基準SOCとして取り扱う。 Such processing is repeated at regular time intervals as described above. If the above-mentioned fixed time does not elapse, the polarization state of the lead battery 1 is not eliminated and the reference SOC becomes inaccurate. Therefore, the detection of the open circuit voltage in such a state and the calculation of the reference SOC by the CPU Is not performed, and the most recently acquired standard SOC is treated as the standard SOC.

(2)状態情報
鉛電池1の充放電時に、CPUは、所定時間(電圧および電流については2[ms]、温度については10[ms])ごとに、鉛電池1の電池状態を検出する。すなわち、電流検出回路2に接続されたA/Dコンバータおよび電圧検出回路3に接続されたA/Dコンバータは、鉛電池1に流れる充放電電流および鉛電池1の端子電圧をそれぞれ2[ms]ごとにサンプリングしてRAMに出力し、温度検出回路4に接続されたA/Dコンバータは10[ms]ごとにサンプリングしてRAMに出力する。従って、本実施形態では、鉛電池1に流れる充放電電流および鉛電池1の端子電圧をそれぞれ2[ms]ごとにサンプリングしているため、1時刻の間隔は2[ms]となる。
(2) Status Information During charging / discharging of the lead battery 1, the CPU detects the battery status of the lead battery 1 every predetermined time (2 [ms] for voltage and current, 10 [ms] for temperature). That is, the A / D converter connected to the current detection circuit 2 and the A / D converter connected to the voltage detection circuit 3 have 2 [ms] each of the charge / discharge current flowing through the lead battery 1 and the terminal voltage of the lead battery 1. Each sample is sampled and output to the RAM, and the A / D converter connected to the temperature detection circuit 4 samples every 10 [ms] and outputs the sample to the RAM. Therefore, in the present embodiment, since the charge / discharge current flowing through the lead battery 1 and the terminal voltage of the lead battery 1 are sampled every 2 [ms], the interval of 1 time is 2 [ms].

CPUは、電流値を1時刻(2[ms])ごとに積算することで式(4)に示すSOC(t)の値を演算しRAM(図5に示すデバイス情報記憶部21)に格納する(上述したSOC演算部の機能)。また、CPUは、RAMに直近に格納された温度の値を時刻tにおける温度T(t)の値とみなし、この温度T(t)の値に応じて、RAMに格納された鉛電池1に流れる電流および鉛電池1の端子電圧の値をそれぞれ基準温度における電流値および端子電圧値に温度補正する。 The CPU calculates the value of SOC (t) shown in the equation (4) by integrating the current value every 1 time (2 [ms]) and stores it in the RAM (device information storage unit 21 shown in FIG. 5). (Function of SOC calculation unit described above). Further, the CPU considers the value of the temperature most recently stored in the RAM as the value of the temperature T (t) at the time t, and the lead battery 1 stored in the RAM according to the value of the temperature T (t). The values of the flowing current and the terminal voltage of the lead battery 1 are temperature-corrected to the current value and the terminal voltage value at the reference temperature, respectively.

続いて、CPUは、鉛電池1の状態情報として、直近に演算した温度補正後の端子電圧値およびSOC(t)の値を所定時間(例えば、2[ms])ごとに通信ICおよび通信線9を介してECUに報知する。 Subsequently, the CPU uses the most recently calculated temperature-corrected terminal voltage value and SOC (t) value as the state information of the lead battery 1 every predetermined time (for example, 2 [ms]) in the communication IC and the communication line. Notify the ECU via 9.

(3)SOH
CPUは、ISS車のエンジン始動時(アイドリングストップ後のエンジン再始動時を含む。)にSOHの値を演算(更新)しRAMに格納する。例えば、背景技術欄で挙げた特許文献6(請求項5、7参照)に開示されているように、鉛電池1の残容量から算出した開回路電圧をOCV、エンジン始動時の鉛電池1の最低電圧をVst、ISS車の抵抗をrとしたときに、R={r(OCV-Vst)/Vst}の式により求められる鉛電池1の内部抵抗Rと、鉛電池1のSOHとの関係を予め定めたテーブルやマップを参照してSOHを演算しRAM(図5に示すデバイス情報記憶部21)に格納する(上述したSOH演算部の機能)。なお、ISS車の抵抗rは、エンジン始動時に鉛電池1に流れる最大電流をIstとしたときに、r=(Vst/Ist)の式により求めることができる。
(3) SOH
The CPU calculates (updates) the SOH value when the engine of the ISS vehicle is started (including when the engine is restarted after idling stop) and stores it in the RAM. For example, as disclosed in Patent Document 6 (see claims 5 and 7) mentioned in the background technology column, the open circuit voltage calculated from the remaining capacity of the lead battery 1 is OCV Q , and the lead battery 1 at the time of starting the engine. The internal resistance RQ of the lead battery 1 and the lead battery 1 obtained by the formula RQ = {r (OCV Q −Vst ) / Vst } , where Vst is the minimum voltage of The SOH is calculated by referring to a table or map whose relationship with the SOH is predetermined, and stored in the RAM (device information storage unit 21 shown in FIG. 5) (the function of the SOH calculation unit described above). The resistance r of the ISS vehicle can be obtained by the formula r = (Vst / Ist), where Ist is the maximum current flowing through the lead battery 1 when the engine is started.

1-3-2.特色的動作
次に、図6を参照して、使用対象電装品の使用可否を判定するための電装品使用可否判定処理ルーチンについて説明する。
1-3-2. Characteristic Operation Next, with reference to FIG. 6, a routine for determining the availability of electrical components for determining the availability of electrical components to be used will be described.

電装品使用可否判定処理ルーチンでは、まず、ステップ(以下、「S」と略称する。)102において、鉛電池1が放電状態にあるか否かを判断する。このような判断は、時刻tより前にRAMに格納された温度補正後の電圧値(例えば、V(t-1))を参照して判断することができる。これに代えてまたはこれとともに、時刻tより前にRAMに格納された温度補正後の電流値を参照して判断するようにしてもよい。 In the electrical component availability determination processing routine, first, in step 102 (hereinafter, abbreviated as “S”) 102, it is determined whether or not the lead battery 1 is in the discharged state. Such a determination can be made by referring to the temperature-corrected voltage value (for example, V (t-1)) stored in the RAM before the time t. Alternatively or in conjunction with this, the temperature-corrected current value stored in the RAM before the time t may be referred to for judgment.

否定判断のときは別処理を行って(S104)電装品使用可否判定処理ルーチンを終了する。この別処理には、例えば、上記1-3-1.(1)で説明した基準SOCの演算等が含まれる。一方、肯定判断のときは、電力供給コマンド(Pw_Dmd)を受信したか否かを判断する(S106)。S106での判断が否定のときはS102に戻り、肯定のときはS110に進む。 If a negative determination is made, another process is performed (S104), and the electrical component availability determination process routine is terminated. For this separate processing, for example, the above 1-3-1. The calculation of the reference SOC described in (1) is included. On the other hand, in the case of affirmative determination, it is determined whether or not the power supply command (Pw_Dmd) has been received (S106). If the judgment in S106 is negative, the process returns to S102, and if the judgment is positive, the process proceeds to S110.

