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JP2020094871A - Full charge capacity estimation device - Google Patents

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JP2020094871A
JP2020094871A JP2018231862A JP2018231862A JP2020094871A JP 2020094871 A JP2020094871 A JP 2020094871A JP 2018231862 A JP2018231862 A JP 2018231862A JP 2018231862 A JP2018231862 A JP 2018231862A JP 2020094871 A JP2020094871 A JP 2020094871A
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charge
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和樹 久保
田中　信行
Nobuyuki Tanaka
信行 田中
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義宏 内田
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Abstract

【課題】より高い精度で電池の満充電容量を推定する。【解決手段】タイマー設定を用いて充電開始時から外部電源によって電池を充電するときには、充電開始時までに電池の放電を行ない、充電開始時の電池の蓄電割合と充電終了時の電池の蓄電割合に基づいて満充電容量を推定する。放電により電池の蓄電割合を中程度より低い状態（蓄電割合の増減に対する電池の開放電圧の増減が大きな状態）として充電を開始することができるから、充電開始時の電池の蓄電割合をより高い精度で求めることができる。これにより、より高い精度で電池の満充電容量を推定することができる。【選択図】図２PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate a full charge capacity of a battery with higher accuracy. When charging a battery with an external power source from the start of charging using a timer setting, the battery is discharged by the start of charging, and the storage ratio of the battery at the start of charging and the storage ratio of the battery at the end of charging. Estimate the full charge capacity based on. Since charging can be started with the storage ratio of the battery being lower than medium (a state in which the increase / decrease in the open circuit voltage of the battery is large with respect to the increase / decrease in the storage ratio) by discharging, the storage ratio of the battery at the start of charging is more accurate. Can be found at. This makes it possible to estimate the full charge capacity of the battery with higher accuracy. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、満充電容量推定装置に関し、詳しくは、電池の満充電容量を推定する満充電容量推定装置に関する。 The present invention relates to a full charge capacity estimation device, and more particularly, to a full charge capacity estimation device that estimates a full charge capacity of a battery.

従来、この種の満充電容量推定装置としては、電池を充電する際の充電前後の蓄電割合に基づいて電池の満充電容量を推定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、電池を充電する際の充電電流の積算値を充電前後の蓄電割合の差分で除することにより、電池の満充電容量を推定している。 Conventionally, as a full-charge capacity estimation device of this type, there has been proposed a device that estimates the full-charge capacity of a battery based on a charge ratio before and after charging when charging the battery (see, for example, Patent Document 1). In this device, the full charge capacity of the battery is estimated by dividing the integrated value of the charging current when charging the battery by the difference in the storage ratio before and after charging.

特開２０１３−１０１０７２号公報JP, 2013-101072, A

しかしながら、充電前後の蓄電割合は充電前後の電池の開放電圧に基づいて求めることができるが、一般的に電池の蓄電割合が中程度（２０％〜８０％）では、蓄電割合の増減に対する電池の開放電圧の増減が小さいため、電池の開放電圧から正確な蓄電割合を求めることが困難なものとなる。このため、蓄電割合が中程度の状態からの充電の際に推定した満充電容量は不確かなものとなってしまう。 However, the power storage ratio before and after charging can be obtained based on the open circuit voltage of the battery before and after charging. However, in general, when the power storage ratio of the battery is medium (20% to 80%), the power storage ratio of the battery increases and decreases. Since the increase/decrease in the open circuit voltage is small, it becomes difficult to obtain an accurate storage ratio from the open circuit voltage of the battery. For this reason, the full charge capacity estimated at the time of charging from a state where the power storage ratio is medium becomes uncertain.

本発明の満充電容量推定装置は、より高い精度で電池の満充電容量を推定することを主目的とする。 The full charge capacity estimation device of the present invention is mainly intended to estimate the full charge capacity of a battery with higher accuracy.

