JP3402167B2 - Battery condition analyzer - Google Patents

Battery condition analyzer

Info

Publication number
JP3402167B2
JP3402167B2 JP34616097A JP34616097A JP3402167B2 JP 3402167 B2 JP3402167 B2 JP 3402167B2 JP 34616097 A JP34616097 A JP 34616097A JP 34616097 A JP34616097 A JP 34616097A JP 3402167 B2 JP3402167 B2 JP 3402167B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
pole
transfer function
poles
equation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34616097A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10232273A (en
Inventor
和彦 爲末
真一郎 八田
武寿 中尾
義則 熊本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP34616097A priority Critical patent/JP3402167B2/en
Publication of JPH10232273A publication Critical patent/JPH10232273A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3402167B2 publication Critical patent/JP3402167B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車、パソ
コン、又は携帯電話等の携帯機器に搭載される電池の残
量等の状態を解析し検知するための電池の状態解析方法
及びその装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】電池の残量等の状態を解析する従来の方
法としては、第1に、電池の電圧及び電流を測定する容
量試験による方法があり、また第2に、電池の交流イン
ピーダンスを測定し、予め求めておいた交流インピーダ
ンスと電池の残量等の状態との相関から電池の状態を判
定する方法がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところが第1の方法に
よると、電池の状態の検知精度は良い反面、長時間の測
定を要し、また電池の電流電圧測定のためにアナログ信
号処理回路が必要になので、電池の状態解析装置として
装置化する場合にはコストがかかるという問題がある。 【0004】また第2の方法によると、第1の方法すな
わち容量試験法と比べて測定が短時間で行うことができ
るという長所があるが、アナログ信号を用いて振幅と位
相を測定するため、第1の方法と同様にアナログ信号処
理回路が必要になり、装置化する場合にはコストがかか
るとという問題があり、また雑音に弱いという問題もあ
る。 【0005】我々の将来的な狙いは、電気自動車、パソ
コン、又は携帯電話等の携帯機器のような電池が搭載さ
れる機器に電池の状態解析装置を組み込んで、搭載され
ている電池の状態をリアルタイムで検知できるようにす
ることなので、低コストかつ高精度な電池の状態解析装
置が望まれる。 【0006】前記のような問題に鑑み、本発明は、電池
の残量等の状態を、デジタル信号処理を用いて、低コス
トかつ精度良く解析することができる電池の状態解析方
法及びその方法を用いた装置を提供することを課題とす
る。 【0007】 【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は、電池の交流等価回路の伝達関数における
極の推移と電池の残量との間に相関があることに着目
し、まず電池を含む系の離散系の伝達関数を推定演算に
よって求めた上で、この伝達関数から電池の交流等価回
路の伝達関数における極を求め、これにより電池の状態
を検知するものである。離散系の伝達関数の推定演算は
デジタル信号処理によって行うことができるので、本発
明ではアナログ信号処理は不要になる。 【0008】請求項1の発明が講じた解決手段は、電池
の残量等の状態を解析する電池の状態解析方法として、
前記電池にかかる交流電圧及び前記電池に流れる交流電
流の時系列データから前記電池を含む系の離散系の伝達
関数を推定演算し、この離散系の伝達関数を用いて前記
電池の状態を解析するものである。 【0009】請求項1の発明によると、電池にかかる交
流電圧及び電池に流れる交流電流の時系列データから電
池を含む系の離散系の伝達関数を推定演算するために
は、アナログ信号処理は不要であり全てデジタル信号処
理によって行うことができるので、ワンチップマイコン
やDSP等によるLSI化が可能になり、装置化した場
合のコストが低くなると共に雑音に強くなる。また、離
散系の伝達関数からは、例えば電池の交流等価回路の伝
達関数における極を求め、電池の交流等価回路の伝達関
数における極と電池の状態との間の相関関係を用いて、
電池の状態を解析することができる。 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【0016】さらに、請求項の発明では、電池に交流
信号を印加する交流信号印加手段と、前記電池にかかる
交流電圧及び前記電池に流れる交流電流をサンプリング
するサンプリング手段と、前記サンプリング手段によっ
てサンプリングされた交流電圧及び交流電流の時系列デ
ータから前記電池を含む系の離散系の伝達関数を(数
1)または(数2)を用いて推定演算する伝達関数演算
手段と、前記求められた前記電池を含む系の前記離散系
の伝達関数から前記離散系の伝達関数における極を求め
ると共に、求められた極を前記電池の交流等価回路の連
続系の伝達関数における極に変換する極算出手段を備
え、前記極算出手段によって求めた前記連続系の伝達関
数における極に基づいて、前記電池の状態を解析する
池の状態解析装置であって、前記極算出手段は、前記電
池を含む系の前記離散系の伝達関数の分母の多項式を因
数分解して、前記離散系の伝達関数における極の複素解
を求める因数分解演算手段と、前記因数分解演算手段に
よって求めた極の複素解から虚数部を切り捨て、残りの
実数部から、前記電池の正極及び負極に対応する前記離
散系の伝達関数における極を特定する極演算手段と、前
記極演算手段によって特定した前記電池の正極及び負極
に対応する前記離散系の伝達関数における極を、前記サ
ンプリング手段によるサンプリング周期に基づいて、前
記電池の交流等価回路の連続系の伝達関数における極に
変換する極変換演算手段とを備えているものである。 【0017】 【発明の実施の形態】まず、本発明の基本的な原理につ
いて説明する。 【0018】(1)電池伝達関数の定義 電池の交流インピーダンス測定において、直流電圧に重
畳した振幅10mV以下程度の微小交流信号によって電池
の電極及び電解液の界面を分極すると、界面をほとんど
乱すことはなく、得られる交流信号は直流電位近傍の変
化とみなすことができる。 【0019】微小交流信号を与えたときの電池の交流等
価回路は図1のようになる。電極と電解液との接触によ
るインピーダンスは、電極界面と電解液界面との間に生
成される電気2重層の容量とファラデーインピーダンス
との並列接続によって表すことができる。ここで電極反
応は電荷移動過程が律速であると仮定すると、ファラデ
ーインピーダンスは電極の分極抵抗(電荷移動抵抗)と
電極の容量成分との直列接続で表される。図1におい
て、31p,31nは正極及び負極の分極抵抗、32p
は正極における電気2重層容量、32nは負極における
電気2重層容量、33p,33nは正極及び負極の容量
成分、34は電解液の抵抗であり、正極のインピーダン
スは分極抵抗31p及び容量成分33pからなるファラ
デーインピーダンスと電気2重層容量32pとの並列接
続によって表されており、負極のインピーダンスは分極
抵抗31n及び容量成分33nからなるファラデーイン
ピーダンスと電気2重層容量32nとの並列接続によっ
て表されている。 【0020】ここで、分極抵抗31pの抵抗値をRp 、
分極抵抗31nの抵抗値をRn とすると、 【0021】 【数1】 【0022】と表される。式(1),(2)において、
Rはボルツマン定数、Tは絶対温度、nは電極反応の電
荷数、Fはファラデー定数、iopは正極の交換電流、i
onは負極の交換電流を示す。また図1において、Cdpは
正極における電気2重層容量32pの容量値、Cdnは負
極における電気2重層容量32nの容量値、Relは電解
液の抵抗34の抵抗値である。 【0023】交流信号の周波数が比較的高く、電極の容
量成分33p,33nが電池のインピーダンスに与える
影響を無視できる場合には、電池の交流等価回路は、図
1から容量成分33p,33nを削除して図2のように
みなすことができる。 【0024】交流分極中の電池を時不変の線形システム
と仮定すると、図2に示す交流等価回路における電池伝
達関数HB(s)は、 【0025】 【数2】 【0026】となる。また、電池の交流インピーダンス
測定に用いるインピーダンス素子のインピーダンスをH
I(s)とすると、電池及びインピーダンス素子からな
る系の全伝達関数G(s)は次のように定義される。 【0027】 【数3】 【0028】ここで、vB は交流インピーダンス測定時
において電池に印加される電圧、iB は交流インピーダ
ンス測定時において電池を流れる電流である。全伝達関
数G(s)の極の次数は、インピーダンス素子のインピ
ーダンスHI(s)における極の次数と電池伝達関数HB
(s)における極の次数との和となる。 【0029】図3は式(3)に示すような電池伝達関数
HB(s)を有する電池の複素インピーダンスプロット
である。図3に示すように、電池の複素インピーダンス
は、交流信号の角周波数ωの増加に伴い、負極による半
円軌跡及び正極による半円軌跡を経て、ω=∞のときに
電解液抵抗34の抵抗値Relになる。第1極s1及び第