S110では、SOC(t)、SOH、温度T(t)の値からルックアップテーブルを参照して抵抗Rd1の抵抗値R、係数V、I、α、定数y(以下、これらを総称してパラメータという。)を設定する。続いて、電力供給コマンド(Pw_Dmd)の属性情報を参照することで増加見込み電流値Ic(使用対象電装品の定格電流値)を取得し、(温度補正後の)電流I(t)の値に増加見込み電流値Icを加えた電流I’(t)の値を演算する(S118)。 In S110, the resistance value R 0 of the resistance Rd1, the coefficient V 0 , I 0 , α, and the constant y (hereinafter, these are collectively referred to) with reference to the look-up table from the values of SOC (t), SOH, and temperature T (t). And set the parameter.). Then, by referring to the attribute information of the power supply command (Pw_Dmd), the expected increase current value Ic (rated current value of the electrical equipment to be used) is acquired, and the current I (t) value (after temperature correction) is obtained. The value of the current I'(t) to which the expected increase current value Ic is added is calculated (S118).

次に、CPUは、時刻tにおける鉛電池1の開回路電圧Vocv(t)、時刻tにおいて鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Vd’(t)および分極による降下電圧Vp’(t)を演算し(S120)、式(14)により時刻tにおいて電流I’(t)が流れているものしたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)を演算する(S122)。 Next, the CPU has an open circuit voltage Vocv (t) of the lead battery 1 at time t, and a voltage drop voltage Vd due to the DC internal resistance when the current I'(t) is flowing through the lead battery 1 at time t. '(T) and the voltage drop due to polarization Vp'(t) are calculated (S120), and the terminal voltage of the lead battery 1 is estimated when the current I'(t) is flowing at time t according to the equation (14). The value Ve'(t) is calculated (S122).

続いて、端子電圧推定値Ve’(t)が予め定められた最低電圧値Vminより大きいか否かを判断し(S124)、肯定判断のときは使用対象電装品が使用可能であると判定して(S126)S130に進み、否定判断のときは使用対象電装品が使用不可であると判定して(S128)S130に進む。S130では、S126またはS128での判定結果を通信ICおよび通信線9を介してECUに報知して(電力要求コマンドに対する答えを返して)S102に戻る。この報知を受けたECUは必要に応じてオルタネータを作動させる。 Subsequently, it is determined whether or not the terminal voltage estimated value Ve'(t) is larger than the predetermined minimum voltage value Vmin (S124), and if it is affirmative, it is determined that the electrical component to be used can be used. Then, the process proceeds to (S126) S130, and if a negative determination is made, it is determined that the electrical component to be used is unusable, and the process proceeds to (S128) S130. In S130, the determination result in S126 or S128 is notified to the ECU via the communication IC and the communication line 9, and the process returns to S102 (returning the answer to the power request command). Upon receiving this notification, the ECU operates the alternator as necessary.

なお、本実施形態において、図2に鉛電池1の放電時の等価回路、図3にその電池モデルの例を示した理由は、図5に示す電力要求コマンド(Pw_Dmd)は鉛電池1の放電時にECUから制御部7に出力されるからである。付言すると、鉛電池1の充電時にはECUの指示でオルタネータが作動しており、電装品にはオルタネータからの電力が供給される。 In this embodiment, the reason why the equivalent circuit at the time of discharging the lead battery 1 is shown in FIG. 2 and the example of the battery model is shown in FIG. 5 is that the power request command (Pw_Dmd) shown in FIG. 5 discharges the lead battery 1. This is because it is sometimes output from the ECU to the control unit 7. In addition, when the lead battery 1 is charged, the alternator is operated according to the instruction of the ECU, and the electric power from the alternator is supplied to the electrical components.

2.第2実施形態
次に、本発明をISS車に搭載可能な14V系電源システムに適用した第2の実施の形態について説明する。本実施形態は、時刻tにおける鉛電池1の端子電圧V(t)の値と、時刻tにおける鉛電池1の端子電圧推定値Ve(t)との電圧差が0となるように抵抗Rd1の抵抗値Rを補正するものである。なお、本実施形態以降の実施形態において、上述した第1実施形態と同一の構成部およびステップには同一の符号を付してその説明を省略し、以下、異なる箇所のみ説明する。
2. 2. Second Embodiment Next, a second embodiment in which the present invention is applied to a 14V system power supply system that can be mounted on an ISS vehicle will be described. In this embodiment, the resistance Rd1 has a resistance Rd1 so that the voltage difference between the value of the terminal voltage V (t) of the lead battery 1 at time t and the estimated terminal voltage Ve (t) of the lead battery 1 at time t becomes 0. The resistance value R 0 is corrected. In the embodiments after this embodiment, the same components and steps as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and only different parts will be described below.

2-1.電池モデル
図7に示すように、本実施形態の電池モデル16では、第1実施形態の電池モデル15(図3参照)に対し、内生変数Ve(t)[時刻tにおいて電流(I)が流れているときの鉛電池1の端子電圧推定値]から外生変数Dv(t)に向けて因果関係を示す矢印が付されている。本実施形態の電池モデル16では内生変数Ve(t)の値を算出する。外生変数Dv(t)は、外生変数V(t)[基準温度値に温度補正後の時刻tにおける鉛電池1の端子電圧]の値と内生変数Ve(t)との電圧差を表す。
2-1. Battery model As shown in FIG. 7, in the battery model 16 of the present embodiment, the endogenous variable Ve (t) [current (I) at time t is different from that of the battery model 15 of the first embodiment (see FIG. 3). An arrow indicating a causal relationship is attached from the terminal voltage estimated value of the lead battery 1 when flowing] toward the exogenous variable Dv (t). In the battery model 16 of the present embodiment, the value of the endogenous variable Ve (t) is calculated. The exogenous variable Dv (t) is the voltage difference between the exogenous variable V (t) [the terminal voltage of the lead battery 1 at the time t after temperature correction to the reference temperature value] and the endogenous variable Ve (t). show.

このため、図7では、外生変数V(t)から外生変数Dv(t)に向けて矢印が付されている。また、外生変数V(t)は基準温度における値に温度補正されるため、外生変数T(t)[時刻tにける鉛電池1の温度]から外生変数V(t)[時刻tにおける鉛電池1の端子電圧]に向けて矢印が付されている。さらに、外生変数Dv(t)の値に応じて抵抗Rd1の抵抗値Rの値を補正するため、外生変数Dv(t)から内生変数Rに向けて矢印が付されている。 Therefore, in FIG. 7, an arrow is attached from the exogenous variable V (t) to the exogenous variable Dv (t). Further, since the exogenous variable V (t) is temperature-corrected to the value at the reference temperature, the exogenous variable V (t) [time t] is changed from the exogenous variable T (t) [the temperature of the lead battery 1 at time t]. The terminal voltage of the lead battery 1 in the above] is indicated by an arrow. Further, in order to correct the value of the resistance value R0 of the resistance Rd1 according to the value of the exogenous variable Dv (t), an arrow is attached from the exogenous variable Dv (t) toward the endogenous variable R0 . ..

2-2.機能ブロック図
図8は、図7に示した電池モデル16を実行するための制御部7の機能ブロック図である。図8では、第1実施形態の機能ブロック図(図5参照)に対し、基準温度値に温度補正後の時刻tにおける鉛電池1の端子電圧V(t)および電圧差演算部25が付加されている。
2-2. Functional block diagram FIG. 8 is a functional block diagram of the control unit 7 for executing the battery model 16 shown in FIG. 7. In FIG. 8, the terminal voltage V (t) of the lead battery 1 and the voltage difference calculation unit 25 at the time t after temperature correction are added to the reference temperature value with respect to the functional block diagram (see FIG. 5) of the first embodiment. ing.