本発明の満充電容量推定装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The full charge capacity estimation device of the present invention employs the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明の満充電容量推定装置は、
電池の満充電容量を推定する満充電容量推定装置であって、
タイマー設定を用いて充電開始時から外部電源によって前記電池を充電するときには、前記充電開始時までに電池の放電を行ない、前記充電開始時の前記電池の蓄電割合と充電終了時の前記電池の蓄電割合に基づいて満充電容量を推定する、
ことを特徴とする。 The full charge capacity estimation device of the present invention is
A full charge capacity estimation device for estimating the full charge capacity of a battery,
When the battery is charged by an external power source from the start of charging using the timer setting, the battery is discharged by the start of charging, and the charge ratio of the battery at the start of charging and the charge of the battery at the end of charging Estimate full charge capacity based on percentage,
It is characterized by

この本発明の満充電容量推定装置では、タイマー設定を用いて充電開始時から外部電源によって電池を充電するときには、充電開始時までに電池の放電を行ない、充電開始時の電池の蓄電割合と充電終了時の電池の蓄電割合に基づいて満充電容量を推定する。放電により電池の蓄電割合を中程度より低い状態（蓄電割合の増減に対する電池の開放電圧の増減が大きな状態）として充電を開始することができるから、充電開始時の電池の蓄電割合をより高い精度で求めることができる。これにより、より高い精度で電池の満充電容量を推定することができる。 In the full-charge capacity estimation device of the present invention, when the battery is charged by the external power source from the start of charging using the timer setting, the battery is discharged by the start of charging, and the charge ratio and charge of the battery at the start of charging The full charge capacity is estimated based on the charge ratio of the battery at the end. It is possible to start charging in a state where the rate of charge of the battery is lower than medium (state in which the increase/decrease in the open-circuit voltage of the battery is large relative to the increase/decrease in the rate of charge) due to discharging, so the charge rate of the battery at the start of charging is more accurate Can be found at. Thereby, the full charge capacity of the battery can be estimated with higher accuracy.

ここで、前記電池の放電は前記電池の蓄電割合が所定蓄電割合に至るまでの放電であるものとしてもよい。この場合、前記電池の放電は、タイマー設定時の前記電池の蓄電割合から前記所定蓄電割合を減じた放電蓄電割合に相当する蓄電量の放電であるものとしてもよい。こうすれば、必要な放電だけを行なうことができる。更にこの場合、前記タイマー設定時に前記放電蓄電割合に相当する蓄電量の放電を前記充電開始時までに完了できないと判定したときには、前記電池の放電は行なわないものとしてもよい。こうすれば、無駄な放電を行なうことなく、電池を充電することができる。 Here, the discharge of the battery may be discharge until the charge ratio of the battery reaches a predetermined charge ratio. In this case, the discharging of the battery may be discharging of a stored amount corresponding to a discharged storage ratio obtained by subtracting the predetermined storage ratio from the storage ratio of the battery when the timer is set. In this way, only the necessary discharge can be performed. Further, in this case, the battery may not be discharged when it is determined at the timer setting that the discharge of the charge amount corresponding to the discharge charge ratio cannot be completed by the charge start. In this way, the battery can be charged without wasteful discharge.

本発明の一実施例としての満充電容量推定装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric vehicle 20 carrying the full charge capacity estimation apparatus as one Example of this invention. 電子制御ユニット７０により実行される満充電容量推定処理の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an example of a full charge capacity estimation process executed by an electronic control unit 70. バッテリ３６の開放電圧ＯＣＶと蓄電割合ＳＯＣとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the open circuit voltage OCV of the battery 36, and the charge ratio SOC. 満充電容量推定処理を実行したときのバッテリ３６の充放電の状態と蓄電割合ＳＯＣとの時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of the charging/discharging state of the battery 36 and charge ratio SOC when a full charge capacity estimation process is performed.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described using examples.

図１は、本発明の一実施例としての満充電容量推定装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、直流電源としてのバッテリ３６と、充電用リレー５０と、電子制御ユニット７０と、を備える。満充電容量推定装置としては、主として電子制御ユニット７０が該当する。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an electric vehicle 20 equipped with a full charge capacity estimation device as one embodiment of the present invention. As illustrated, the electric vehicle 20 of the embodiment includes a motor 32, an inverter 34, a battery 36 as a DC power source, a charging relay 50, and an electronic control unit 70. The electronic control unit 70 mainly corresponds to the full-charge capacity estimation device.

モータ３２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共に電力ライン３８とシステムメインリレー３５とを介してバッテリ３６に接続されている。モータ３２は、電子制御ユニット７０によってインバータ３４の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。 The motor 32 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and has a rotor connected to a drive shaft 26 that is connected to the drive wheels 22a and 22b via a differential gear 24. The inverter 34 is used to drive the motor 32 and is connected to the battery 36 via the power line 38 and the system main relay 35. The motor 32 is rotationally driven by the electronic control unit 70 controlling switching of a plurality of switching elements (not shown) of the inverter 34.