2極s2における角周波数をそれぞれω1,ω2とする
と、 ω1=−1/Rn Cdn [rad/s ] …(5) ω2=−1/Rp Cdp [rad/s ] …(6) で与えられる。 【0030】(2)伝達関数の推定演算 本発明では、電池を時不変の線形システムであると仮定
して、式(4)で表される全伝達関数G(s)を、次の
ような形の離散系における一般的な伝達関数として与え
る。 【0031】 【数4】 【0032】電池の入出力信号に基づいて式(7)の係
数を決定することによって、伝達関数G(z,θ)を推
定する。一般に、入出力データに基づいてシステムの伝
達関数を推定する方法をシステム同定という。図4はシ
ステム同定に用いるモデルを表す図であり、雑音の伝達
関数Hn(z,θ)を、 Hn(z,θ)=1/A(z) …(8) で表すとき、このモデルは外部入力をもつ自己回帰(A
RX)モデルとなる。図4に示すように出力信号y
(t)が入力信号u(t)及び雑音信号e(t)の1次
結合で与えられるとすると、出力応答は、 A(z)y(t)=B(z)u(t)+e(t) …(9) となる。 【0033】推定する伝達関数G(z,θ)の係数パラ
メータθ、入出力データ系列による回帰ベクトルφ
(t)を、 【0034】 【数5】 【0035】とすると、式(9)は、 y(t)=φT θ+e(t) …(12) と表され、式(12)の行列演算を例えばRLS逐次法
で解くと、係数パラメータθ(t)は、 【0036】 【数6】 【0037】で与えられる。この係数パラメータθ
(t)は所定回数の繰り返し演算後、収束する。 【0038】なお演算の初期値は、一般的には、 θ(0)=0,P(0)=αId …(14) とするが、例えば Rp =0.001〜10 [Ω] Rn =0.001〜10 [Ω] Cdp=10-6〜10-2[F] Cdn=10-6〜10-2[F] …(15) の範囲内の初期値を用いると収束までの繰り返し演算を
減らすことができる。 【0039】(3)離散系の極の算出 離散系と連続系の極の数を一致させる場合について説明
する。 【0040】(3−1)インピーダンス素子が純抵抗の
場合 インピーダンス素子が純抵抗のとき式(4)に示す全伝
達関数G(s)における極の次数は2次になるので、式
(7)に示す離散系の伝達関数G(z,θ)における極
の次数も2次であるとしてシステム同定を行う。すなわ
ち式(7)は、 【0041】 【数7】 【0042】となる。ここで式(16)において各パラ
メータθは収束しているものとすると式(16)に示す
離散系の伝達関数G(z,θ)における極は、 【0043】 【数8】 【0044】に示すようなzの二次方程式の解で与えら
れる。ここで式(17)の係数を、 【0045】 【数9】 【0046】とおくと、解の公式により2つの極が求ま
る。 【0047】 【数10】 【0048】この解は一般的に次のような複素解で与え
られる。 【0049】 z1=σ1+jβ1 z2=σ2+jβ2 …(20) さらに、本来求めたい連続系の全伝達関数G(s)にお
ける2つの極はs平面上の実軸上に存在するので、離散
系の伝達関数G(z,θ)においても2つの極はz平面
の実軸上にあるとの根拠から、式(20)の虚数成分を
切り捨てた、 z1=σ1 z2=σ2 …(21) を離散系における電池伝達関数G(z,θ)の極とす
る。 【0050】 |z2|<|z1| …(22)にしたがって極z1と
z2との絶対値を大小比較し、式(22)が真のときは
極z1は電池の負極に対応する極、極z2は電池の正極
に対応する極となり、式(22)が偽のときは極z1は
電池の正極に対応する極、極z2は電池の負極に対応す
る極となる。 【0051】(3−2)インピーダンス素子が純容量を
含む場合 インピーダンス素子が純容量を含むとき、式(4)に示
す全伝達関数G(s)におけるの極の次数は3次になる
ので式(7)に示す離散系の伝達関数G(z,θ)にお
ける極の次数も3次であるとしてシステム同定を行う。
すなわち式(7)は、 【0052】 【数11】 【0053】となる。式(23)に示す伝達関数G
(z,θ)の極は、 【0054】 【数12】 【0055】に示すようなzの三次方程式の解で与えら
れる。そして3つの極z1,z2,z3は、 【0056】 【数13】【0057】この解は一般的には次のような複素解で与
えられる。 【0058】 z0=σ0+jβ0 z1=σ1+jβ1 z2=σ2+jβ2 …(26) さらに、本来求めたい連続系の全伝達関数G(s)の3
つの極はs平面上の実軸上に存在するので、離散系の伝
達関数G(z,θ)においても極はz平面の実軸上にあ
るとの根拠から、式(26)の虚数成分を切り捨てる。
その絶対値の大きい順にz0,z1,z2は、 z0=σ0 z1=σ1 z2=σ2 …(27) として求まる。このうち絶対値の最も大きい極z0はz
=1となるべきインピーダンス素子の極として除き、残
りの極z1、z2を、 |z2|<|z1| …(28) にしたがってその絶対値を大小比較する。式(28)が
真のときは極z1は電池の負極に対応する極、極z2は
電池の正極に対応する極となり、式(28)が偽のとき
は極z1は電池の正極に対応する極、極z2は電池の負
極に対応する極となる。 【0059】(4)離散系から連続系への極の変換 図5はz平面からs平面上への写像を表す図である。図
5に示すような写像によって、離散系における極z1,
z2から式(5),(6)に示すような連続系における
極s1,s2が求められる。離散系におけるサンプリン
グ時間をT[s]とすると、z平面からs平面への極の
写像は、 【0060】 【数14】 【0061】にしたがって行われる。 【0062】(5)電池の状態と極の推移の相関 電池の状態は、例えば残量によって評価することができ
る。残量とは電池に充電された電気量の残りのことをい
う。電池伝達関数における極の推移と、電池の残量との
間には相関がある。 【0063】図6はリチウムイオン電池の複素インピー
ダンスプロットを示す図であり、電池の残量の変化に伴
う複素インピーダンスプロットの変化を示す図である。
同図中、(a)、(b)、(c)、及び(d)はそれぞ
れ残量が100%、50%、10%及び0%の場合であ
る。図2に示す分極抵抗31p,31nそれぞれの抵抗
値Rp ,Rn は、電池の充放電に伴う正極及び負極の化
学反応に起因する交換電流密度iop,ionの変化に応じ
て変化する。このため、電池の残量の変化に伴って分極
抵抗31p,31nの抵抗値Rp ,Rn が変化するの
で、図6に示すように、複素インピーダンスプロットも
また電池の残量の変化に伴って変化する。したがって、
極の角周波数もまた電池の残量の変化に伴い変化する。 【0064】図7は電池の残量と電池伝達関数における
極の角周波数ωとの相関を示すグラフであり、同図中、
(a)及び(b)はそれぞれ第1極及び第2極のもので
ある。図7に示すように、極の角周波数ωが高いほど電
池の残量は多く、極の角周波数ωが低いほど電池の残量
は少なくなる。 【0065】(実施の形態) 以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら
説明する。 【0066】図8は本発明の実施形態に係る電池の状態
解析装置の構成を示す図であり、同図中、(a)は電池
に交流信号を印加する系を示す図、(b)は電池の状態
解析を行う部分の構成を示すブロック図である。図8に
示す本実施形態に係る電池の状態解析装置は、解析対象
の電池11の状態例えば残量の度合を推定評価するもの
である。図8において、11は解析対象の電池、12は
電池11に印加する交流信号を出力する疑似ランダム雑
音発生手段、13は電池11と疑似ランダム雑音発生手
段12との間に設けられたインピーダンス素子、14は
電池11にかかる交流電圧vB 及び電池11に流れる交
流電流iB をサンプリングしてアナログ値からデジタル
値へ変換するサンプリング手段としてのアナログ/デジ
タル変換器である。 【0067】また15はアナログ/ディジタル変換器1
4の出力データを基にして電池11及びインピーダンス
素子13からなる系の特性を表す離散系の伝達関数を推
定演算する伝達関数演算手段、16は伝達関数演算手段
15によって推定演算された離散系の伝達関数から電池
11の連続系の伝達関数における極を算出する極算出手
段、17は極算出手段16によって算出された極を基に
して電池の状態を判定する状態判定手段、18は電池1
1の周囲温度を計測して極算出手段16に出力する温度
計測手段としての温度センサである。伝達関数演算手段
15,極算出手段16及び状態判定手段17は本実施形
態ではマイクロコンピュータ20によって実現されてい
る。 【0068】図9は図8に示す本実施形態に係る電池の
状態解析装置の動作を示すフローチャートである。以
下、図9を参照して図8に示す本実施形態に係る電池の
状態解析装置の動作について説明する。 【0069】まずステップS1において、解析対象とな
る電池11に交流信号を印加する。このとき周波数が可
変である疑似ランダム雑音発生手段を用いて電池11の
伝達関数における極の周波数を含むよう周波数掃引して
もよいが、解析を効率よく行うことができるように、本
実施形態では疑似ランダム雑音発生手段12は電池11
の伝達関数における極の周波数を十分包含する周波数帯
域の交流信号を出力するものとしている。 【0070】図10は疑似ランダム雑音発生手段12の
周波数特性の一例を示すグラフであり、横軸は周波数
[Hz]、縦軸は振幅[dB]である。図10に示すよ
うに、疑似ランダム雑音発生手段12から出力される交
流信号の周波数帯域は、電池11の伝達関数の第1極S
1における角周波数ω1及び第2極S2における角周波
数ω2の成分を含んでいる必要がある。このような疑似
ランダム雑音発生手段12を用いることにより、周波数
掃引が不要になる。また疑似ランダム雑音発生手段12
から出力される交流信号の振幅は電極界面の乱れの影響
を無視できる程度以下であり、10mV程度以下であ
る。 【0071】疑似ランダム雑音発生手段12は例えば白
色雑音のような雑音信号を発生する雑音源を用いて構成
すればよい。また、図11に示すようなM系列符号を用
いた雑音源のような、疑似ランダム符号を用いた疑似雑
音信号発生手段を用いてもよい。図11において、41
は所定の遅延時間を有する遅延演算子としてのフリップ