端子電圧演算部35は、第1実施形態とは異なり時刻tにおいて電流(I)が流れているときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve(t)値を式(3)により演算し、その値を電圧差演算部25に出力する。電圧差演算部25は、鉛電池1の端子電圧V(t)の値と端子電圧推定値Ve(t)との電圧差Dv(t)を演算し、電圧差Dv(t)の値をパラメータ設定部31に出力する。 Unlike the first embodiment, the terminal voltage calculation unit 35 calculates the terminal voltage estimated value Ve (t) value of the lead battery 1 when the current (I) is flowing at time t by the equation (3). The value is output to the voltage difference calculation unit 25. The voltage difference calculation unit 25 calculates the voltage difference Dv (t) between the value of the terminal voltage V (t) of the lead battery 1 and the terminal voltage estimated value Ve (t), and sets the value of the voltage difference Dv (t) as a parameter. Output to the setting unit 31.

パラメータ設定部31は、電圧差Dv(t)と抵抗Rd1の抵抗値Rの補正値との関係が予め定められたテーブルまたは数式を参照して抵抗値Rの値を補正し(補正後の抵抗値をRとする。)、Vd(t)演算部33に出力する。Vd(t)演算部33は、式(5)に示す抵抗値Rに代えて抵抗値Rを用いて時刻tにおいて鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの抵抗Rd1による降下電圧Vd1の値を求め、直流内部抵抗による降下電圧Vd’(t)の値を演算する。 The parameter setting unit 31 corrects the value of the resistance value R 0 by referring to a table or mathematical formula in which the relationship between the voltage difference Dv (t) and the correction value of the resistance value R 0 of the resistance Rd 1 is predetermined (after correction). The resistance value of is R 1. ), and is output to the Vd (t) calculation unit 33. When the Vd (t) calculation unit 33 uses the resistance value R1 instead of the resistance value R0 shown in the equation (5) and assumes that the current I'(t) is flowing through the lead battery 1 at time t. The value of the voltage drop Vd1 due to the resistance Rd1 is obtained, and the value of the voltage drop Vd'(t) due to the DC internal resistance is calculated.

2-3.電装品使用可否判定処理ルーチン
図9は、図8に対応してCPUにより実行される電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートを示したものである。本実施形態の電装品使用可否判定処理ルーチンは第1実施形態の電装品使用可否判定処理ルーチンに対し、S110とS122との間の処理が異なっている。
2-3. Electrical Equipment Usability Determination Processing Routine FIG. 9 shows a flowchart of the electrical equipment availability determination processing routine executed by the CPU in accordance with FIG. The electrical component availability determination processing routine of the present embodiment differs from the electrical component availability determination processing routine of the first embodiment between S110 and S122.

すなわち、第1実施形態の電装品使用可否判断処理ルーチンと同様にS110でパラメータを設定した後、S112で鉛電池1の開回路電圧Vocv(t)、時刻tにおいて鉛電池1に電流I(t)が流れているときの直流内部抵抗よる降下電圧Vd(t)、分極による降下電圧Vp(t)の値および端子電圧推定値Ve(t)を演算し、S114において電圧差Dv(t)の値を演算する。次いで、S116で電圧差Dv(t)と抵抗Rd1の抵抗値Rの補正値との関係が予め定められたルックアップテーブルを参照して抵抗値Rを抵抗値Rに補正する。 That is, after setting the parameters in S110 in the same manner as in the electrical component availability determination processing routine of the first embodiment, the open circuit voltage Vocv (t) of the lead battery 1 is set in S112, and the current I (t) is applied to the lead battery 1 at time t. ) Is flowing, the drop voltage Vd (t) due to the DC internal resistance, the value of the drop voltage Vp (t) due to polarization, and the terminal voltage estimated value Ve (t) are calculated, and the voltage difference Dv (t) is calculated in S114. Calculate the value. Next, in S116, the resistance value R 0 is corrected to the resistance value R 1 with reference to a look-up table in which the relationship between the voltage difference Dv (t) and the correction value of the resistance value R 0 of the resistance Rd 1 is predetermined.

続いて、S118において電流値I’(t)を演算し、S121で時刻tにおいて鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Vd’(t)および分極による降下電圧Vp’(t)を演算してS122に進む。なお、第1実施形態の電装品使用可否判定処理ルーチンのS120では開回路電圧Vocv(t)の値も演算しているが、本実施形態でS121において開回路電圧Vocv(t)の値を演算しない理由はS112において開回路電圧Vocv(t)の値を演算済だからである。 Subsequently, the current value I'(t) is calculated in S118, and the voltage drop Vd'(t) due to the DC internal resistance when the current I'(t) is assumed to be flowing in the lead battery 1 at time t in S121. ) And the voltage drop Vp'(t) due to polarization are calculated, and the process proceeds to S122. Although the value of the open circuit voltage Vocv (t) is also calculated in S120 of the electrical component availability determination processing routine of the first embodiment, the value of the open circuit voltage Vocv (t) is calculated in S121 in this embodiment. The reason for not doing so is that the value of the open circuit voltage Vocv (t) has already been calculated in S112.

3.第3実施形態
次に、本発明をISS車に搭載可能な14V系電源システムに適用した第3の実施の形態について説明する。本実施形態は、機能ブロック図の判定部24での判定内容の変形例を示すものである。
3. 3. Third Embodiment Next, a third embodiment in which the present invention is applied to a 14V system power supply system that can be mounted on an ISS vehicle will be described. This embodiment shows a modified example of the determination content in the determination unit 24 of the functional block diagram.

3-1.電池モデル
本実施形態における電池モデルは第1実施形態に示した電池モデル15と同じである(図3参照)。
3-1. Battery model The battery model in this embodiment is the same as the battery model 15 shown in the first embodiment (see FIG. 3).

3-2.機能ブロック図
図10は、図3に示した電池モデル15を実行するための制御部7の別の機能ブロック図である。第1実施形態の機能ブロック図(図5参照)に対し、電装品情報記憶部26が付加されている。なお、電装品情報記憶部26は制御部7のMPU(RAM)および不揮発性メモリに対応する(図1参照)。
3-2. Functional block diagram FIG. 10 is another functional block diagram of the control unit 7 for executing the battery model 15 shown in FIG. An electrical component information storage unit 26 is added to the functional block diagram (see FIG. 5) of the first embodiment. The electrical component information storage unit 26 corresponds to the MPU (RAM) and the non-volatile memory of the control unit 7 (see FIG. 1).

ECUのROMには各使用対象電装品を特定するためのデフォルト値、各使用対象電装品の定格電流値および鉛電池1の放電時の各使用対象電装品の電力供給優先順位(以下、これらを総称して電装品情報という。)が予め記憶されており、電装品情報はECUのRAMに展開されている。電源システム10がISS車に搭載された当初、ECUは制御部7(CPU)の要求に応じて通信線9を介して制御部7に電装品情報を送信する。制御部7は受信した電装品情報を電装品情報記憶部26(不揮発性メモリ)に記憶する。 In the ROM of the ECU, the default value for specifying each target electrical component, the rated current value of each target electrical component, and the power supply priority of each target electrical component when the lead battery 1 is discharged (hereinafter, these are stored). (Generally referred to as electrical component information)) is stored in advance, and the electrical component information is expanded in the RAM of the ECU. Initially, when the power supply system 10 is mounted on the ISS vehicle, the ECU transmits electrical component information to the control unit 7 via the communication line 9 in response to a request from the control unit 7 (CPU). The control unit 7 stores the received electrical component information in the electrical component information storage unit 26 (nonvolatile memory).