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、システムメインリレー３５およびインバータ３４を介してモータ３２と電力のやりとりを行なう。即ち、モータ３２を力行制御することによりバッテリ３６からの電力を用いてモータ３２から駆動用の動力を出力し、モータ３２を回生制御することによりモータ３２からの回生電力によってバッテリ３６を充電する。バッテリ３６には、高温時に冷却するファン３７ａや低温時に加温するヒータ３７ｂが取り付けられている。 The battery 36 is configured as, for example, a lithium-ion secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery, and exchanges electric power with the motor 32 via the system main relay 35 and the inverter 34. That is, the power running of the motor 32 is used to output driving power from the motor 32 using the electric power from the battery 36, and the motor 32 is regeneratively controlled to charge the battery 36 with the regenerative power from the motor 32. A fan 37a that cools when the temperature is high and a heater 37b that heats when the temperature is low are attached to the battery 36.

充電用リレー５０は、車外の充電スタンド９０のスタンド側コネクタ９１に接続される車両側コネクタ５１と電力ライン３８とを接続する電力ライン５２に設けられている。充電用リレー５０は、図示しないが、正極リレーと負極リレーを備えている。 The charging relay 50 is provided in a power line 52 that connects the vehicle-side connector 51 connected to the stand-side connector 91 of the charging stand 90 outside the vehicle and the power line 38. Although not shown, the charging relay 50 includes a positive electrode relay and a negative electrode relay.

電子制御ユニット７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵに加えて、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートなどを備える。 Although not shown, the electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and in addition to the CPU, a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, a flash memory, an input/output. It is equipped with ports, communication ports, etc.

電子制御ユニット７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置センサからのモータ３２の回転子の回転位置θｍや、モータ３２の各相の相電流を検出する図示しない電流センサからのモータ３２の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂ、バッテリ３６に取り付けられた温度センサ３６ｃからのバッテリ３６の温度Ｔｂも挙げることができる。車両側コネクタ５１がスタンド側コネクタ９１に接続されているか否かを検出する接続検出センサ５３からの接続検出信号や車両側コネクタ５１と充電用リレー５０との間の電力ライン５２に取り付けられた電圧センサ５２ａからの充電電圧Ｖｃｈｇも挙げることができる。バッテリ３６を充電する際にタイマー設定するためのタイマー設定部７２からの設定信号も挙げることができる。タイマー設定部７２は、充電完了時刻を設定することによって充電のタイマー設定を行なう。また、電子制御ユニット７０には、図示しないが、イグニッションスイッチからのイグニッション信号や、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジションＳＰ、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサからの車速Ｖなども挙げることができる。 Signals from various sensors are input to the electronic control unit 70 via an input port. The signals input to the electronic control unit 70 include, for example, the rotational position θm of the rotor of the motor 32 from a rotational position sensor (not shown) that detects the rotational position of the rotor of the motor 32, and the phase of each phase of the motor 32. The phase currents Iu, Iv, Iw of each phase of the motor 32 from a current sensor (not shown) that detects a current can be mentioned. Further, the voltage Vb of the battery 36 from the voltage sensor 36 a attached between the terminals of the battery 36, the current Ib of the battery 36 from the current sensor 36 b attached to the output terminal of the battery 36, and the temperature attached to the battery 36. The temperature Tb of the battery 36 from the sensor 36c can also be mentioned. A connection detection signal from a connection detection sensor 53 that detects whether the vehicle-side connector 51 is connected to the stand-side connector 91 or a voltage attached to the power line 52 between the vehicle-side connector 51 and the charging relay 50. The charging voltage Vchg from the sensor 52a can also be mentioned. A setting signal from the timer setting unit 72 for setting a timer when charging the battery 36 can also be mentioned. The timer setting unit 72 sets the charging timer by setting the charging completion time. Further, although not shown, the electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch, a shift position SP from a shift position sensor that detects an operation position of a shift lever, and an accelerator pedal position sensor that detects a depression amount of an accelerator pedal. The accelerator opening Acc from, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor that detects the depression amount of the brake pedal, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor, and the like can also be mentioned.