フロップ、42は排他的論理和演算器である。なお図1
1では、疑似雑音信号発生手段をフリップフロップと排
他的論理和演算器を用いたハードウェアによって実現し
ているが、マイクロプロセッサのメモリに疑似ランダム
符号パターンを記憶して出力させる等のソフトウェアを
用いて実現する方法もある。 【0072】またインピーダンス素子13は、電池11
に交流信号を印加する際に電池11と疑似ランダム雑音
発生手段12との間に直流パスが形成されるのを防ぐも
のであり、図8に示す本実施形態に係る電池の状態解析
装置では、容量が十分大きく、かつ容量値が既知である
コンデンサをインピーダンス素子13として用いてい
る。 【0073】次にステップS2において、電池11にか
かる交流電圧vB 及び電池11に流れる交流電流iB を
サンプリングして、離散系の伝達関数の推定演算に用い
る時系列入出力データを求める。ステップS2はアナロ
グ/ディジタル変換器14によって行われる。電池11
にかかる交流電圧vB 及び電池11に流れる交流電流i
B はそれぞれ、図4に示すARXモデルにおける入力信
号u(t)及び出力信号y(t)に相当し、したがって
アナログ/ディジタル変換器14によって所定の時間間
隔でサンプリングされたディジタル値から、式(11)
に示すような入出力データ系列による回帰ベクトルφ
(t)が求められる。言い換えると、電池11にかかる
交流電圧vB 及び電池11に流れる交流電流iB は、サ
ンプリング手段としてのアナログ/ディジタル変換器1
4を介して、離散系の伝達関数の推定演算に用いられる
時系列入出力データとなる。 【0074】次にステップS3において、ステップS2
で求めた時系列入出力データを用いて離散系の伝達関数
を推定演算する。ステップS3は伝達関数演算手段15
によって、本発明の基本的な原理における(2)電池伝
達関数の推定演算の項で説明した手順にしたがって行わ
れる。すなわち、伝達関数演算手段15は、アナログ/
ディジタル変換器14によってサンプリングされた交流
電圧vB ,交流電流iB を時系列入出力データu
(t),y(t)として式(11)の回帰ベクトルψ
(t)を求め、式(14)又は(15)で与えられる初
期値を用いて式(13)に示すような伝達関数推定演算
を行い、式(10)の係数パラメータθ(t)を求め
て、式(7)に示すような離散系の伝達関数を求める。 【0075】次にステップS4において、ステップS3
で求めた離散系の伝達関数から連続系の伝達関数におけ
る極を算出する。ステップS4は、極算出手段16によ
って、本発明の基本的な原理における(3)離散系の極
の算出、及び(4)離散系から連続系への極の変換の項
で説明した手順にしたがって行われる。 【0076】図12は極算出手段16の構成を示すブロ
ック図である。まず、因数分解演算手段16aは、ステ
ップS3で伝達関数演算手段15によって推定された離
散系の伝達関数の分母である有理多項式を因数分解す
る。本実施形態ではインピーダンス素子13として純容
量が与えられているので、本発明の基本的な原理におけ
る(3−2)で説明したように、推定された式(7)に
示すような伝達関数の分母である多項式A(z)を、3
次より高次の項を切り捨てた上で式(23)から式(2
5)にしたがって因数分解する。 【0077】極演算手段16bは、式(27)に示すよ
うに、式(25)から得られる複素解から虚数部を切り
捨てて実数部のみとし、更に式(28)に従って大小比
較を行って電池11の正極及び負極に対応する極を決定
する。 【0078】極変換演算手段16dは、式(29)に従
ってサンプリング周期Tを用いてz領域からs領域への
極の変換を行う。因数分解演算手段16a、極演算手段
16b及び極変換演算手段16cによって、離散系の伝
達関数から式(3)で与えられる連続系の電池伝達関数
HB (s)における極が求められる。 【0079】本実施形態における極算出手段16は極温
度補正手段16dをさらに備えており、因数分解演算手
段16a、極演算手段16b及び極変換演算手段16c
によって求められた,連続系の電池伝達関数HB (s)
における極を、温度センサ18によって計測された電池
の周囲温度によって補正している。 【0080】極の温度補正は以下のように行う。温度セ
ンサ18は電池11の表面温度又は周囲温度を計測す
る。式(1),(2)に示すように、正極の分極抵抗3
1pの抵抗値Rp 及び負極の分極抵抗31nの抵抗値R
n は共に絶対温度Tに比例するので、式(5),(6)
によって示される極の角周波数は絶対温度に反比例す
る。ここで、電池11内部の温度は温度センサ18によ
って計測した温度と等しいと仮定する。基準温度(極と
電池の状態との相関を得た実験温度)をTa [K]、温
度センサ18によって計測した温度をTd [K]とする
と、基準温度Ta における分極抵抗の抵抗値Rp ,Rn
と温度Td における分極抵抗の抵抗値Rp',Rn'との関
係は式(1),(2)から、 【0081】 【数15】 【0082】のようになる。式(30),(31)か
ら、基準温度Ta における極の角周波数ω1,ω2は、
温度Td における極の角周波数ω1´,ω2´を次式の
ように補正して求められる。 【0083】 【数16】【0084】となる。極温度補正手段16dは、極変換
演算手段16cによって求められた連続系の電池伝達関
数HB (s)における極の角周波数を式(32),(3
3)にしたがって温度補正して出力する。 【0085】最後にステップS5において、ステップS
4で求められた極の角周波数を基にして、電池の残量を
判定する。ステップS5は状態判定手段17によって、
本発明の基本的な原理における(5)電池の状態と極の
推移との相関の項で説明した手順にしたがって行われ
る。 【0086】なお、疑似ランダム雑音発生手段12が電
池11と等しい直流オフセット電圧を持つ場合には、イ
ンピーダンス素子13を省略することが可能である。図
13はインピーダンス素子を介さずに電池11に交流信
号を印加する電池の状態解析装置の構成を示す図であ
り、交流信号を電池11に印加する系のみを示してい
る。図13において、12Aは電池11と等しい直流オ
フセット電圧を持つ電圧オフセット疑似ランダム雑音発
生手段である。電圧オフセット疑似ランダム雑音発生手
段12Aは、図8に示す疑似ランダム雑音発生手段12
と同様に、雑音信号を発生する電圧オフセット雑音源に
よって構成してもよい。 【0087】図13の電池の状態解析装置も図8に示す
電池の状態解析装置と同様に、電池11にかかる交流電
圧vB 及び電池11に流れる交流電流iB をサンプリン
グして離散系の伝達関数を演算することによって、電池
11の状態を判定することができる。ただし図13の電
池の状態解析装置の場合、本発明の基本的な原理におけ
る(3−1)インピーダンス素子が純抵抗の場合に該当
するので、極算出手段16を構成する因数分解演算手段
16aは、伝達関数演算手段15によって推定された離
散系の伝達関数の分母である有理多項式A(z)を、2
次より高次の項を切り捨てた上で式(17)から式(1
9)にしたがって因数分解する。 【0088】なお、伝達関数演算手段15に対して、解
析対象の電池11の電極の分極抵抗や容量成分を基にし
て予め計算した初期値を与える構成としてもよい。これ
により、離散系の伝達関数の推定演算の収束性を高める
ことができる。 【0089】なお、極算出手段16において、極温度補
正手段16dは必須の構成要素では、なくてもかまわな
い。この場合には温度センサ18は不要になる。 【0090】また、伝達関数演算手段15によって求め
られた離散系の伝達関数から、残量以外の電池の状態を
判定する電池の状態解析装置も考えられる。例えば離散
系の伝達関数から電池の安全性や劣化具合を判定する等
が考えられる。 【0091】なお本実施形態とは別の方法として、推定
する離散系の伝達関数の極の次数は任意とし、その極の
推移をそのまま電池の残量に対して相関付ける方法も考
えられる。例えば、推定演算する離散系の伝達関数の極
の次数を、電池11に対して予め定めた交流等価回路の
連続系の伝達関数における極の次数に比べて高次のもの
と仮定する。ここでは、伝達関数の極の次数を30次と
仮定すると、伝達関数G(z,θ)は次のような式で表
される。 【0092】 【数17】 【0093】係数パラメータθの収束後、吐き出し法ア
ルゴリズムを用いた演算によって得られた伝達関数G
(z,θ)の30個の極を求める。図14は30次の極
のz平面における位置の例を示すグラフである。図14
に示すように、電池11及びインピーダンス素子12に
関連する極を全て抽出しその中の特定の極の推移を解析
することによって、電池11の状態の解析を行う。残量
の判定は、予め実験等によって残量と相関があると特定
された極を観察することによって、行うことができる。 【0094】 【発明の効果】以上のように本発明によると、まず電池
を含む系の離散系の伝達関数を推定演算によって求め、
この離散系の伝達関数から電池の交流等価回路の連続系
の伝達関数における極を求めた上で、電池の交流等価回
路の伝達関数における極と電池の残量等の状態との間の
相関関係を用いて、電池の状態を解析するので、電池の
状態を確実にかつ定量的に行うことができる。 【0095】また、離散系の伝達関数を推定演算するた
めには、アナログ信号処理は不要であり全てデジタル信
号処理によって行うことができるので、ワンチップマイ
コンやDSP等によるLSI化が可能になり、低コスト
かつ高精度の電池の状態解析装置を実現することができ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric vehicle, a personal computer,
Batteries remaining in portable devices such as
Battery state analysis method for analyzing and detecting the state such as quantity
And its device. [0002] 2. Description of the Related Art Conventional methods for analyzing the state of a battery such as a remaining battery level.