また、ECUは各使用対象電装品の使用開始、使用停止のたびにその情報(Acc_Info)を制御部7に報知する。このため、電装品情報記憶部26(RAM)には上述した電装品情報に加え各使用対象電装品の使用状態に関する情報(以下、使用状態情報という。)が記憶(展開)されている。 Further, the ECU notifies the control unit 7 of the information (Acc_Info) each time the use of each electric component to be used is started or stopped. Therefore, in addition to the above-mentioned electrical component information, information regarding the usage status of each electrical component to be used (hereinafter referred to as usage status information) is stored (expanded) in the electrical component information storage unit 26 (RAM).

電力供給コマンド(Pw_Dmd)の属性情報には、上述した第1実施形態とは異なり使用対象電装品を特定するためのデフォルト値が用いられる。例えば、パワーウインドにデフォルト値7が割り当てられている場合に、電力供給コマンドはPw_Dmd(7)となる。また、例えば、スタータ(セルモータ)およびエンジンポンプにそれぞれデフォルト値3、4が割り当てられており、両者について同時に電力供給コマンドを発出する際は、Pw_Dmd(3,4)となる。 Unlike the first embodiment described above, the attribute information of the power supply command (Pw_Dmd) uses a default value for specifying the electrical component to be used. For example, if the power window is assigned a default value of 7, the power supply command will be Pw_Dmd (7). Further, for example, default values 3 and 4 are assigned to the starter (starter motor) and the engine pump, respectively, and when issuing a power supply command for both at the same time, it becomes Pw_Dmd (3,4).

電流演算部23は、電力要求コマンド(Pw_Dmd)を受信すると、電力要求コマンドの属性情報に基づき電装品情報記憶部26に記憶された当該使用対象電装品の定格電流値を参照し(使用対象電装品が複数の場合は当該使用対象電装品の定格電流値の合計を演算して)、定格電流値を増加見込み電流値Icとみなして上述したI’(t)={I(t)+Ic}の値を演算する。また、電流演算部23は判定部24の要求に従って電装品情報記憶部26に記憶された他の使用対象電装品のうち使用中の電装品の定格電流値を参照し、当該定格電流値を減少見込み電流値ImとみなしてI’(t)={I(t)+Ic-Im}の値等も演算する。 Upon receiving the power request command (Pw_Dmd), the current calculation unit 23 refers to the rated current value of the electrical component to be used stored in the electrical component information storage unit 26 based on the attribute information of the power request command (electrical device to be used). If there are multiple products, calculate the total rated current value of the electrical equipment to be used), consider the rated current value as the expected increase current value Ic, and consider the above-mentioned I'(t) = {I (t) + Ic}. Calculate the value of. Further, the current calculation unit 23 refers to the rated current value of the electrical component in use among the other electrical components to be used stored in the electrical component information storage unit 26 according to the request of the determination unit 24, and reduces the rated current value. The value of I'(t) = {I (t) + Ic-Im} is also calculated by regarding it as the expected current value Im.

判定部24は、電装品情報記憶部26(RAM)に記憶された電装品情報を参照して電力要求コマンドに対する判定を行うが、その際、使用状態情報も参照して判定を行う。以下、これら電流演算部23および判定部24の機能について図11を参照して詳細を説明する。 The determination unit 24 makes a determination for the power request command with reference to the electrical component information stored in the electrical component information storage unit 26 (RAM), but at that time, the determination unit 24 also makes a determination with reference to the usage state information. Hereinafter, the functions of the current calculation unit 23 and the determination unit 24 will be described in detail with reference to FIG.

3-3.電装品使用可否判定処理ルーチン
図11は、図10に対応してCPUにより実行される電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートを示したものである。
3-3. Electrical Equipment Usability Determination Processing Routine FIG. 11 shows a flowchart of the electrical equipment availability determination processing routine executed by the CPU in accordance with FIG. 10.

CPUは、S106で肯定判断のときは、RAMに展開されているSOC(t)およびSOH、並びに、温度T(t)の値を読み出して既に説明したようにパラメータを設定する(S110)。次に、電力要求コマンドの属性情報に基づきRAMを参照して使用対象電装品の定格電流値を読み出して(S115)、電流I’(t)の値を演算する(S118)。 When the affirmative judgment is made in S106, the CPU reads out the values of the SOC (t) and SOH expanded in the RAM and the temperature T (t) and sets the parameters as described above (S110). Next, the rated current value of the electrical component to be used is read out with reference to the RAM based on the attribute information of the power request command (S115), and the value of the current I'(t) is calculated (S118).

次いで、開回路電圧Vocv(t)、鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Vd’(t)、分極による降下電圧Vp’(t)の値を演算する(S120)。 Next, the open circuit voltage Vocv (t), the voltage drop Vd'(t) due to the DC internal resistance when the current I'(t) is flowing in the lead battery 1, and the voltage drop Vp'(t) due to polarization. The value of is calculated (S120).

次にS120で演算した値から電流I’(t)が流れているもとしたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)を演算し(S122)、次のS124において演算した端子電圧推定値Ve’(t)の値が予め定められた最低電圧値Vminより大きいか否かを判断する(S124)。この判断が肯定のときはS146に進み、否定のときはRAMに展開された電装品情報および使用状態情報を参照して、電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品より優先度(優先順位)の低い電装品を使用中か否かを判断する(S132)。 Next, the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 when the current I'(t) is flowing is calculated from the value calculated in S120 (S122), and the terminal calculated in the next S124. It is determined whether or not the value of the estimated voltage value Ve'(t) is larger than the predetermined minimum voltage value Vmin (S124). If this judgment is affirmative, the process proceeds to S146, and if it is negative, the electrical component information and usage status information expanded in the RAM are referred to, and the priority is given to the electrical component to be used specified in the attribute information of the power request command. It is determined whether or not an electrical component having a low priority) is being used (S132).

S132において否定判断のときは、電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品は使用不可であると判定して(S134)S148に進み、S132において肯定判断のときは、使用中の電装品のうち最も優先度の低い電装品の消費電流値ImをRAMから読み出して(S136)、当該最も優先度の低い電装品の使用を停止し電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品を使用したものとしたときの電流I’(t)[I’(t)={I(t)+Ic-Im}]の値を演算する(S138)。 If a negative judgment is made in S132, it is determined that the electrical equipment to be used specified in the attribute information of the power request command cannot be used, and the process proceeds to (S134) S148. If a positive judgment is made in S132, the electrical equipment in use is determined. The current consumption value Im of the electrical component with the lowest priority is read from the RAM (S136), the use of the electrical component with the lowest priority is stopped, and the electrical component to be used specified by the attribute information of the power request command is used. The value of the current I'(t) [I'(t) = {I (t) + Ic-Im}] when the product is used is calculated (S138).

続いて、鉛電池1にS138で演算した電流I’(t)が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Vd’(t)、分極による降下電圧Vp’(t)を演算し(S140)、次いで鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)を演算する(S142)。次に、鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)が最低電圧値Vmimより大きいか否かを判定する(S144)。 Subsequently, the drop voltage Vd'(t) due to the DC internal resistance and the drop voltage Vp'(t) due to polarization when the current I'(t) calculated in S138 is flowing in the lead battery 1 are calculated. (S140), then the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 is calculated (S142). Next, it is determined whether or not the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 is larger than the minimum voltage value Vmim (S144).