電子制御ユニット７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４への制御信号やシステムメインリレー３５への制御信号，充電用リレー５０への制御信号を挙げることができる。また、バッテリ３６を冷却するためのファン７２ａへの駆動制御信号や、バッテリ３６を加温するためのヒータ７２ｂへの駆動制御信号なども挙げることができる。さらに、車両側コネクタ５１がスタンド側コネクタ９１に接続されているときに車両側コネクタ５１およびスタンド側コネクタ９１の通信ラインを介して充電スタンド９０に充電に必要な情報も挙げることができる。電子制御ユニット７０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の入出力電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の満充電容量Ｆｃｃに対する蓄電量の割合であり、百分率（パーセント）により表わされる。 Various control signals are output from the electronic control unit 70 via the output port. Examples of the signal output from the electronic control unit 70 include a control signal to the inverter 34, a control signal to the system main relay 35, and a control signal to the charging relay 50. Further, a drive control signal to the fan 72a for cooling the battery 36, a drive control signal to the heater 72b for heating the battery 36, and the like can be given. Further, information necessary for charging the charging stand 90 through the communication line of the vehicle side connector 51 and the stand side connector 91 when the vehicle side connector 51 is connected to the stand side connector 91 can be included. The electronic control unit 70 calculates the storage ratio SOC of the battery 36 based on the integrated value of the input/output current Ib of the battery 36 from the current sensor 36b. Here, the charge ratio SOC is a ratio of the charge amount to the full charge capacity Fcc of the battery 36, and is represented by a percentage (percent).

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、バッテリ５０の満充電容量Ｆｃｃを推定する処理を実行する電子制御ユニット７０が満充電容量推定装置に相当する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される満充電容量推定処理の一例を示すフローチャートである。 In the electric vehicle 20 of the embodiment thus configured, the electronic control unit 70 that executes the process of estimating the full charge capacity Fcc of the battery 50 corresponds to the full charge capacity estimation device. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the full charge capacity estimation process executed by the electronic control unit 70.

満充電容量推定処理が実行されると、電子制御ユニット７０は、まず、タイマー設定が行なわれているか否かを判定する（ステップＳ１００）。この判定は、タイマー設定部７２から充電完了時刻が設定されたか否かを判定することによって行なうことができる。タイマー設定が行なわれていないと判定したときには、充電を開始すると共に（ステップＳ２２０）、電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂを充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔとして取得し（ステップＳ２３０）、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂ（充電電流）の積算を開始する（ステップＳ２４０）。そして、充電が完了するのを待って（ステップＳ２４０）、充電を停止すると共に（ステップＳ２５０）、電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂを充電終了電圧Ｖｅｎｄとして取得し（ステップＳ２６０）、得られた充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔと充電終了電圧Ｖｅｎｄと充電電流Ｉｂの積算値とを用いて満充電容量Ｆｃｃを推定し（ステップＳ２８０）、本処理を終了する。満充電容量Ｆｃｃの推定は、具体的には、充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔをバッテリ３６の充電開始時の開放電圧として充電開始時の蓄電割合ＳＯＣ１を取得すると共に充電終了電圧Ｖｓｔａｒｔをバッテリ３６の充電終了時の開放電圧として充電終了時の蓄電割合ＳＯＣ２を取得し、次式（１）に示すように充電電流Ｉｂの積算値を蓄電割合ＳＯＣ１と蓄電割合ＳＯＣ２との差分で除したのに単位を合わせるために１００を乗じることにより計算することができる。バッテリ３６の開放電圧ＯＣＶと蓄電割合ＳＯＣとの関係の一例を図３に示す。充電開始時の蓄電割合ＳＯＣ１や充電終了時の蓄電割合ＳＯＣ２は、充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔや充電終了電圧Ｖｅｎｄを図３の関係に適用することにより求めることができる。なお、図３に示すように、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１から値Ｓ２の領域では、蓄電割合ＳＯＣの増減に対して開放電圧ＯＣＶの増減が小さいため、開放電圧ＯＣＶから蓄電割合ＳＯＣを求めたときの誤差が大きくなる。このため、充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔが電圧Ｖ１から電圧Ｖ２の範囲となるときには、満充電容量Ｆｃｃの推定の精度は低くなる。 When the full charge capacity estimation process is executed, the electronic control unit 70 first determines whether or not the timer is set (step S100). This determination can be performed by determining whether the charging completion time has been set from the timer setting unit 72. When it is determined that the timer setting is not performed, the charging is started (step S220), the voltage Vb of the battery 36 from the voltage sensor 36a is acquired as the charging start voltage Vstart (step S230), and the current sensor 36b outputs the voltage. Integration of the current Ib (charging current) of the battery 36 is started (step S240). Then, after waiting for the charging to be completed (step S240), the charging is stopped (step S250), and the voltage Vb of the battery 36 from the voltage sensor 36a is acquired as the charging end voltage Vend (step S260). The full charge capacity Fcc is estimated using the charging start voltage Vstart, the charging end voltage Vend, and the integrated value of the charging current Ib (step S280), and this processing is ended. To estimate the full charge capacity Fcc, specifically, the charge start voltage Vstart is used as an open circuit voltage at the start of charging of the battery 36 to acquire the storage ratio SOC1 at the start of charge, and the charge end voltage Vstart is determined at the end of charge of the battery 36. Since the storage ratio SOC2 at the end of charging is acquired as the open circuit voltage of and the integrated value of the charging current Ib is divided by the difference between the storage ratio SOC1 and the storage ratio SOC2 as shown in the following equation (1), the unit is adjusted. It can be calculated by multiplying by. FIG. 3 shows an example of the relationship between the open circuit voltage OCV of the battery 36 and the state of charge SOC. The charge ratio SOC1 at the start of charging and the charge ratio SOC2 at the end of charging can be obtained by applying the charge start voltage Vstart and the charge end voltage Vend to the relationship of FIG. Note that, as shown in FIG. 3, in the region where the charge ratio SOC is from the value S1 to the value S2, the increase/decrease in the open circuit voltage OCV is small with respect to the increase/decrease in the charge ratio SOC, so when the charge ratio SOC is calculated from the open voltage OCV. The error of becomes large. Therefore, when the charging start voltage Vstart falls within the range of the voltage V1 to the voltage V2, the accuracy of estimating the full charge capacity Fcc becomes low.