The first is to measure the voltage and current of the battery.
And secondly, the AC
AC impedance measured in advance and determined in advance
The state of the battery is determined from the correlation between the
There is a way to specify. [0003] However, in the first method,
According to the report, although the battery state detection accuracy is good,
And the analog signal for measuring the battery current and voltage.
Signal processing circuit is required, so as a battery condition analyzer
There is a problem that it is costly to implement the device. According to the second method, the first method is used.
That is, the measurement can be performed in a shorter time than the capacity test method.
The advantage is that the amplitude and
In order to measure the phase, analog signal processing is performed as in the first method.
If a circuit is required, it is costly to implement it.
There is also the problem of being susceptible to noise.
You. [0005] Our future aims are electric vehicles and personal computers.
Batteries, such as portable devices such as mobile phones or mobile phones.
The battery condition analyzer is installed in the
Battery status in real time.
Low-cost, high-precision battery condition analysis
Is desired. In view of the above problems, the present invention provides a battery
Use digital signal processing to check the status of remaining
Battery condition analysis method that can analyze the data accurately
It is an object to provide a method and an apparatus using the method.
You. [0007] Means for Solving the Problems To solve the above problems,
Therefore, the present invention relates to a transfer function of an AC equivalent circuit of a battery.
Focus on the correlation between the change of the pole and the remaining battery level
First, the transfer function of the discrete system including the battery is estimated and calculated.
From this transfer function, the AC equivalent circuit
Poles in the transfer function of the road
Is to be detected. The estimation of the transfer function of a discrete system is
Since it can be performed by digital signal processing,
In analogy, analog signal processing becomes unnecessary. [0008] The solution taken by the invention of claim 1 is a battery.
As a battery state analysis method for analyzing the state such as the remaining amount of battery,
AC voltage applied to the battery and AC voltage applied to the battery
Of discrete system of the system including the battery from time series data of flow
Estimate the function and use the discrete transfer function
This is to analyze the state of the battery. According to the first aspect of the present invention, the battery
From the time series data of the
For estimating the transfer function of the discrete system of the system including the pond
Does not require analog signal processing and all digital signal processing
One-chip microcomputer
LSI and DSP etc. can be implemented and
Cost and noise immunity. Also,
From the transfer function of the dispersion system, for example, the transfer of the AC equivalent circuit of the battery
The transfer function of the battery's AC equivalent circuit.
Using the correlation between the poles in the number and the state of the battery,
The state of the battery can be analyzed. [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] Further, the claims1In the invention ofAC to battery
AC signal applying means for applying a signal and the battery
Sampling of AC voltage and AC current flowing through the battery
Sampling means, and the sampling means
Time series data of AC voltage and AC current sampled by
The transfer function of the discrete system of the system including the battery from the
Transfer function calculation for estimating using 1) or (Equation 2)
Means and the discrete system of the system including the determined battery
The poles in the transfer function of the discrete system from the transfer function
And the determined poles are connected to the AC equivalent circuit of the battery.
Pole calculation means for converting to poles in the transfer function of the continuation system
The transfer function of the continuous system obtained by the pole calculation means
Analyze the state of the battery based on the poles in the numberElectric
Pond condition analyzerAndThe pole calculating means is configured to
The denominator polynomial of the transfer function of the discrete system
Resolve the complex solution of the poles in the transfer function of the discrete system
Factoring operation means for determining
Therefore, the imaginary part is truncated from the complex solution of the pole found, and the remaining
From the real part, the distance corresponding to the positive and negative electrodes of the battery
A pole operation means for specifying a pole in a transfer function of a scattered system;
Positive and negative electrodes of the battery identified by the pole calculation means
The poles in the transfer function of the discrete system corresponding to
Based on the sampling period of the sampling means.
The pole in the transfer function of the continuous system of the AC equivalent circuit of the battery
And a pole conversion operation means for conversion. [0017] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic principle of the present invention will be described.
Will be described. (1) Definition of battery transfer function When measuring the AC impedance of a battery,
Batteries with a small AC signal with an amplitude of about 10 mV or less
When the interface between the electrode and the electrolyte is polarized,
The resulting AC signal does not disturb
Can be considered as Battery alternating current when a small AC signal is applied
The value circuit is as shown in FIG. Contact between electrode and electrolyte
Impedance is created between the electrode interface and the electrolyte interface.
Electric double layer capacity and Faraday impedance
Can be represented by a parallel connection with Where the electrode
Assuming that the charge transfer process is rate-determining,
-Impedance is equal to the polarization resistance (charge transfer resistance) of the electrode.
Expressed in series with the capacitance component of the electrode. Figure 1
31p and 31n are the polarization resistance of the positive electrode and the negative electrode,
Is the electric double layer capacity at the positive electrode, and 32n is the
Electric double layer capacity, 33p, 33n are capacity of positive electrode and negative electrode
The component, 34, is the resistance of the electrolyte and is the impedance of the positive electrode.
Is a fara consisting of a polarization resistance 31p and a capacitance component 33p.
Parallel connection between the data impedance and the electric double layer capacitance 32p
The impedance of the negative electrode is polarized
Faraday in consisting of resistance 31n and capacitance component 33n
The parallel connection of the impedance and the electric double layer capacitor 32n
Is represented. Here, the resistance value of the polarization resistor 31p is Rp,
Assuming that the resistance value of the polarization resistor 31n is Rn, [0021] (Equation 1) ## EQU2 ## In equations (1) and (2),
R is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and n is the power of the electrode reaction.
Load number, F is Faraday constant, iop is positive electrode exchange current, i
on indicates the exchange current of the negative electrode. In FIG. 1, Cdp is
The capacitance value of the electric double layer capacitance 32p at the positive electrode, Cdn is negative
The capacitance value of the electric double layer capacitor 32n at the pole, Rel is the electrolytic value
The resistance value of the liquid resistance 34. The frequency of the AC signal is relatively high, and
The amount components 33p and 33n give the impedance of the battery.
If the effect can be neglected, the AC equivalent circuit of the battery
2 and the capacitance components 33p and 33n are deleted as shown in FIG.
Can be considered. A time-invariant linear system for batteries during AC polarization
Is assumed, the battery transfer in the AC equivalent circuit shown in FIG.
The transfer function HB (s) is [0025] (Equation 2) ## EQU1 ## Also, the AC impedance of the battery
The impedance of the impedance element used for measurement is H
If I (s), the battery and the impedance element
The total transfer function G (s) of the system is defined as follows: [0027] (Equation 3) Here, vB is the value at the time of measuring the AC impedance.
Is the voltage applied to the battery at, iB is the AC impedance
This is the current flowing through the battery when measuring the capacitance. All communication
The order of the pole of the number G (s) depends on the impedance of the impedance element.
The order of the poles in the dance HI (s) and the battery transfer function HB
It is the sum with the order of the pole in (s). FIG. 3 shows a battery transfer function as shown in equation (3).
Complex impedance plot of battery with HB (s)
It is. As shown in FIG. 3, the complex impedance of the battery
With the increase of the angular frequency ω of the AC signal,
After a circular locus and a semicircular locus by the positive electrode, when ω = ∞
The resistance value Rel of the electrolyte resistance 34 is obtained. The first pole s1 and the
The angular frequencies at the two poles s2 are ω1 and ω2, respectively.
When, ω1 = −1 / Rn Cdn [rad / s] (5) ω2 = -1 / Rp Cdp [rad / s] (6) Given by (2) Calculation of transfer function estimation We assume that the battery is a time-invariant linear system
Then, the total transfer function G (s) represented by the equation (4) is
Given as a general transfer function in a discrete system of the form
You. [0031] (Equation 4) Based on the input / output signal of the battery, the equation (7)
By determining the number, the transfer function G (z, θ) is estimated.
Set. Generally, system propagation is based on input / output data.
The method of estimating the arrival function is called system identification. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a model used for stem identification, and is a diagram illustrating transmission of noise.
The function Hn (z, θ) is Hn (z, θ) = 1 / A (z) (8) , This model is autoregressive with external inputs (A
RX) model. As shown in FIG.