S144において、肯定判断のときは電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品は使用可能であるが、より優先度の低い電装品の使用を停止する必要があると判定して(S146)S148に進み、否定判断のときは次に優先度の低い電装品について上記と同様の判定をするためS132に戻る。なお、後者の判断の場合には、最も優先度の低い電装品の使用を停止するとの想定の上で次に優先度の低い電装品について同様の判定をする。続いてS134、S146での判定結果をECUに報知して(S148)S102に戻る。この報知を受けたECUは、車両状況に応じて使用中の一部電装品の継続使用の停止やオルタネータの作動を決定する。 In S144, when the affirmative judgment is made, it is determined that the electrical component to be used specified in the attribute information of the power request command can be used, but it is necessary to stop the use of the electrical component having a lower priority (S146). ) Proceed to S148, and if a negative judgment is made, the next lower priority electrical component is returned to S132 in order to make the same judgment as above. In the latter case, the same judgment is made for the next lowest priority electrical component on the assumption that the use of the lowest priority electrical component will be stopped. Subsequently, the determination results in S134 and S146 are notified to the ECU (S148), and the process returns to S102. Upon receiving this notification, the ECU determines to stop the continuous use of some of the electrical components in use and to operate the alternator according to the vehicle conditions.

4.作用効果等
次に、上記実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)の作用効果等について説明する。
4. Action and effect, etc. Next, the action and effect of the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the above embodiment will be described.

4-1.作用効果
上記実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)の制御部7は、鉛電池1に電流I(t)が流れているときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve(t)を、[(鉛電池1の開回路電圧Vocv(t))-{(直流内部抵抗による降下電圧Vd(t))+(分極による降下電圧Vp(t))}]の式により算出するための電池モデルを実行する。直流内部抵抗による降下電圧Vd(t)および分極による降下電圧Vp(t)はともに電流I(t)をパラメータとして含み電流依存性を有している。制御部7は、降下電圧Vd(t)、降下電圧Vp(t)中にパラメータとして含まれる電流I(t)を、電流I(t)に代えて電流I(t)に増減見込み電流値Ic(Im)を加えた電流I’(t)として、電流I’(t)が鉛電池1に流れたものとしたときの降下電圧Vd’(t)、降下電圧Vp’(t)を演算する。そして、鉛電池1に電流I’(t)が流れているものとしたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)を、Ve’(t)={Vocv(t)-(Vd’(t)+Vp’(t)}の式により演算する。このため、上記実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)によれば、増減見込み電流値Icが与えられたときに、降下電圧Vd(t)、降下電圧Vp(t)中にパラメータとして含まれる電流I(t)の値を変更して鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)を演算するので、鉛電池1の増減見込み電流値Icが判明している際の鉛電池1の端子電圧推定値V’eを精度よく演算することができる。
4-1. Action Effect The control unit 7 of the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the above embodiment determines the terminal voltage estimated value Ve (t) of the lead battery 1 when the current I (t) is flowing through the lead battery 1. , [(Open circuit voltage of lead battery 1 Vocv (t))-{(Drop voltage Vd (t) due to DC internal resistance) + (Drop voltage Vp (t) due to polarization)}] Run the model. Both the voltage drop Vd (t) due to the DC internal resistance and the voltage drop Vp (t) due to polarization include the current I (t) as a parameter and have a current dependence. The control unit 7 changes the current I (t) included as a parameter in the drop voltage Vd (t) and the drop voltage Vp (t) to the current I (t) instead of the current I (t), and the expected current value Ic. As the current I'(t) to which (Im) is added, the drop voltage Vd'(t) and the drop voltage Vp'(t) when the current I'(t) flows through the lead battery 1 are calculated. .. Then, the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 assuming that the current I'(t) is flowing through the lead battery 1 is set to Ve'(t) = {Vocv (t)-(Vd). It is calculated by the formula'(t) + Vp'(t)}. Therefore, according to the power supply system 10 (battery state detecting device 8) of the above embodiment, when the expected increase / decrease current value Ic is given, the voltage drops. Since the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 is calculated by changing the value of the current I (t) included as a parameter in the voltage Vd (t) and the drop voltage Vp (t), the lead battery 1 It is possible to accurately calculate the terminal voltage estimated value V'e of the lead battery 1 when the expected increase / decrease current value Ic is known.

また、上記実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)の制御部7は、使用対象電装品の定格電流値を増減見込み電流値Icとみなして鉛電池1の端子電圧推定値V’e(t)を演算し(図6のS122参照)、演算した端子電圧推定値V’e(t)と使用対象電装品が作動可能な最低電圧値Vmimとを比較して(S124)使用対象電装品の使用可否の判定をする(S126、S128)。上記実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)によれば、上記のとおり鉛電池1の端子電圧推定値V’eを精度よく演算することができるため、使用対象電装品の使用可否を正確に判定することできる。従って、例えば、ISS車やμHEVのアイドリングストップの前後またはストップ中に、エンジン再始動が可能か否かを正確に判定することができる。 Further, the control unit 7 of the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the above embodiment regards the rated current value of the electrical component to be used as the expected increase / decrease current value Ic, and determines the terminal voltage of the lead battery 1 V'e. (T) is calculated (see S122 in FIG. 6), and the calculated terminal voltage estimated value V'e (t) is compared with the lowest voltage value Vmim in which the target electrical component can operate (S124). It is determined whether or not the product can be used (S126, S128). According to the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the above embodiment, since the terminal voltage estimated value V'e of the lead battery 1 can be calculated accurately as described above, whether or not the electrical component to be used can be used is determined. It can be determined accurately. Therefore, for example, it is possible to accurately determine whether or not the engine can be restarted before, after, or during the idling stop of the ISS vehicle or μHEV.

さらに、上記第2実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)の制御部7は、実測した鉛電池1の端子電圧を基準温度で温度補正した端子電圧V(t)の値と電流I(t)が流れているときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve(t)との電圧差Dv(t)を演算し、この電圧差Dv(t)の値が0となるように(鉛電池1の端子電圧V(t)の値と端子電圧推定値Ve(t)とが等しくなるように)抵抗Rd1の抵抗値Rを補正した後に、電流I’(t)が流れているものとしたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)を演算する。このため、第2実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)によれば、鉛電池1の増減見込み電流値Icが判明している際の鉛電池1の端子電圧推定値V’eを高精度で演算することができる。 Further, the control unit 7 of the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the second embodiment has a terminal voltage V (t) and a current I obtained by temperature-correcting the actually measured terminal voltage of the lead battery 1 at a reference temperature. The voltage difference Dv (t) from the terminal voltage estimated value Ve (t) of the lead battery 1 when (t) is flowing is calculated so that the value of this voltage difference Dv (t) becomes 0 (lead). A current I'(t) is flowing after correcting the resistance value R0 of the resistance Rd1 (so that the value of the terminal voltage V (t) of the battery 1 and the estimated terminal voltage Ve (t) are equal to each other). The terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 is calculated. Therefore, according to the power supply system 10 (battery state detecting device 8) of the second embodiment, the terminal voltage estimated value V'e of the lead battery 1 when the expected increase / decrease current value Ic of the lead battery 1 is known. It can be calculated with high accuracy.