Ｆｃｃ＝充電電流Ｉｂの積算値／（ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）×１００ （１） Fcc = integrated value of charging current Ib/(SOC2-SOC1) x 100 (1)

ステップＳ１００でタイマー設定が行なわれていると判定したときには、電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂを図３の関係に適用して蓄電割合ＳＯＣを取得する（ステップＳ１００）。続いて、取得した蓄電割合ＳＯＣを用いて放電量Ｗｄｉｓを計算する（ステップＳ１２０）。ここで、放電量Ｗｄｉｓは、次式（２）に示すように、蓄電割合ＳＯＣから所定蓄電割合Ｓｓｅｔを減じたものに満充電容量Ｆｃｃを乗じ、更に単位を合わせるために１００で除することにより求めることができる。所定蓄電割合Ｓｓｅｔは、図３に示す値Ｓ１より小さい値を用いている。この領域では、蓄電割合ＳＯＣの増減に対して開放電圧ＯＣＶの増減が大きいため、開放電圧ＯＣＶから蓄電割合ＳＯＣを求めたときの誤差は小さくなる。 When it is determined in step S100 that the timer is set, the voltage Vb of the battery 36 from the voltage sensor 36a is applied to the relationship of FIG. 3 to obtain the charge ratio SOC (step S100). Then, the discharge amount Wdis is calculated using the acquired power storage ratio SOC (step S120). Here, the discharge amount Wdis is calculated by multiplying a value obtained by subtracting the predetermined storage ratio Sset from the storage ratio SOC by the full charge capacity Fcc, and then dividing by 100 to match the unit, as shown in the following equation (2). You can ask. The predetermined storage ratio Sset is smaller than the value S1 shown in FIG. In this region, the increase/decrease in the open circuit voltage OCV is large relative to the increase/decrease in the storage ratio SOC, so the error when the storage ratio SOC is obtained from the open circuit voltage OCV is small.