(T) is the first order of the input signal u (t) and the noise signal e (t)
Given the combination, the output response is   A (z) y (t) = B (z) u (t) + e (t) (9) Becomes The coefficient parameter of the transfer function G (z, θ) to be estimated
Meter θ, regression vector φ by input / output data series
(T) [0034] (Equation 5) Then, equation (9) becomes: y (t) = φT θ + e (t) (12) And the matrix operation of Expression (12) is performed by, for example, the RLS sequential method.
, The coefficient parameter θ (t) becomes [0036] (Equation 6) Is given by This coefficient parameter θ
(T) converges after a predetermined number of repeated calculations. Note that the initial value of the operation is generally θ (0) = 0, P (0) = αId (14) But, for example, Rp = 0.001 to 10 [Ω] Rn = 0.001 to 10 [Ω] Cdp = 10-6 to 10-2 [F] Cdn = 10 @ -6 to 10 @ -2 [F] (15) Using the initial value in the range of
Can be reduced. (3) Calculation of discrete poles Explain the case of matching the number of poles in the discrete and continuous systems
I do. (3-1) When the impedance element is a pure resistance
If When the impedance element is a pure resistor, the total transfer shown in equation (4)
Since the order of the poles in the arrival function G (s) is second-order,
The pole in the discrete transfer function G (z, θ) shown in (7)
The system identification is performed on the assumption that the order of Sand
Equation (7) is [0041] (Equation 7) Is as follows. Here, in equation (16), each parameter
Assuming that the meter θ converges, the equation (16)
The poles in the discrete transfer function G (z, θ) are [0043] (Equation 8) Given by the solution of the quadratic equation of z as shown in
It is. Here, the coefficient of equation (17) is [0045] (Equation 9) In other words, two poles are obtained by the solution formula.
You. [0047] (Equation 10) This solution is generally given by the following complex solution
Can be [0049] z1 = σ1 + jβ1 z2 = σ2 + jβ2 (20) Further, the total transfer function G (s) of the continuous system originally desired is
Since the two poles are on the real axis on the s-plane,
In the transfer function G (z, θ) of the system, the two poles are in the z plane.
From the basis that the imaginary component of equation (20) is on the real axis of
Truncated, z1 = σ1 z2 = σ2 (21) Is the pole of the battery transfer function G (z, θ) in the discrete system.
You. [0050] | Z2 | <| z1 | (22)
Compare the absolute value with z2, and when the expression (22) is true,
The pole z1 is a pole corresponding to the negative electrode of the battery, and the pole z2 is a positive electrode of the battery.
And when equation (22) is false, the pole z1 is
The pole corresponding to the positive pole of the battery, pole z2, corresponds to the negative pole of the battery.
Pole. (3-2) The impedance element has a pure capacity
If included When the impedance element includes a pure capacitance,
The order of the poles in the total transfer function G (s) becomes the third order
Therefore, the discrete transfer function G (z, θ) shown in equation (7)
The system identification is performed on the assumption that the order of the poles to be obtained is also the third order.
That is, equation (7) is [0052] [Equation 11] Is as follows. Transfer function G shown in equation (23)
The pole of (z, θ) is [0054] (Equation 12) Given by the solution of the cubic equation of z as shown in
It is. And the three poles z1, z2, z3 are [0056] (Equation 13)This solution is generally given by the following complex solution.
available. [0058] z0 = σ0 + jβ0 z1 = σ1 + jβ1 z2 = σ2 + jβ2 (26) Further, 3 of the total transfer function G (s) of the continuous system originally desired
Since the two poles lie on the real axis on the s-plane,
In the transfer function G (z, θ), the poles are on the real axis of the z-plane.
Therefore, the imaginary component of Expression (26) is discarded.
Z0, z1 and z2 are in the order of their absolute values, z0 = σ0 z1 = σ1 z2 = σ2 (27) Is obtained as The pole z0 having the largest absolute value is z
= 1 except for the pole of the impedance element that should be
Poles z1 and z2, | Z2 | <| z1 | (28) The absolute values are compared in magnitude according to Equation (28)
When true, the pole z1 is the pole corresponding to the negative electrode of the battery, and the pole z2 is
When the electrode corresponds to the positive electrode of the battery and the equation (28) is false
Is the pole corresponding to the positive electrode of the battery, and z2 is the negative pole of the battery.
It will be the pole corresponding to the pole. (4) Conversion of pole from discrete system to continuous system FIG. 5 is a diagram illustrating a mapping from the z plane to the s plane. Figure
By the mapping as shown in FIG.
From z2, in a continuous system as shown in equations (5) and (6)
The poles s1 and s2 are determined. Sampling in discrete systems
Assuming that the logging time is T [s], the pole from the z plane to the s plane is
The mapping is [0060] [Equation 14] The operation is performed according to the following. (5) Correlation between battery state and pole transition Battery status can be assessed, for example, by battery level
You. Remaining is the remaining amount of electricity charged in the battery.
U. The transition of the pole in the battery transfer function and the remaining battery power
There is a correlation between them. FIG. 6 shows the complex impedance of a lithium ion battery.
FIG. 6 is a diagram showing a dance plot, which is associated with a change in the remaining battery level.
FIG. 9 is a diagram illustrating a change in a complex impedance plot.
In the figure, (a), (b), (c), and (d) are respectively
When the remaining amount is 100%, 50%, 10% and 0%
You. The resistance of each of the polarization resistors 31p and 31n shown in FIG.
The values Rp and Rn are the values of the positive and negative electrodes associated with the charging and discharging of the battery.
The change of the exchange current density iop and ion caused by the chemical reaction
Change. For this reason, the polarization
The resistance values Rp and Rn of the resistors 31p and 31n change.
Then, as shown in FIG.
Also, it changes according to the change in the remaining amount of the battery. Therefore,
The angular frequency of the pole also changes with changes in the battery level. FIG. 7 shows the relationship between the remaining battery charge and the battery transfer function.
It is a graph showing the correlation with the pole angular frequency ω, in the figure,
(A) and (b) are for the first pole and the second pole, respectively.
is there. As shown in FIG. 7, the higher the angular frequency ω of the pole is,
The remaining capacity of the pond is large, and the lower the angular frequency ω of the pole, the lower the remaining battery capacity
Is less. (Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
explain. FIG. 8 shows the state of the battery according to the embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structure of an analyzer, (a) is a battery in the figure.
FIG. 1B is a diagram showing a system for applying an AC signal to a battery, and FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a part that performs analysis. In FIG.
The battery state analyzer according to the present embodiment shown
For estimating and evaluating the state of the battery 11, for example, the degree of remaining charge
It is. In FIG. 8, 11 is a battery to be analyzed, and 12 is a battery to be analyzed.
Pseudo-random noise that outputs an AC signal applied to the battery 11
The sound generating means 13 is a battery 11 and a pseudo random noise generating means.
An impedance element 14 provided between the stage 12 and
The AC voltage vB applied to the battery 11 and the
Sampling current iB to convert analog value to digital
Analog / digital as sampling means to convert to value
Tal converter. Reference numeral 15 denotes an analog / digital converter 1
Battery 11 and impedance based on the output data of
Estimate the transfer function of a discrete system representing the characteristics of the system composed of the elements 13.
Transfer function calculating means for performing a constant calculation;
15 from the transfer function of the discrete system estimated and calculated by
A pole calculator for calculating poles in a transfer function of 11 continuous systems
Steps 17 are based on the poles calculated by the pole calculation means 16.
State determination means for determining the state of the battery by
1 is the temperature to be measured and output to the pole calculation means 16
It is a temperature sensor as measuring means. Transfer function calculation means
15, pole calculation means 16 and state determination means 17
In the state, it is realized by the microcomputer 20.
You. FIG. 9 shows the structure of the battery according to this embodiment shown in FIG.
It is a flowchart which shows operation | movement of a state analysis apparatus. Less than
Below, referring to FIG. 9, the battery according to the present embodiment shown in FIG.
The operation of the state analysis device will be described. First, in step S1, an analysis target
AC signal is applied to the battery 11. At this time, the frequency is
Of the battery 11 by using a strange pseudo-random noise generating means.
Sweep the frequency to include the pole frequency in the transfer function
Although it is good,
In the embodiment, the pseudo random noise generating means 12 is a battery 11
Frequency band that sufficiently covers the pole frequency in the transfer function of
It outputs the AC signal of the area. FIG. 10 shows the pseudo random noise generating means 12.
It is a graph which shows an example of a frequency characteristic, a horizontal axis is a frequency.
[Hz], and the vertical axis represents amplitude [dB]. As shown in FIG.
As shown in FIG.
The frequency band of the flow signal is the first pole S of the transfer function of the battery 11.
1 and the angular frequency at the second pole S2
It is necessary to include the component of the number ω2. Such a pseudo
By using the random noise generating means 12, the frequency
No sweep is required. Also, a pseudo random noise generating means 12
Of the AC signal output from the sensor is affected by the disturbance at the electrode interface
Is about negligible, and about 10 mV or less.
You. The pseudo random noise generating means 12 is, for example, white
Configuration using a noise source that generates a noise signal such as color noise
do it. Further, an M-sequence code as shown in FIG.