また、上記第3実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)の制御部7では、RAM(電装品情報記憶部26)に電装品情報および使用状態情報が展開されており、ECUから属性情報として使用対象電装品のデフォルト値を含む電力要求コマンド(Pw_Dmd)を受信した際に、優先度の低い使用中の電装品の使用を停止することを条件に使用対象電装品が使用可能か否かを判定し、その結果をECUに報知する。このため、第3実施形態の電源システム10(電池状態検知装置8)によれば、ECUは制御部7の判定結果に従って優先度の低い使用中の電装品の使用を停止するか、オルタネータを作動させるか等の決定を適正に行うことができる。さらに、電力要求コマンドの属性情報に複数のデフォルト値を含めることができるため、例えばエンジン始動時のように複数の電装品を同時に作動させる必要がある場合に、使用対象電装品ごとに逐一使用可能か否かを制御部7に問い合わせる(電力要求コマンドを発出する)必要もなくなる。 Further, in the control unit 7 of the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the third embodiment, the electrical component information and the usage status information are expanded in the RAM (electrical component information storage unit 26), and the attributes are attributed from the ECU. Whether or not the electric component to be used can be used on condition that the use of the low-priority electric component in use is stopped when the power request command (Pw_Dmd) including the default value of the electric component to be used is received as information. Is determined, and the result is notified to the ECU. Therefore, according to the power supply system 10 (battery state detection device 8) of the third embodiment, the ECU stops using the low-priority electrical components in use or operates the alternator according to the determination result of the control unit 7. It is possible to make an appropriate decision as to whether or not to let it. Furthermore, since multiple default values can be included in the attribute information of the power request command, it can be used one by one for each electrical component to be used when it is necessary to operate multiple electrical components at the same time, for example, when starting an engine. There is no need to inquire the control unit 7 (issue a power request command) as to whether or not it is.

4-2.変形例
なお、上記実施形態では、蓄電デバイスに鉛電池1を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鉛電池1に代えて、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ等を用いるようにしてもよい。
4-2. Modifications In the above embodiment, the lead battery 1 is exemplified as the power storage device, but the present invention is not limited thereto. For example, instead of the lead battery 1, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, a lithium ion battery, a lithium ion capacitor, or the like may be used.

また、上記実施形態では、外生変数として鉛電池1の増減見込み電流値Ic(Im)が与えられたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)の値を演算する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。外生変数として鉛電池1の鉛電池1の増減見込み電力値Wが与えられたときの鉛電池1の端子電圧推定値Ve’(t)の値を演算するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, an example of calculating the value of the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 when the expected increase / decrease current value Ic (Im) of the lead battery 1 is given as the exogenous variable is shown. However, the present invention is not limited to this. The value of the terminal voltage estimated value Ve'(t) of the lead battery 1 when the expected increase / decrease power value W of the lead battery 1 of the lead battery 1 is given as an exogenous variable may be calculated.

このような態様では、外生変数の増減見込み電力値Wから鉛電池1の増減見込み電流値Icを算出すればよく、例えば図3の電池モデル15では、外生変数の増減見込み電力値Wから外生変数の増減見込み電流値Icに向けて因果関係を示す矢印が付加される。外生変数の増減見込み電力値Wから鉛電池1の増減見込み電流値Icを得るには、例えば、増減見込み電力値Wを鉛電池1の公称電圧値(12[V])で割ることにより得られる電流値を増減見込み電流値Icとしたり、増減見込み電力値Wを実測した電圧値V(t)で割ることにより得られる電流値を増減見込み電流値Icとしたりしてもよい。このような演算は例えば図5に示す電流演算部23で行われ、CPUにより例えば図6のS118で実行される。 In such an embodiment, the expected increase / decrease current value Ic of the lead battery 1 may be calculated from the expected increase / decrease power value W of the exogenous variable. For example, in the battery model 15 of FIG. 3, the expected increase / decrease power value W of the exogenous variable may be calculated. An arrow indicating a causal relationship is added toward the expected increase / decrease current value Ic of the exogenous variable. To obtain the expected increase / decrease current value Ic of the lead battery 1 from the expected increase / decrease power value W of the exogenous variable, for example, it is obtained by dividing the expected increase / decrease power value W by the nominal voltage value (12 [V]) of the lead battery 1. The current value obtained may be the expected increase / decrease current value Ic, or the current value obtained by dividing the expected increase / decrease power value W by the measured voltage value V (t) may be the expected increase / decrease current value Ic. Such an operation is performed, for example, by the current calculation unit 23 shown in FIG. 5, and is executed by the CPU, for example, in S118 of FIG.

また、上記第3実施形態では、電装品情報として、各使用対象電装品を特定するためのデフォルト値、各使用対象電装品の定格電流値および鉛電池1の放電時の各使用対象電装品の電力供給優先順位を例示したが、各使用対象電装品の定格電流値に代えて各使用対象電装品の定格電力値を用いるようにしてもよい。このような態様では、各使用対象電装品の定格電力値を例えば鉛電池1の公称電圧値(12[V])で割ることにより得られる電流値を各使用対象電装品の定格電流値として不揮発性メモリに格納すればよい。 Further, in the third embodiment, as the electrical component information, the default value for specifying each electrical component to be used, the rated current value of each electrical component to be used, and the electrical component to be used when the lead battery 1 is discharged are used. Although the power supply priority is illustrated, the rated power value of each electric component to be used may be used instead of the rated current value of each electric component to be used. In such an embodiment, the current value obtained by dividing the rated power value of each electric component to be used by, for example, the nominal voltage value (12 [V]) of the lead battery 1, is non-volatile as the rated current value of the electric component to be used. It may be stored in the sex memory.

さらに、上記実施形態では、SOC(t)、SOH、温度T(t)の値からルックアップテーブルを参照してパラメータを設定する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、SOC(t)の値からパラメータを設定したり、SOC(t)をSOHや温度で補正して補正後のSOC(t)からパラメータを設定したりするようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, an example of setting parameters by referring to a look-up table from the values of SOC (t), SOH, and temperature T (t) has been shown, but the present invention is not limited thereto. .. For example, the parameter may be set from the value of SOC (t), or the parameter may be set from the corrected SOC (t) by correcting the SOC (t) with SOH or temperature.

また、上記実施形態では、鉛電池1の放電時の等価回路やその電池モデルを例示したが、本発明はこれに限るものではなく、鉛電池1の充電時や休止時を含む等価回路に対応した電池モデルを用いるようにしてもよい。その場合には、上述した式(1)を、V(t)={Vocv(t)+Vd(t)+Vp(t)}とし、鉛電池1の状態に応じて符号を変えればよい。 Further, in the above embodiment, the equivalent circuit at the time of discharging the lead battery 1 and its battery model are exemplified, but the present invention is not limited to this, and corresponds to the equivalent circuit including the charging time and the hibernation time of the lead battery 1. The battery model may be used. In that case, the above-mentioned equation (1) may be changed to V (t) = {Vocv (t) + Vd (t) + Vp (t)}, and the code may be changed according to the state of the lead battery 1.

さらに、上記実施形態では、発明の把握を容易にするために、直流内部抵抗による降下電圧Vd(t)や分極による降下電圧Vp(t)を演算するためのパラメータや内生変数の数をできるだけ少なくした例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、パラメータや内生変数は、鉛電池1の端子電圧推定値Ve(t)が鉛電池1の端子電圧V(t)をある程度広い(電池状態)範囲で精度よく模擬できるものであればよい。また、電流I(t)とSOCとを含めば、例えば電池モデルの精度を高めるために他の外生変数を含むようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, in order to facilitate understanding of the invention, the number of parameters and endogenous variables for calculating the drop voltage Vd (t) due to the DC internal resistance and the drop voltage Vp (t) due to polarization can be set as much as possible. Although a small number of examples have been shown, the present invention is not limited to this, and the parameters and endogenous variables are such that the terminal voltage estimated value Ve (t) of the lead battery 1 is the terminal voltage V (t) of the lead battery 1. Anything that can accurately simulate a wide range (battery state) to some extent. Further, if the currents I (t) and SOC are included, other exogenous variables may be included in order to improve the accuracy of the battery model, for example.