Ｗｄｉｓ＝（ＳＯＣ−Ｓｓｅｔ）×Ｆｃｃ／１００ （２） Wdis=(SOC-Sset)×Fcc/100 (2)

次に、放電量Ｗｄｉｓを放電するのに必要な時間（放電時間）を計算すると共に（ステップＳ１３０）、放電開始時刻を計算する（ステップＳ１４０）。放電時間は、バッテリ３６から放電量Ｗｄｉｓをどのように放電するかによって定められるものであり、例えば、図示しない補機用バッテリを充電することによってバッテリ３６を放電する場合には、補機用バッテリを充電するのに適した電力で放電量Ｗｄｉｓを除することによって計算することができる。放電開始時刻は、タイマー設定による充電完了時刻からバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合Ｓｓｅｔの状態から満充電の状態とするのに必要な充電時間だけ遡って充電開始時刻を設定し、この充電開始時刻から放電時間だけ遡った時刻として設定する。そして、放電可能か否かを判定する（ステップＳ１５０）。この判定は、放電開始時刻が現時刻より後であるか否かによって行なうことができる。 Next, the time required to discharge the discharge amount Wdis (discharge time) is calculated (step S130), and the discharge start time is calculated (step S140). The discharge time is determined by how the discharge amount Wdis is discharged from the battery 36. For example, in the case of discharging the battery 36 by charging an auxiliary battery not shown, the auxiliary battery It can be calculated by dividing the discharge amount Wdis by an electric power suitable for charging. As the discharge start time, the charge start time is set retroactively from the charge completion time set by the timer to the full charge state from the state where the charge ratio SOC of the battery 36 is the predetermined charge ratio Sset, and the charge start time is set. Set it as the time that is the discharge time backward from the start time. Then, it is determined whether discharge is possible (step S150). This determination can be made based on whether or not the discharge start time is after the current time.

ステップＳ１５０で放電開始時刻が現時刻より前であることにより放電負荷と判定したときには、充電開始時刻に至るのを待って（ステップＳ２１０）、充電を開始し（ステップＳ２２０）、ステップＳ２３０〜Ｓ２７０の処理により得られる充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔと充電終了電圧Ｖｅｎｄと充電電流Ｉｂの積算値とを用いて満充電容量Ｆｃｃを推定し（ステップＳ２８０）、本処理を終了する。この場合の充電開始時刻は、タイマー設定による充電完了時刻からバッテリ３６がステップＳ１１０で取得した蓄電割合ＳＯＣの状態から満充電の状態とするのに必要な充電時間だけ遡った時刻となる。 When it is determined that the load is the discharge load because the discharge start time is earlier than the current time in step S150, the process waits until the charge start time (step S210), starts charging (step S220), and executes steps S230 to S270. The full charge capacity Fcc is estimated using the charging start voltage Vstart, the charging end voltage Vend, and the integrated value of the charging current Ib obtained by the processing (step S280), and the processing is ended. In this case, the charging start time is a time that is a time that is the charging time required to bring the battery 36 into the fully charged state from the state of the charge ratio SOC acquired in step S110 from the charging completion time set by the timer.

ステップＳ１５０で放電開始時刻が現時刻より後であることにより放電可能と判定したときには、放電開始時刻に至るのを待って（ステップＳ１６０）、温度センサ３６ｃからのバッテリ３６の温度Ｔｂ（電池温度）が閾値Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、バッテリ３６の放電の際に冷却が必要であるか加温が必要であるかの閾値であり、例えば１０℃や１５℃などを用いることができる。電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上であると判定したときには、ファン７２ａを駆動して放電を開始し（ステップＳ１８０）、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満であると判定したときには、ヒータ７２ｂを駆動して放電を開始する（ステップＳ１９０）。そして、放電完了を待つ（ステップＳ２００）。このように、放電時に冷却や加温を行なうのは、バッテリ３６の温度Ｔｂをその性能を十分に発揮できる温度とするためである。 When it is determined in step S150 that discharge is possible because the discharge start time is later than the current time, the temperature Tb (battery temperature) of the battery 36 from the temperature sensor 36c is waited until the discharge start time is reached (step S160). Is greater than or equal to the threshold Tref (step S170). Here, the threshold value Tref is a threshold value indicating whether cooling or heating is required when discharging the battery 36, and for example, 10° C. or 15° C. can be used. When it is determined that the battery temperature Tb is equal to or higher than the threshold Tref, the fan 72a is driven to start discharging (step S180), and when it is determined that the battery temperature Tb is lower than the threshold Tref, the heater 72b is driven to discharge. Is started (step S190). Then, the completion of discharge is awaited (step S200). Thus, the reason why cooling or heating is performed at the time of discharging is to set the temperature Tb of the battery 36 to a temperature at which its performance can be sufficiently exhibited.