Pseudo-random codes such as noise sources
Sound signal generating means may be used. In FIG. 11, 41
Is a flip as a delay operator with a given delay time
The flop 42 is an exclusive OR operation unit. FIG. 1
In 1, the pseudo noise signal generating means is excluded from the flip-flop.
Implemented by hardware using other OR
But the pseudo-random memory in the microprocessor
Software for storing and outputting code patterns
There is also a method of realizing it. The impedance element 13 is connected to the battery 11
Battery 11 and pseudo-random noise when applying an AC signal to
It is also possible to prevent a DC path from being formed with the generating means 12.
The state analysis of the battery according to the present embodiment shown in FIG.
In the device, the capacity is large enough and the capacity value is known
Using a capacitor as the impedance element 13
You. Next, in step S2, the battery 11
The AC voltage vB and the AC current iB flowing through the battery 11 are
Sampled and used for estimation of discrete transfer function
Time-series input / output data. Step S2 is analog
This is performed by the analog / digital converter 14. Battery 11
And the AC current i flowing through the battery 11
B are the input signals in the ARX model shown in FIG.
Signal u (t) and the output signal y (t), thus
For a predetermined time by the analog / digital converter 14
From the digital values sampled at intervals,
Regression vector φ by input / output data series as shown in
(T) is required. In other words, the battery 11
The AC voltage vB and the AC current iB flowing through the battery 11 are
Analog / digital converter 1 as sampling means
4 for use in estimating the transfer function of the discrete system
It becomes time-series input / output data. Next, in step S3, step S2
Transfer function of discrete system using time series input / output data obtained in
Is estimated. Step S3 is a transfer function calculating means 15
Thus, according to the basic principle of the present invention, (2) battery transmission
Performed according to the procedure described in the section
It is. That is, the transfer function calculating means 15 outputs the analog /
AC sampled by digital converter 14
The voltage vB and the AC current iB are converted into time-series input / output data u.
(T), y (t), the regression vector of equation (11)
(T) is obtained, and the first value given by equation (14) or (15) is obtained.
Transfer function estimation calculation as shown in equation (13) using the period value
To obtain the coefficient parameter θ (t) of the equation (10).
Thus, a transfer function of a discrete system as shown in Expression (7) is obtained. Next, in step S4, step S3
From the transfer function of the discrete system obtained in
Calculate the pole. Step S4 is performed by the pole calculation unit 16.
Therefore, (3) discrete poles in the basic principle of the present invention
And (4) terms of pole conversion from discrete to continuous
This is performed according to the procedure described in. FIG. 12 is a block diagram showing the construction of the pole calculating means 16.
FIG. First, the factorization computing means 16a
In step S3, the distance estimated by the transfer function
Factor a rational polynomial that is the denominator of the transfer function of a scattered system
You. In this embodiment, pure impedance is used as the impedance element 13.
Given the quantity, the basic principles of the present invention
As described in (3-2), the estimated equation (7)
A polynomial A (z) which is a denominator of the transfer function as shown in FIG.
After cutting off higher-order terms than the following,
Factor according to 5). The pole operation means 16b is expressed by the following equation (27).
As described above, the imaginary part is cut from the complex solution obtained from equation (25).
Discarded to make only the real part, and according to equation (28)
To determine the electrodes corresponding to the positive and negative electrodes of battery 11
I do. The pole conversion calculating means 16d complies with the equation (29).
From the z region to the s region using the sampling period T
Perform pole conversion. Factoring operation means 16a, pole operation means
16b and the polar conversion operation means 16c,
Battery transfer function of the continuous system given by equation (3) from the transfer function
The pole at HB (s) is determined. In the present embodiment, the pole calculating means 16 calculates the extreme temperature.
And a factor correction means 16d.
Stage 16a, pole calculation means 16b, and pole conversion calculation means 16c
Battery transfer function HB (s) of the continuous system obtained by
Is the battery measured by the temperature sensor 18.
Is corrected by the ambient temperature. The temperature correction of the pole is performed as follows. Temperature
The sensor 18 measures the surface temperature or the ambient temperature of the battery 11.
You. As shown in the equations (1) and (2), the polarization resistance of the positive electrode 3
The resistance value Rp of 1p and the resistance value R of the polarization resistance 31n of the negative electrode
Since n is proportional to the absolute temperature T, equations (5) and (6)
The angular frequency of the pole, indicated by, is inversely proportional to absolute temperature
You. Here, the temperature inside the battery 11 is measured by the temperature sensor 18.
Is assumed to be equal to the measured temperature. Reference temperature (with pole
The experimental temperature at which the correlation with the state of the battery was obtained was defined as Ta [K],
The temperature measured by the temperature sensor 18 is Td [K].
And the resistance values Rp and Rn of the polarization resistance at the reference temperature Ta.
And the resistance values Rp 'and Rn' of the polarization resistance at the temperature Td.
From the equations (1) and (2), [0081] (Equation 15) Is as follows. Equations (30) and (31)
Therefore, the pole angular frequencies ω1 and ω2 at the reference temperature Ta are
The angular frequencies ω1 ′ and ω2 ′ of the poles at the temperature Td are given by
It is obtained by correcting as follows. [0083] (Equation 16)Is obtained. The pole temperature correction means 16d performs pole conversion.
The continuous battery transmission function determined by the calculating means 16c
Equation (32), (3)
The temperature is corrected according to 3) and output. Finally, in step S5, step S
Based on the angular frequency of the pole determined in step 4,
judge. Step S5 is performed by the state determination means 17
(5) The state of the battery and the pole
Follow the procedure described in the section on correlations with transitions.
You. It should be noted that the pseudo random noise generating means 12
If the DC offset voltage is equal to that of the
It is possible to omit the impedance element 13. Figure
13 is an AC signal to the battery 11 without passing through an impedance element.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a battery state analysis device for applying a signal;
Only the system for applying an AC signal to the battery 11 is shown.
You. In FIG. 13, reference numeral 12A denotes a DC
Voltage offset pseudo-random noise generation with offset voltage
It is a raw means. Voltage offset pseudo random noise generator
The stage 12A includes the pseudo random noise generating means 12 shown in FIG.
In the same way as for
Therefore, you may comprise. FIG. 8 also shows the battery state analyzer of FIG.
As with the battery state analyzer, the AC power
The voltage vB and the AC current iB flowing through the battery 11 are
To calculate the transfer function of the discrete system
Eleven states can be determined. However, the power of FIG.
In the case of a pond condition analyzer, the basic principle of the present invention is used.
(3-1) Applicable when the impedance element is a pure resistance
Factor calculation means constituting the pole calculation means 16
16a is the distance estimated by the transfer function calculating means 15.
The rational polynomial A (z), which is the denominator of the transfer function of the scattered system, is expressed as 2
After cutting off higher-order terms than the following,
Factorize according to 9). Note that the transfer function calculating means 15
Based on the polarization resistance and capacitance component of the electrode of the battery 11 to be analyzed.
Alternatively, a configuration may be employed in which an initial value calculated in advance is provided. this
Improves the convergence of the estimation of the transfer function of the discrete system
be able to. It should be noted that in the pole calculating means 16, the extreme temperature compensation
The corrector 16d is not an indispensable component and may be omitted.
No. In this case, the temperature sensor 18 becomes unnecessary. The transfer function calculating means 15 determines
From the discrete transfer function obtained,
A battery state analysis device for determining is also conceivable. For example, discrete
Judgment of battery safety and deterioration from battery transfer function
Can be considered. As another method different from the present embodiment, the estimation
The order of the poles of the transfer function of the discrete system is
Considering how to directly correlate the change with the remaining battery level
available. For example, the pole of the transfer function of the discrete
Of the AC equivalent circuit predetermined for the battery 11
Higher order than the order of the poles in the transfer function of a continuous system
Assume that Here, the order of the poles of the transfer function is assumed to be 30 order.
Assuming that the transfer function G (z, θ) is expressed by the following equation:
Is done. [0092] [Equation 17] After the convergence of the coefficient parameter θ, the discharge method
Transfer function G obtained by calculation using algorithm
Find 30 poles of (z, θ). Figure 14 shows the 30th order pole
6 is a graph showing an example of a position on the z plane of FIG. FIG.
As shown in the figure, the battery 11 and the impedance element 12
Extract all relevant poles and analyze the transition of specific poles in them
By doing so, the state of the battery 11 is analyzed. Remaining amount
Is determined that there is a correlation with the remaining amount in advance through experiments, etc.
This can be done by observing the poles made. [0094] As described above, according to the present invention, first, the battery
The transfer function of the discrete system of the system including
From the transfer function of this discrete system, the continuous system of the AC equivalent circuit of the battery
The poles in the transfer function of
Between the poles in the transfer function of the road and the state of the battery, etc.
Since the state of the battery is analyzed using the correlation,
The state can be reliably and quantitatively performed. Also, the transfer function of the discrete system is estimated and calculated.
Analog signal processing is not required
One-chip my
LSIs can be implemented using a computer or DSP, resulting in low cost
And a highly accurate battery condition analyzer can be realized.