また、上記第2実施形態では、Dv(t)を外生変数とした例を示したが、図12に示す電池モデル17のように内生変数とするようにしてもよい。さらに、第2実施形態では、発明の把握を容易にするために、直流内部抵抗を構成する抵抗Rd1、Rd2のうち抵抗Rd1の抵抗値Rを補正(抵抗Rd1による降下電圧Vd(t)を補正)する例を示したが、これに代えてまたはこれとともに、抵抗Rd2の抵抗値を決定するパラメータを補正(抵抗Rd2による降下電圧Vd(t)を補正)したり、抵抗Vp(t)の抵抗値やキャパシタCp(t)の容量値を決定するパラメータを補正(分極による電圧降下Vp(t)を補正)したりするようにしてもよい。 Further, in the second embodiment, an example in which Dv (t) is used as an exogenous variable is shown, but it may be set as an endogenous variable as in the battery model 17 shown in FIG. Further, in the second embodiment, in order to facilitate understanding of the invention, the resistance value R0 of the resistance Rd1 among the resistances Rd1 and Rd2 constituting the DC internal resistance is corrected (the voltage drop Vd (t) due to the resistance Rd1 is corrected. An example of correction) is shown, but instead of or in combination with this, the parameter for determining the resistance value of the resistance Rd2 is corrected (correction of the voltage drop Vd (t) due to the resistance Rd2), or the resistance Vp (t) is corrected. The parameters that determine the resistance value and the capacitance value of the capacitor Cp (t) may be corrected (correcting the voltage drop Vp (t) due to polarization).

さらにまた、上記第3実施形態では、最低電圧値Vmin(閾値)を使用対象電装品に対し一律に設定した例を示したが、本発明はこれに制約されることなく、使用対象電装品ごとに設定するようにしてもよい。例えば、電装品のうちエンジン始動に直接関連する電装品については他の電装品とは別に設定するようにしてもよく、複数の使用対象電装品が同時に使用される場合にはそれらの電装品のうち作動可能な最低電圧が最も大きいものを最低電圧値Vminとするようにしてもよい。 Furthermore, in the third embodiment, an example in which the minimum voltage value Vmin (threshold value) is uniformly set for the electrical component to be used is shown, but the present invention is not limited to this and is used for each electrical component to be used. It may be set to. For example, among the electrical components, the electrical components directly related to the engine start may be set separately from the other electrical components, and when multiple electrical components to be used are used at the same time, those electrical components may be set separately. Of these, the one with the largest operable minimum voltage may be set to the minimum voltage value Vmin.

さらに、上記実施形態では、電源システム10(電池状態検知装置8)を構成する各回路のサンプリングレート等の具体的数値を例示したが、本発明はこれに制限されるものではない。そして、上記実施形態では14V系電源システム10を例示したが、本発明はこれに制約されることなく、例えば、42V系電源システム等の14V系電源システム以外の電源システム(電池状態検知装置)にも適用可能である。 Further, in the above embodiment, specific numerical values such as a sampling rate of each circuit constituting the power supply system 10 (battery state detection device 8) are exemplified, but the present invention is not limited thereto. The 14V power supply system 10 is exemplified in the above embodiment, but the present invention is not limited to this, and for example, a power supply system (battery state detection device) other than the 14V power supply system such as a 42V power supply system can be used. Is also applicable.

本発明は蓄電デバイスの端子電圧を精度よく推測できるデバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車を提供するものであるため、デバイス状態検知装置、電源システムや自動車の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 The present invention provides a device state detection device, a power supply system, and an automobile that can accurately estimate the terminal voltage of a power storage device, and thus contributes to the manufacture and sale of the device state detection device, the power supply system, and the automobile. Has the availability of.

1 鉛電池(蓄電デバイス)
2 電流検出回路(電流測定手段の一部)
3 電圧検出回路(電圧測定手段の一部)
4 温度検出回路(温度測定手段の一部)
5 電流センサ(電流測定手段の一部)
6 温度センサ(温度測定手段の一部)
7 制御部(電流測定手段の一部、電圧測定手段の一部、温度測定手段の一部、SOC演算手段、SOH演算手段、モデル実行手段、判定手段、電圧差演算手段)
8 電池状態検知装置(デバイス状態検知装置)
10 電源システム
15~17 電池モデル(デバイスモデル)
24 判定部
25 電圧差演算部
30 モデル実行部
1 Lead-acid battery (power storage device)
2 Current detection circuit (part of current measuring means)
3 Voltage detection circuit (part of voltage measuring means)
4 Temperature detection circuit (part of temperature measuring means)
5 Current sensor (part of current measuring means)
6 Temperature sensor (part of temperature measuring means)
7 Control unit (part of current measuring means, part of voltage measuring means, part of temperature measuring means, SOC calculation means, SOH calculation means, model execution means, determination means, voltage difference calculation means)
8 Battery status detection device (device status detection device)
10 Power supply system 15-17 Battery model (device model)
24 Judgment unit 25 Voltage difference calculation unit 30 Model execution unit

Claims (11)

車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置において、
前記蓄電デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電デバイスの充電状態(SOC)を演算するSOC演算手段と、
前記蓄電デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記SOC演算手段で演算されたSOCを外生変数とし前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Veを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、
を備え、
前記モデル実行手段は、前記蓄電デバイスの増減見込み電流値Icまたは増減見込み電力値Wが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ve’を演算するものであって、
前記外生変数としての前記電流測定手段で測定された電流を該測定された電流の値Iに代えて該測定された電流の値Iに前記増減見込み電流値Icまたは前記増減見込み電力値Wから算出された増減見込み電流値Icを加えた値(I+Ic)としたときの前記端子電圧推定値Ve’を演算することを特徴とするデバイス状態検知装置。
In the device status detection device that detects the status of the power storage device mounted on the vehicle,
A current measuring means for measuring the current flowing through the power storage device,
An SOC calculation means for calculating the charge state (SOC) of the power storage device, and
It is a model simulating the equivalent circuit of the power storage device, and at least the current measured by the current measuring means and the SOC calculated by the SOC calculation means are used as exogenous variables to calculate the terminal voltage estimated value Ve of the power storage device. Model execution means to execute the device model for
Equipped with
The model executing means calculates the terminal voltage estimated value Ve'of the power storage device when the expected increase / decrease current value Ic or the expected power increase / decrease power value W of the power storage device is given as an exogenous variable of the device model. There,
The current measured by the current measuring means as the exogenous variable is replaced with the measured current value I to the measured current value I from the expected increase / decrease current value Ic or the expected increase / decrease power value W. A device state detection device, characterized in that the terminal voltage estimated value Ve'is calculated when the calculated value (I + Ic) is added to the expected increase / decrease current value Ic.
車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置において、
前記蓄電デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電デバイスの充電状態(SOC)を演算するSOC演算手段と、
前記蓄電デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記SOC演算手段で演算されたSOCを外生変数とし前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Veを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、
前記車両に搭載された電装品の使用可否を判定する判定手段と、
を備え、
前記モデル実行手段は、前記蓄電デバイスの増減見込み電流値Icまたは増減見込み電力値Wが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ve’を演算し、
前記判定手段は、前記電装品の定格電流値を前記増減見込み電流値Icとしたときまたは前記電装品の定格電力値から算出された電流値を前記増減見込み電流値Icとしたときの前記モデル実行手段で演算された前記端子電圧推定値Ve’と、予め設定された閾値とを比較することで前記電装品の使用可否を判定することを特徴とするデバイス状態検知装置。
In the device status detection device that detects the status of the power storage device mounted on the vehicle,
A current measuring means for measuring the current flowing through the power storage device,
An SOC calculation means for calculating the charge state (SOC) of the power storage device, and
It is a model simulating the equivalent circuit of the power storage device, and at least the current measured by the current measuring means and the SOC calculated by the SOC calculation means are used as exogenous variables to calculate the terminal voltage estimated value Ve of the power storage device. Model execution means to execute the device model for
A determination means for determining whether or not the electrical components mounted on the vehicle can be used, and
Equipped with
The model executing means calculates the terminal voltage estimated value Ve'of the power storage device when the expected increase / decrease current value Ic or the expected power increase / decrease power value W of the power storage device is given as an exogenous variable of the device model.
The determination means executes the model when the rated current value of the electrical component is the expected increase / decrease current value Ic or when the current value calculated from the rated power value of the electrical component is the expected increase / decrease current value Ic. A device state detection device characterized in that it determines whether or not the electrical component can be used by comparing the terminal voltage estimated value Ve'calculated by the means with a preset threshold value.
前記デバイスモデルは、内生変数として、前記蓄電デバイスの開回路電圧Vocv、前記蓄電デバイスの直流内部抵抗による降下電圧Vdおよび前記蓄電デバイスの分極による降下電圧Vpを含み、前記端子電圧推定値VeをVe={Vocv-(Vd+Vp)}として算出するための前記蓄電デバイスの放電時の等価回路を模擬したモデルであることを特徴とする請求項1又は2に記載のデバイス状態検知装置。 The device model includes, as endogenous variables, the open circuit voltage Vov of the power storage device, the drop voltage Vd due to the DC internal resistance of the power storage device, and the drop voltage Vp due to the polarization of the power storage device, and obtains the terminal voltage estimated value Ve. The device state detection device according to claim 1 or 2, wherein the model is a model simulating an equivalent circuit at the time of discharging of the power storage device for calculation as Ve = {Vocv- (Vd + Vp)}. 前記等価回路は、線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する非線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する抵抗成分および静電容量成分の並列接続体と、前記蓄電デバイスの開回路電圧Vocvとを含み、これらが直列接続されて構成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載のデバイス状態検知装置。 The equivalent circuit has a linear DC resistance component, a non-linear DC resistance component having a current dependence, a parallel connection of a resistance component having a current dependence and a capacitance component, and an open circuit voltage Vocv of the power storage device. The device state detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the device state detection device includes, and is configured by connecting these in series. 前記降下電圧Vd、Vpは、前記電流測定手段で測定された電流をパラメータとして有する変数であることを特徴とする請求項3に記載のデバイス状態検知装置。 The device state detection device according to claim 3, wherein the voltage drops Vd and Vp are variables having a current measured by the current measuring means as a parameter. 前記蓄電デバイスの劣化度(SOH)を演算するSOH演算手段をさらに備え、
前記SOC演算手段は、前記SOH演算手段で演算されたSOHで前記SOCを補正することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のデバイス状態検知装置。
Further provided with an SOH calculation means for calculating the degree of deterioration (SOH) of the power storage device,
The device state detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the SOC calculation means corrects the SOC with the SOH calculated by the SOH calculation means.
車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置において、
前記蓄電デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電デバイスの充電状態(SOC)を演算するSOC演算手段と、
前記蓄電デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記SOC演算手段で演算されたSOCを外生変数とし前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Veを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、
前記蓄電デバイスの電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段で測定された電圧の値Vと前記モデル実行手段で演算された端子電圧推定値Veとの電圧差Dvを演算する電圧差演算手段と、
を備え、
前記デバイスモデルは、内生変数として、前記蓄電デバイスの開回路電圧Vocv、前記蓄電デバイスの直流内部抵抗による降下電圧Vdおよび前記蓄電デバイスの分極による降下電圧Vpを含み、前記端子電圧推定値VeをVe={Vocv-(Vd+Vp)}として算出するための前記蓄電デバイスの放電時の等価回路を模擬したモデルであり、
前記デバイスモデルは外生変数または内生変数として前記電圧差演算手段で演算された電圧差Dvをさらに有し、前記降下電圧Vd、Vpのうち少なくとも前記降下電圧Vdは前記電圧差Dvに依存するパラメータを含み、
前記モデル実行手段は、前記蓄電デバイスの増減見込み電流値Icまたは増減見込み電力値Wが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ve’を演算するものであって、
前記電圧測定手段で測定された電圧の値Vと前記端子電圧推定値Veとが等しくなるように前記電圧差Dvに依存するパラメータを補正することを特徴とするデバイス状態検知装置。
In the device status detection device that detects the status of the power storage device mounted on the vehicle,
A current measuring means for measuring the current flowing through the power storage device,
An SOC calculation means for calculating the charge state (SOC) of the power storage device, and
It is a model simulating the equivalent circuit of the power storage device, and at least the current measured by the current measuring means and the SOC calculated by the SOC calculation means are used as exogenous variables to calculate the terminal voltage estimated value Ve of the power storage device. Model execution means to execute the device model for
A voltage measuring means for measuring the voltage of the power storage device and
A voltage difference calculating means for calculating the voltage difference Dv between the voltage value V measured by the voltage measuring means and the terminal voltage estimated value Ve calculated by the model executing means, and
Equipped with
The device model includes, as endogenous variables, the open circuit voltage Vov of the power storage device, the drop voltage Vd due to the DC internal resistance of the power storage device, and the drop voltage Vp due to the polarization of the power storage device, and obtains the terminal voltage estimated value Ve. It is a model simulating the equivalent circuit at the time of discharging of the power storage device for calculating as Ve = {Vocv- (Vd + Vp)}.
The device model further has a voltage difference Dv calculated by the voltage difference calculation means as an exogenous variable or an endogenous variable, and at least the voltage drop Vd of the voltage drops Vd and Vp depends on the voltage difference Dv. Including parameters
The model executing means calculates the terminal voltage estimated value Ve'of the power storage device when the expected increase / decrease current value Ic or the expected power increase / decrease power value W of the power storage device is given as an exogenous variable of the device model. There,
A device state detecting device comprising correcting a parameter depending on the voltage difference Dv so that the voltage value V measured by the voltage measuring means and the terminal voltage estimated value Ve become equal to each other.
前記蓄電デバイスの温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
前記電流測定手段で測定された前記蓄電デバイスに流れる電流および前記電圧測定手段で測定された前記蓄電デバイスの電圧は、前記温度測定手段で測定された温度に基づいて予め定められた基準温度での電流値および電圧値に温度補正されることを特徴とする請求項7に記載のデバイス状態検知装置。
Further provided with a temperature measuring means for measuring the temperature of the power storage device,
The current flowing through the power storage device measured by the current measuring means and the voltage of the power storage device measured by the voltage measuring means are at a predetermined reference temperature based on the temperature measured by the temperature measuring means. The device state detection device according to claim 7, wherein the temperature is corrected to a current value and a voltage value.
前記判定手段は、前記車両がアイドリングストップ・スタート可能か否かを判定することを特徴とする請求項2に記載のデバイス状態検知装置。 The device state detecting device according to claim 2, wherein the determination means determines whether or not the vehicle can stop and start idling. 蓄電デバイスと、
請求項1ないし請求項のいずれか一項に記載のデバイス状態検知装置と、
を備えた電源システム。
With a power storage device
The device state detection device according to any one of claims 1 to 9 .
Power system with.
請求項1に記載の電源システムを備えた自動車。 An automobile provided with the power supply system according to claim 10.
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