放電完了すると、充電開始時刻に至るのを待って（ステップＳ２１０）、充電を開始し（ステップＳ２２０）、ステップＳ２３０〜Ｓ２７０の処理により得られる充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔと充電終了電圧Ｖｅｎｄと充電電流Ｉｂの積算値とを用いて満充電容量Ｆｃｃを推定し（ステップＳ２８０）、本処理を終了する。このときの充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔは所定蓄電割合Ｓｓｅｔのときであるから、充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔを開放電圧として得られる充電開始時の蓄電割合ＳＯＣ１は誤差の小さなものとなるから、ステップＳ２８０で推定した満充電容量Ｆｃｃより確からしいものとなる。即ち、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合Ｓｓｅｔに至るまで放電してから充電することによって、より高い精度で満充電容量Ｆｃｃを推定することができる。 When the discharging is completed, the charging start time is waited (step S210), the charging is started (step S220), and the charging start voltage Vstart, the charging end voltage Vend, and the charging current Ib obtained by the processes of steps S230 to S270 are calculated. The full charge capacity Fcc is estimated using the integrated value (step S280), and this processing ends. Since the charge start voltage Vstart at this time is the predetermined charge ratio Sset, the charge ratio SOC1 at the start of charge obtained with the charge start voltage Vstart as an open voltage has a small error, and therefore the full charge estimated in step S280 is obtained. It is more probable than the charge capacity Fcc. That is, the full charge capacity Fcc can be estimated with higher accuracy by charging the battery 36 after discharging it until the charge ratio SOC reaches the predetermined charge ratio Sset.

図４は、図２の満充電容量推定処理を実行したときのバッテリ３６の充放電の状態と蓄電割合ＳＯＣとの時間変化の一例を示す説明図である。図中、「充放電」の欄の「０」は充放電が行なわれていない状態を示す。時間Ｔ１の放電開始時刻に至ると、バッテリ３６の放電が開始され、蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合Ｓｓｅｔになった時間Ｔ２にバッテリ３６の放電が終了する。充電開始時刻の時間Ｔ３にバッテリ３６の充電が開始され、充電電流Ｉｂの積算が開始されると共にこのときに充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔが取得される。バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが１００％（満充電）に至った時間Ｔ４に充電が終了され、このときに充電終了電圧Ｖｅｎｄが取得される。そして、得られた充電開始電圧Ｖｓｔａｒｔと充電終了電圧Ｖｅｎｄと充電電流Ｉｂの積算値とによって満充電容量Ｆｃｃが推定される。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a temporal change of the charge/discharge state of the battery 36 and the storage ratio SOC when the full charge capacity estimation process of FIG. 2 is executed. In the figure, "0" in the column "charge/discharge" indicates a state in which charge/discharge is not performed. When the discharge start time of time T1 is reached, the discharge of the battery 36 is started, and the discharge of the battery 36 is ended at time T2 when the charge ratio SOC reaches the predetermined charge ratio Sset. The charging of the battery 36 is started at the time T3 of the charging start time, the integration of the charging current Ib is started, and the charging start voltage Vstart is acquired at this time. Charging is completed at time T4 when the storage ratio SOC of the battery 36 reaches 100% (full charge), and at this time, the charging end voltage Vend is acquired. Then, the full charge capacity Fcc is estimated from the obtained charge start voltage Vstart, charge end voltage Vend, and the integrated value of the charge current Ib.

以上説明した実施例の満充電容量推定装置では、バッテリ３６を充電する際、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合Ｓｓｅｔに至るまで放電してから充電することにより、誤差の小さな充電開始時の蓄電割合ＳＯＣ１を取得することができる。この結果、この充電開始時の蓄電割合ＳＯＣ１を用いることにより、より高い精度で満充電容量Ｆｃｃを推定することができる。 In the full-charge capacity estimation device of the embodiment described above, when charging the battery 36, the battery 36 is discharged after the storage ratio SOC reaches a predetermined storage ratio Sset, and then the battery 36 is charged. The charge ratio SOC1 can be acquired. As a result, the full charge capacity Fcc can be estimated with higher accuracy by using the charge ratio SOC1 at the start of charging.

実施例の満充電容量推定装置では、タイマー設定部７２では、充電終了時刻を設定するものとしたが、充電開始時刻を設定するものとしてもよい。 In the full-charge capacity estimation device of the embodiment, the timer setting unit 72 sets the charging end time, but may set the charging start time.

実施例の満充電容量推定装置では、バッテリ３６を冷却する手法としてファン７２ａを駆動するものとしたが、液冷の場合には冷却媒体を圧送するポンプを駆動するなど、冷却手法に応じた冷却を行なうものとすればよい。また、バッテリ３６を加温する手法としてヒータ７２ｂを駆動するものとしたが、他の加温装置を用いる場合には加温装置を駆動するものとすればよい。 In the full-charge capacity estimation device of the embodiment, the fan 72a is driven as a method for cooling the battery 36, but in the case of liquid cooling, cooling is performed according to the cooling method, such as driving a pump that pumps the cooling medium under pressure. Should be done. Further, the heater 72b is driven as a method of heating the battery 36, but when another heating device is used, the heating device may be driven.

実施例の満充電容量推定装置では、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上であるか否かによって放電時に冷却や加温を行なうものとしたが、放電時に冷却や加温を行なわないものとしても構わない。 In the full-charge capacity estimation device of the embodiment, cooling or heating is performed during discharging depending on whether or not the battery temperature Tb is equal to or higher than the threshold value Tref, but cooling or heating may not be performed during discharging. ..

実施例の満充電容量推定装置では、電気自動車２０に搭載されるものとしたが、電気自動車に搭載されるものには限定されず、バイブリッド自動車に搭載されるものとしたり、自動車以外の移動体に搭載されるものとしたり、移動しない設備に組み込まれるものとしてもよい。 Although the full-charge capacity estimation device according to the embodiment is mounted on the electric vehicle 20, it is not limited to the one mounted on the electric vehicle, and may be mounted on the hybrid vehicle or may be moved other than the vehicle. It may be mounted on the body or built into equipment that does not move.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ３６が「電池」に相当し、電子制御ユニット７０が「満充電容量推定装置」に相当する。 Correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the battery 36 corresponds to a “battery” and the electronic control unit 70 corresponds to a “full charge capacity estimating device”.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the section of means for solving the problem. This is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description in that column, and the embodiment is the invention of the invention described in the column of means for solving the problem. This is just a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible within a range not departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.

本発明は、満充電容量推定装置の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the manufacturing industry of the full charge capacity estimation device and the like.

２０ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３２ モータ、３４ インバータ、３５ システムメインリレー、３６ バッテリ、３６ａ 電圧センサ、３６ｂ 電流センサ、３６ｃ 温度センサ、３７ａ ファン、３７ｂ ヒータ、３８ 電力ライン、５０ 充電用リレー、５１ 車両側コネクタ、５２ 電力ライン、５２ａ 電圧センサ、５３ 接続検出センサ、７０ 電子制御ユニット、７２ タイマー設定部、９０ 充電スタンド、９１ スタンド側コネクタ。 20 electric vehicle, 22a, 22b drive wheels, 24 differential gear, 26 drive shaft, 32 motor, 34 inverter, 35 system main relay, 36 battery, 36a voltage sensor, 36b current sensor, 36c temperature sensor, 37a fan, 37b heater, 38 power line, 50 charging relay, 51 vehicle side connector, 52 power line, 52a voltage sensor, 53 connection detection sensor, 70 electronic control unit, 72 timer setting section, 90 charging stand, 91 stand side connector.

Claims (1)

電池の満充電容量を推定する満充電容量推定装置であって、
タイマー設定を用いて充電開始時から外部電源によって前記電池を充電するときには、前記充電開始時までに電池の放電を行ない、前記充電開始時の前記電池の蓄電割合と充電終了時の前記電池の蓄電割合に基づいて満充電容量を推定する、
ことを特徴とする満充電容量推定装置。 A full charge capacity estimation device for estimating the full charge capacity of a battery,
When the battery is charged by an external power source from the start of charging using the timer setting, the battery is discharged by the start of charging, and the charge ratio of the battery at the start of charging and the charge of the battery at the end of charging Estimate full charge capacity based on percentage,
A full charge capacity estimating device characterized by the above.
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