You.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の原理を説明するための図であり、電池
の交流等価回路を示す回路図 【図2】本発明の原理を説明するための図であり、交流
信号の周波数が比較的高いときの電池の交流等価回路を
示す回路図 【図3】本発明の原理を説明するための図であり、電池
の複素インピーダンスプロットを示すグラフ 【図4】本発明の原理を説明するための図であり、シス
テム同定に用いるARX(自己回帰)モデルを表す図 【図5】本発明の原理を説明するための図であり、電池
の離散系の伝達関数から求めた極を連続系の伝達関数に
おける極に変換するためのz平面からs平面への写像を
表す図 【図6】本発明の原理を説明するための図であり、電池
の残量の変化に伴う複素インピーダンスプロットの変化
を示す図 (a)残量100%の場合を示す図 (b)残量50%の場合を示す図 (c)残量10%の場合を示す図 (d)残量0%の場合にそれぞれわけて示した図 【図7】本発明の原理を説明するための図であり、電池
の残量と電池の伝達関数における極の角周波数との相関
を示す図 (a)第1極の場合を示す図 (b)第2極の場合にそれぞれわけて示したグラフ 【図8】本発明の一実施形態に係る電池の状態解析装置
の構成を示す図 (a)は電池に交流信号を印加する系を示す図 (b)は電池の状態解析を行う部分の構成を示すブロッ
ク図 【図9】図8に示す本発明の一実施形態に係る電池の状
態解析装置の動作を示すフローチャート 【図10】本発明の一実施形態において用いる疑似ラン
ダム雑音発生手段の周波数特性の一例を示すグラフ 【図11】本発明の一実施形態において疑似ランダム雑
音発生手段として用いる、M系列符号を用いた雑音源の
構成を示す図 【図12】本発明の一実施形態に係る電池の状態解析装
置における極算出手段の構成を示すブロック図 【図13】本発明の一実施形態に係る電池の状態解析装
置であってインピーダンス素子を介さずに電池に交流信
号を印加するものの構成を示す図であり、交流信号を電
池に印加する系のみを示す図 【図14】電池の伝達関数における極の次数が30次で
あるときの、z平面における極の位置の例を示すグラフ 【符号の説明】 VB 電池にかかる交流電圧 iB 電池に流れる交流電流 11 電池 12 疑似ランダム雑音発生手段 12A 電圧オフセット疑似ランダム雑音発生手段 13 インピーダンス素子 14 アナログ/デジタル変換器(サンプリング手段) 15 伝達関数演算手段 16 極算出手段 16a 因数分解演算手段 16b 極演算手段 16c 極変換演算手段 16d 極温度補正手段 17 状態判定手段 18 温度センサ(温度計測手段)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a circuit diagram showing an AC equivalent circuit of a battery. FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing an AC equivalent circuit of the battery when the frequency of the AC signal is relatively high. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a complex impedance plot of the battery. FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a diagram showing an ARX (autoregression) model used for system identification. FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a mapping from a z plane to an s plane for converting the poles into poles in a transfer function of a continuous system. FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of the present invention. (A) remaining showing the change of the complex impedance plot (B) A diagram showing a case where the remaining amount is 50% (c) A diagram showing a case where the remaining amount is 10% (d) A diagram showing the case where the remaining amount is 0% 7 is a diagram for explaining the principle of the present invention, showing a correlation between the remaining amount of the battery and the angular frequency of the pole in the transfer function of the battery. FIG. 7A is a diagram showing the case of the first pole. FIG. 8A is a diagram showing a configuration of a battery state analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a diagram showing a system for applying an AC signal to the battery. ) Is a block diagram showing a configuration of a part for performing a battery state analysis. FIG. 9 is a flowchart showing an operation of the battery state analyzing apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 8; FIG. 11 is a graph showing an example of a frequency characteristic of pseudo random noise generating means used in the embodiment. FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a noise source using an M-sequence code used as a pseudo-random noise generating unit in one embodiment. FIG. 12 shows a configuration of a pole calculating unit in a battery state analyzing apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a battery state analysis apparatus according to one embodiment of the present invention, which applies an AC signal to a battery without passing through an impedance element, and applies an AC signal to the battery. FIG. 14 is a diagram showing only the system. FIG. 14 is a graph showing an example of the positions of the poles on the z-plane when the order of the poles in the transfer function of the battery is 30. AC current 11 flowing Battery 12 Pseudo random noise generating means 12A Voltage offset pseudo random noise generating means 13 Impedance element 14 Analog / digital converter (sample Packaging means) 15 transfer function calculating unit 16-pole calculating means 16a factoring operation means 16b-pole calculating means 16c polar transformation calculating means 16d pole temperature correction means 17 the state determination unit 18 Temperature sensor (temperature measuring means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊本 義則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−96855(JP,A) 特開 平8−254573(JP,A) 特開 平8−220197(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/36 H01M 10/42 - 10/48 H02J 7/00 - 7/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshinori Kumamoto 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-8-96855 (JP, A) JP-A-8- 254573 (JP, A) JP-A-8-220197 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 31/36 H01M 10/42-10/48 H02J 7 /00- 7/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 電池に交流信号を印加する交流信号印加
手段と、前記電池にかかる交流電圧及び前記電池に流れ
る交流電流をサンプリングするサンプリング手段と、前
記サンプリング手段によってサンプリングされた交流電
圧及び交流電流の時系列データから前記電池を含む系の
離散系の伝達関数を(数1)または(数2)を用いて推
定演算する伝達関数演算手段と、 前記求められた前記電池を含む系の前記離散系の伝達関
数から前記離散系の伝達関数における極を求めると共
に、求められた極を前記電池の交流等価回路の連続系の
伝達関数における極に変換する極算出手段を備え、前記
極算出手段によって求めた前記連続系の伝達関数におけ
る極に基づいて、前記電池の状態を解析する電池の状態
解析装置であって、 前記極算出手段は、前記電池を含む系の前記離散系の伝
達関数の分母の多項式を因数分解して、前記離散系の伝
達関数における極の複素解を求める因数分解演算手段
と、前記因数分解演算手段によって求めた極の複素解か
ら虚数部を切り捨て、残りの実数部から、前記電池の正
極及び負極に対応する前記離散系の伝達関数における極
を特定する極演算手段と、前記極演算手段によって特定
した前記電池の正極及び負極に対応する前記離散系の伝
達関数における極を、前記サンプリング手段によるサン
プリング周期に基づいて、前記電池の交流等価回路の連
続系の伝達関数における極に変換する極変換演算手段と
を備えていることを特徴とする電池の状態解析装置。 【数1】 【数2】
(57) [Claims] [Claim 1] AC signal application for applying an AC signal to a battery
Means, and an AC voltage applied to the battery and a current flowing to the battery.
Sampling means for sampling the alternating current
AC power sampled by the sampling means
From the time series data of voltage and AC current,
The transfer function of the discrete system is estimated using (Equation 1) or (Equation 2).
A transfer function calculating means for performing a constant calculation, and a transfer function of the discrete system of the system including the obtained battery.
Finding the poles in the transfer function of the discrete system from the numbers
Then, the obtained pole is used as a continuous system of the AC equivalent circuit of the battery.
Pole calculating means for converting to a pole in a transfer function,
In the transfer function of the continuous system obtained by the pole calculating means,
Analyzing the state of the battery based on the poles of the battery
An analysis apparatus, wherein the pole calculation means is configured to transmit the discrete system of a system including the battery.
Factor the polynomial in the denominator of the transfer function
Factoring means for finding the complex solution of poles in the arrival function
And the complex solution of the pole determined by the factorization operation means
From the remaining real part,
Poles in the discrete transfer function corresponding to the poles and the negative poles
Pole calculation means for specifying
Of the discrete system corresponding to the positive and negative electrodes of the battery
The pole in the transfer function
Based on the pulling cycle, a series of AC equivalent circuits
Pole conversion operation means for converting to a pole in a transfer function of a continuation system;
A battery state analysis device, comprising: (Equation 1) (Equation 2)
JP34616097A 1996-12-17 1997-12-16 Battery condition analyzer Expired - Fee Related JP3402167B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34616097A JP3402167B2 (en) 1996-12-17 1997-12-16 Battery condition analyzer

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33708896 1996-12-17
JP8-337088 1996-12-17
JP34616097A JP3402167B2 (en) 1996-12-17 1997-12-16 Battery condition analyzer

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002368003A Division JP3695444B2 (en) 1996-12-17 2002-12-19 Battery remaining capacity measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10232273A JPH10232273A (en) 1998-09-02
JP3402167B2 true JP3402167B2 (en) 2003-04-28

Family

ID=26575670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34616097A Expired - Fee Related JP3402167B2 (en) 1996-12-17 1997-12-16 Battery condition analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3402167B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105277893A (en) * 2014-07-17 2016-01-27 福特全球技术公司 Real-time battery estimation

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8872517B2 (en) 1996-07-29 2014-10-28 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with battery age input
US8958998B2 (en) 1997-11-03 2015-02-17 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with network communication
US6037777A (en) * 1998-09-11 2000-03-14 Champlin; Keith S. Method and apparatus for determining battery properties from complex impedance/admittance
JP3669673B2 (en) * 1999-06-18 2005-07-13 松下電器産業株式会社 Electrochemical element degradation detection method, remaining capacity detection method, and charger and discharge control device using the same
US7398176B2 (en) 2000-03-27 2008-07-08 Midtronics, Inc. Battery testers with secondary functionality
US8513949B2 (en) 2000-03-27 2013-08-20 Midtronics, Inc. Electronic battery tester or charger with databus connection
US7446536B2 (en) 2000-03-27 2008-11-04 Midtronics, Inc. Scan tool for electronic battery tester
KR100411865B1 (en) * 2001-08-16 2003-12-18 금호석유화학 주식회사 method to obtain performance of electrochemical power sources by multi-dimensional correlation of experimental observables
JP4227814B2 (en) 2003-02-07 2009-02-18 エスペック株式会社 Battery state diagnosis apparatus and battery state diagnosis method
US9018958B2 (en) 2003-09-05 2015-04-28 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US9255955B2 (en) 2003-09-05 2016-02-09 Midtronics, Inc. Method and apparatus for measuring a parameter of a vehicle electrical system
US8344685B2 (en) 2004-08-20 2013-01-01 Midtronics, Inc. System for automatically gathering battery information
US9496720B2 (en) 2004-08-20 2016-11-15 Midtronics, Inc. System for automatically gathering battery information
US9274157B2 (en) 2007-07-17 2016-03-01 Midtronics, Inc. Battery tester for electric vehicle
GB2463829B (en) 2007-07-17 2012-11-21 Midtronics Inc Battery tester for electric vehicle
JP5088081B2 (en) * 2007-10-12 2012-12-05 富士通株式会社 Battery measuring method and battery manufacturing method
JP5349250B2 (en) * 2008-12-01 2013-11-20 カルソニックカンセイ株式会社 Battery model identification method
FR2942545B1 (en) * 2009-02-24 2012-08-03 Helion METHOD FOR DETERMINING A HEALTH STATUS OF AN ELECTROCHEMICAL DEVICE
JP5093187B2 (en) * 2009-05-14 2012-12-05 日産自動車株式会社 Fuel cell internal state estimation device and internal state estimation method
JP5035302B2 (en) * 2009-06-17 2012-09-26 日産自動車株式会社 Fuel cell internal state estimation device and internal state estimation method
JP5378099B2 (en) 2009-08-07 2013-12-25 三洋電機株式会社 Capacity maintenance rate determination device, battery system, and electric vehicle including the same
US9588185B2 (en) 2010-02-25 2017-03-07 Keith S. Champlin Method and apparatus for detecting cell deterioration in an electrochemical cell or battery
WO2011109343A2 (en) 2010-03-03 2011-09-09 Midtronics, Inc. Monitor for front terminal batteries
US9229062B2 (en) 2010-05-27 2016-01-05 Midtronics, Inc. Electronic storage battery diagnostic system
US10046649B2 (en) 2012-06-28 2018-08-14 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device
US20110300416A1 (en) 2010-06-03 2011-12-08 Bertness Kevin I Battery pack maintenance for electric vehicle
US11740294B2 (en) 2010-06-03 2023-08-29 Midtronics, Inc. High use battery pack maintenance
US9419311B2 (en) 2010-06-18 2016-08-16 Midtronics, Inc. Battery maintenance device with thermal buffer
US9201120B2 (en) 2010-08-12 2015-12-01 Midtronics, Inc. Electronic battery tester for testing storage battery
GB201014384D0 (en) * 2010-08-27 2010-10-13 Imp Innovations Ltd Battery monitoring in electric vehicles, hybrid electric vehicles and other applications
JP5548784B2 (en) * 2010-11-30 2014-07-16 本田技研工業株式会社 Secondary battery deterioration estimation device
WO2013070850A2 (en) 2011-11-10 2013-05-16 Midtronics, Inc. Battery pack tester
JP5873113B2 (en) * 2012-01-31 2016-03-01 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery state detection device
JP6027030B2 (en) 2012-01-31 2016-11-16 プライムアースEvエナジー株式会社 Charge detection device
AT511270B1 (en) * 2012-05-24 2015-07-15 Avl List Gmbh Method and device for testing electric energy storage systems for driving vehicles
US11325479B2 (en) 2012-06-28 2022-05-10 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery maintenance device
US9851411B2 (en) 2012-06-28 2017-12-26 Keith S. Champlin Suppressing HF cable oscillations during dynamic measurements of cells and batteries
SG11201504741XA (en) * 2012-12-18 2015-07-30 Nucleus Scient Inc Nonlinear system identification for object detection in a wireless power transfer system
US9244100B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Midtronics, Inc. Current clamp with jaw closure detection
US9312575B2 (en) 2013-05-16 2016-04-12 Midtronics, Inc. Battery testing system and method
US10843574B2 (en) 2013-12-12 2020-11-24 Midtronics, Inc. Calibration and programming of in-vehicle battery sensors
EP2897229A1 (en) 2014-01-16 2015-07-22 Midtronics, Inc. Battery clamp with endoskeleton design
US10473555B2 (en) 2014-07-14 2019-11-12 Midtronics, Inc. Automotive maintenance system
JP6382663B2 (en) * 2014-09-25 2018-08-29 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery state determination method and battery state determination device
JP6382662B2 (en) * 2014-09-25 2018-08-29 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery temperature estimation method and battery temperature estimation device
US10222397B2 (en) 2014-09-26 2019-03-05 Midtronics, Inc. Cable connector for electronic battery tester
WO2016123075A1 (en) 2015-01-26 2016-08-04 Midtronics, Inc. Alternator tester
JP6528598B2 (en) * 2015-08-20 2019-06-12 株式会社デンソー Diffusion resistance identification device for secondary battery
US9966676B2 (en) 2015-09-28 2018-05-08 Midtronics, Inc. Kelvin connector adapter for storage battery
US10608353B2 (en) 2016-06-28 2020-03-31 Midtronics, Inc. Battery clamp
US11054480B2 (en) 2016-10-25 2021-07-06 Midtronics, Inc. Electrical load for electronic battery tester and electronic battery tester including such electrical load
US11513160B2 (en) 2018-11-29 2022-11-29 Midtronics, Inc. Vehicle battery maintenance device
US11566972B2 (en) 2019-07-31 2023-01-31 Midtronics, Inc. Tire tread gauge using visual indicator
US11545839B2 (en) 2019-11-05 2023-01-03 Midtronics, Inc. System for charging a series of connected batteries
US11668779B2 (en) 2019-11-11 2023-06-06 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device
US11474153B2 (en) 2019-11-12 2022-10-18 Midtronics, Inc. Battery pack maintenance system
US11973202B2 (en) 2019-12-31 2024-04-30 Midtronics, Inc. Intelligent module interface for battery maintenance device
US11486930B2 (en) 2020-01-23 2022-11-01 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with battery clamp storage holsters
WO2023095263A1 (en) * 2021-11-25 2023-06-01 株式会社 東芝 Battery diagnosis method, battery diagnosis device, battery management system, and battery diagnosis program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105277893A (en) * 2014-07-17 2016-01-27 福特全球技术公司 Real-time battery estimation

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10232273A (en) 1998-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3402167B2 (en) Battery condition analyzer
Vasebi et al. Predicting state of charge of lead-acid batteries for hybrid electric vehicles by extended Kalman filter
JP3162030B2 (en) Battery capacity measuring method and battery capacity measuring device using voltage response signal of pulse current
JP3069346B1 (en) Method and apparatus for measuring Laplace transform impedance
US8532945B2 (en) Method of estimating the non-measurable characteristics of an electrochemical system
Al Nazer et al. Broadband identification of battery electrical impedance for HEVs
JP5058814B2 (en) Battery state and parameter estimation system and method
TW440698B (en) Method of and apparatus for measuring battery capacity
US6534954B1 (en) Method and apparatus for a battery state of charge estimator
JP3162346B2 (en) Method and apparatus for measuring battery capacity by impedance spectrum analysis
WO2022078379A1 (en) Method and apparatus for measuring battery impedance value
WO2001040810A1 (en) Method and apparatus for measuring complex self-immittance of a general electrical element
Jiang et al. Data-based fractional differential models for non-linear dynamic modeling of a lithium-ion battery
KR100839039B1 (en) Apparatus for measuring internal resistance of electrochemical power source and method of the same
Hossain et al. A parameter extraction method for the Thevenin equivalent circuit model of Li-ion batteries
CA3128075C (en) Simulated battery construction method and simulated battery construction device
CN105277894B (en) Estimate the method and system of the state-of-charge of battery
KR20140126398A (en) Method and system for estimating the insulation resistance between a battery and an electrical earth
JP4638194B2 (en) Remaining capacity calculation device for power storage device
CN115932611A (en) Lithium ion battery internal short circuit fault diagnosis method based on relaxation process
KR101759532B1 (en) A method for estimating an internal impedance of a battery
Priya et al. State of charge estimation of lithium‐ion battery based on extended Kalman filter and unscented Kalman filter techniques
CN112083299B (en) DC system insulation fault prediction method based on Kalman filtering
JP3695444B2 (en) Battery remaining capacity measuring device
KR20130138384A (en) Insulation resistance sensing apparatus and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees