CN111164438B - 电池容量推定装置、方法和程序 - Google Patents

电池容量推定装置、方法和程序 Download PDF

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Abstract

电池容量推定装置包括：条件变量获取部(66)，其获取表示二次电池(30)中的标准充电条件的标准变量值(Tstd、Istd、V1std、V2std)和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值(Tmes、Imes、V1mes、V2mes)；容量推定部(68)，其根据由条件变量获取部获取到的标准变量值与测量变量值的关系来推定最大容量。容量推定部与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法计算表观上的容量(ΔQmes/ΔSOC)，在表观上的容量上加上使用测量变量值与标准变量值的偏差得到的修正量，来推定最大容量(Qmax)。

Description

电池容量推定装置、方法和程序
技术领域
本发明涉及一种用于推定二次电池的最大容量的电池容量推定装置、方法和程序。
背景技术
在现有技术中已知一种技术，该技术推定包括锂离子电池的二次电池的最大容量，判定电池的劣化状态(例如，参照日本发明专利公开公报特开2001-257008号([0021]、[0022]等))。
发明内容
然而，在日本发明专利公开公报特开2001-257008号([0021]、[0022]等)所提出的推定方法中，没有考虑由于在与设想的使用环境不同的环境下进行二次电池的充电而使得实际的充电条件以不能忽视的程度偏离标准充电条件的情况。例如，在想要根据与在标准充电条件下对新品状态的二次电池进行充电时的最大容量(参照值)之间的关系来判定二次电池的劣化状态的情况下，存在对劣化的判断精度产生偏差的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够考虑充电条件的偏差并且高精度地推定二次电池的最大容量的电池容量推定装置、方法和程序。
第1技术方案所涉及的电池容量推定装置，用于推定在由一个以上的条件变量确定的充电条件下进行充电的二次电池的最大容量，所述电池容量推定装置包括条件变量获取部和容量推定部，其中，所述条件变量获取部获取表示所述二次电池中的标准充电条件的标准变量值和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值；所述容量推定部根据由所述条件变量获取部获取到的所述标准变量值与所述测量变量值之间的关系来推定所述最大容量，所述容量推定部与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法来计算表观上的容量，并在所述表观上的容量上加上使用所述测量变量值与所述标准变量值的偏差得到的修正量，来推定所述最大容量。
如此，由于在与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法计算出的表观上的容量上加上使用测量变量值与标准变量值的偏差得到的修正量来推定最大容量，因此，能够适当地修正因充电条件的偏差引起的最大容量的变动量，从而能够高精度地推定二次电池的最大容量。
另外，也可以为，所述容量推定部将所述最大容量视为所述条件变量的函数，并根据在所述标准变量值附近进行泰勒展开而求得的计算式，来推定所述最大容量。通过将最大容量表达为偏差的多项式，能够通过比较简易的计算来推定最大容量。
此外，也可以为，所述容量推定部通过加上同所述测量变量值与所述标准变量值的偏差成正比的1次修正量来推定所述最大容量。据此，即使使用最简易的计算式，也可以获得较高的推定精度。
另外，也可以为，所述条件变量是温度、电流、起始电压和结束电压中的至少一种。据此，能够直接使用为了进行二次电池的充放电控制而通常设置的测量传感器来获取条件变量。
另外，也可以为，所述二次电池是锂离子电池。由于锂离子电池与其他方式相比环境依赖性相对较高，因此，修正上述变动量的效果更加显著。
第2技术方案所涉及的电池容量推定方法，用于推定在由一个以上的条件变量确定的充电条件下进行充电的二次电池的最大容量，该方法由一个或多个计算机执行以下步骤：获取步骤，获取表示所述二次电池中的标准充电条件的标准变量值和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值；推定步骤，根据所获取到的所述标准变量值和所述测量变量值之间的关系，来推定所述最大容量，在所述推定步骤中，与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法来计算表观上的容量，并在所述表观上的容量上加上使用所述测量变量值与所述标准变量值的偏差得到的修正量，来推定所述最大容量。
第3技术方案所涉及的电池容量推定程序，用于推定在由一个以上的条件变量确定的充电条件下进行充电的二次电池的最大容量，该程序使一个或多个计算机执行以下步骤：获取步骤，获取表示所述二次电池中的标准充电条件的标准变量值和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值；推定步骤，根据所获取到的所述标准变量值和所述测量变量值之间的关系，来推定所述最大容量，在所述推定步骤中，与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法来计算表观上的容量，并在所述表观上的容量上加上使用所述测量变量值与所述标准变量值的偏差得到的修正量，来推定所述最大容量。
根据本发明所涉及的电池容量推定装置、方法和程序，能够在考虑充电条件的偏差的同时高精度地推定二次电池的最大容量。
附图说明
图1是组装有本发明的一实施方式的电池容量推定装置的电力收费系统的整体结构图。
图2是图1所示的电力收费系统的框图。
图3是表示服务利用信息的数据结构的一例的图。
图4是表示电池性能信息的数据结构的一例的图。
图5是与容量推定的准备有关的流程图。
图6是说明推定模型的概要的示意图。
图7是说明作为参照对象的容量偏差的计算方法的示意图。
图8是说明作为参照对象的充电率偏差的计算方法的示意图。
图9A是说明温度修正系数的计算方法的示意图。图9B是说明电流修正系数的计算方法的示意图。
图10A是说明起始电压修正系数的计算方法的示意图。图10B是说明结束电压修正系数的计算方法的示意图。
图11是与蓄电部的容量推定有关的流程图。
图12是说明作为测量对象的容量偏差的计算方法的示意图。
具体实施方式
下面，边参照附图，边在与电池容量推定方法及电池容量推定程序之间的关系方面，列举优选的实施方式对本发明所涉及的电池容量推定装置进行说明。
[电力收费系统10的结构]
＜整体结构＞
图1是组装有本发明的一实施方式的电池容量推定装置的电力收费系统10的整体结构图。图2是图1所示的电力收费系统10的框图。
如图1所示，电力收费系统10是能够提供由多个用户共同利用作为骑跨式机动二轮车12(电动车辆)的驱动源的可拆装式电池14的共享服务的系统。该电力收费系统10基本上由一个以上的可拆装式电池14、一个以上的充电站16和作为电池容量推定装置的管理服务器18构成。
可拆装式电池14是以自如拆装的方式安装于至少能够利用电力行驶的机动二轮车12的盒式蓄电装置。下面，为了便于说明，有时将需要充电的可拆装式电池14作为“已使用电池14u”，将完成充电的可拆装式电池14作为“已充电电池14c”来加以区别。
充电站16是用于对一个以上的可拆装式电池14进行保管和充电的设备，被设置在多个场所。在充电站16的壳体20上设置有由多个(在本图的示例中为12个)插槽构成的插槽部21、显示器22和认证器24。在插槽部21的里侧设置有能够对可拆装式电池14进行充电的充电器26(图2)。
充电站16经由网络NW与管理服务器18可通信地连接。另外，作业用计算机28经由网络NW与管理服务器18可通信地连接。据此，充电站16(或作业用计算机28)能够经由网络NW与管理服务器18收发通信数据。
<可拆装式电池14的结构>
如图2所示，具体而言，可拆装式电池14具有蓄电部30、测量传感器32、电池管理单元(Battery Management Unit，以下称为BMU34)和连接部36。
蓄电部30是包括二次电池(锂离子电池、铅蓄电池)的、构成为能够充入电力和放出电力的电池电芯组(battery core pack)。蓄电部30的结构也可以是除此之外的结构，还可以是其他种类的二次电池、电容器、或者将它们组合而成的复合电池。
测量传感器32由测量蓄电部30的温度T、电流I或电压V的各种传感器构成。据此，测量传感器32能够获取表示在安装于机动二轮车12的状态下的使用环境或使用状态的历史记录的信息(以下称为使用历史记录信息)。另外，测量传感器32能够测量蓄电部30的充电过程中的实际的充电条件。
BMU34例如构成为包含CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)，是负责蓄电部30的充放电控制的装置。另外，BMU34能够存储可拆装式电池14的识别信息(以下称为电池ID)、用户的识别信息(以下称为用户ID)、来自测量传感器32的使用历史记录信息。
此外，作为使用历史记录信息的一例，可举出充电时或放电时的内部温度、放电时的电压、充电率(SOC：State Of Charge)的时序数据、从借出到返还为止的使用容量、使用期间、行驶距离、或者总计的使用容量、使用期间、行驶距离。
＜充电站16的结构＞
具体而言，充电站16具有显示器22、认证器24、充电器26、通信模块40、存储器42和控制装置44。
显示器22是至少具有显示功能的设备，例如由触摸屏(带触摸传感器的显示屏)构成。据此，可根据用户的操作输入必要的信息，并且可向用户提供各种可视信息。
认证器24是例如使用近场通信(NFC：Near Field Communication)来读取用户携带的NFC卡(未图示)的记录信息的设备。据此，充电站16通过使用包含在该记录信息中的用户ID来认证具有利用共享服务的权限的用户。
充电器26是在连接部36、52彼此连接的状态下对可拆装式电池14进行充电的设备。用于向可拆装式电池14供给电力的电源(未图示)与充电器26连接。
通信模块40是能够通过有线或无线方式与外部装置之间进行通信的模块。据此，充电站16能够与管理服务器18之间交换与共享服务有关的各种数据。
存储器42是例如由EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，电可擦可编程只读存储器)、闪存构成的非易失性存储器。据此，能够存储与在充电站16中保管的各个可拆装式电池14有关的信息。
控制装置44例如构成为包括CPU或MPU。控制装置44通过读出并执行被存储在存储器42中的程序，作为充电控制部46、信息获取部48和收费金额计算部50发挥功能。
<管理服务器18的结构>
管理服务器18是具有服务器侧通信部60、服务器侧控制部62、服务器侧存储部64的计算机。
服务器侧通信部60是与外部装置收发电气信号的接口。据此，管理服务器18能够与充电站16之间交换与共享服务有关的各种数据(例如，服务利用信息74的一部分)。
服务器侧控制部62由CPU或MPU构成，通过读出并执行由服务器侧存储部64存储的程序，作为条件变量获取部66、容量推定部68、性能评价部70和数据处理部72发挥功能。
服务器侧存储部64例如由内置于计算机系统或外接于计算机系统的硬盘等非暂时性的存储装置构成。据此，在服务器侧存储部64的内部，构建有与表示共享服务的利用状况的信息(以下，称为服务利用信息74)和表示可拆装式电池14的蓄电性能的信息(以下，称为电池性能信息76)有关的数据库。
<服务利用信息74的数据结构>
图3是表示服务利用信息74的数据结构的一例的图。该服务利用信息74包含用户信息、电池借出信息、电池返还信息和收费明细信息。
“用户信息”是指与共享服务的用户有关的信息。该用户信息例如包含用户ID、个人信息(例如姓名、住址、支付方法)、车型(机动二轮车12的种类)、利用策略(例如，服务方案)。
“电池借出信息”是指与从充电站16取出的可拆装式电池14(即，借出的已充电电池14c)有关的信息。该电池借出信息例如包含借出日期和时间、插槽ID和电池ID。
“电池返还信息”是指与装入充电站16的可拆装式电池14(即，返还的已使用电池14u)有关的信息。该电池返还信息例如包含返还日期和时间、插槽ID、电池ID和使用历史记录信息。
“收费明细信息”是指表示每个用户的收费明细的信息。该收费明细信息例如包含收费日期和时间、收费单价、电力使用量和收费金额。
<电池性能信息76的数据结构>
图4是表示电池性能信息76的数据结构的一例的图。该电池性能信息76包含电池ID、电池的类型、标准充电条件、容量推定信息和电池评价信息。
“标准充电条件”是指蓄电部30中的标准的充电条件，由一个以上的条件变量来确定。该条件变量例如包含温度Tstd、电流Istd、起始电压V1std、结束电压V2std。下面，有时将表示标准充电条件的变量的各值称为“标准变量值”。
“容量推定信息”是指用于推定蓄电部30的最大容量(Qmax)的一个以上的参数。该参数例如包含容量偏差ΔQref、充电率偏差ΔSOC、温度修正系数At、电流修正系数Ac、起始电压修正系数Av1和结束电压修正系数Av2。
“电池评价信息”是指表示蓄电部30的评价结果的信息。该电池评价信息包含评价日期和时间、实际充电条件、最大容量Qmax和优劣判定结果。
此外，“实际充电条件”是指通过测量蓄电部30而获得的实际的充电条件，由一个以上的条件变量来确定。该条件变量例如包含温度Tmes、电流Imes、起始电压V1mes和结束电压V2mes。下面，有时将表示实际充电条件的变量的各值称为“测量变量值”。
[管理服务器18的动作]
如上述那样构成作为本实施方式中的电池容量推定装置的管理服务器18。接着，边参照图5～图12边说明管理服务器18的动作。更详细而言，使用图5的流程图来说明与容量推定的准备有关的动作，使用图11的流程图来说明与蓄电部30的容量推定有关的动作。
<容量推定的准备>
在图5的步骤S1中，作业用计算机28输入与新品状态的可拆装式电池14有关的信息(例如，电池ID、电池的类型)。该可拆装式电池14尚未投入市场，是此后用于共享服务的电池。
在步骤S2中，作业用计算机28设定适合于在步骤S1中输入的电池类型的标准的充电条件(即，标准充电条件)。其结果，分别将温度设定为T＝Tstd、电流设定为I＝Istd、起始电压设定为V＝V1std、结束电压设定为V＝V2std。
在步骤S3中，作业用计算机28确定推定蓄电部30的最大容量Qmax的数学模型(以下，称为推定模型)。
图6是说明推定模型的概要的示意图。本图的条形图表示蓄电部30的容量的大小。[条件1]相当于对新品状态的蓄电部30在标准充电条件下进行充电的情况。[条件2]相当于对劣化状态的蓄电部30在标准充电条件下进行充电的情况。[条件3]相当于对劣化状态的蓄电部30在非标准充电条件下进行充电的情况。
从条件1、2的对比中可以理解，伴随着蓄电部30的性能劣化，最大容量Qmax下降“容量下降量”(用虚线图示)。从条件2、3的对比中可以理解，伴随充电条件的偏差，最大容量Qmax变动(在本图的例子中为“下降”)了“充电量变动量”。
在此，当进行条件1、3的对比时，具体而言，当想要根据与在标准充电条件下对新品状态的蓄电部30进行充电时的最大容量(参照值)的关系来判定蓄电部30的劣化状态时，存在对劣化的判定精度有偏差的问题。因此，在条件3中，预先确定考虑了因充电条件的偏差而引起的变动量的推定模型。
通过将最大容量视为条件变量的函数Q(T，I，V1，V2)，并在标准充电条件附近进行泰勒展开，该数学模型被表现为数学式(1)。
【数学式1】
Figure BDA0002430928420000091
在此，数学式(1)的右边第1项相当于标准充电条件下的最大容量Qmax。该式的右边第2项相当于基于温度T的1次修正项。该式的右边第3项相当于基于电流I的1次修正项。该式的右边第4项相当于基于起始电压V1的1次修正项。该式的右边第5项相当于基于结束电压V2的1次修正项。
例如，若假设各个偏差是1次的微小量，则数学式(1)的右边仅由上述五个项构成。在这种情况下，温度修正系数At、电流修正系数Ac、起始电压修正系数Av1和结束电压修正系数Av2可以通过以下数学式(2)至(5)来计算。
【数学式2】
Figure BDA0002430928420000092
【数学式3】
Figure BDA0002430928420000101
【数学式4】
Figure BDA0002430928420000102
【数学式5】
Figure BDA0002430928420000103
在步骤S4中，作业用计算机28收集从对蓄电部30的恒流-恒压(CC-CV，ConstantCurrent-Constant Voltage)充电试验获得的试验数据。该试验数据例如相当于如下数据，即，在将可拆装式电池14与未图示的充放电试验装置连接的状态下，通过规定的时序控制进行蓄电部30的CC-CV充电试验，并通过测量传感器32获得的数据。
在步骤S5中，作业用计算机28解析在步骤S4中收集到的试验数据，分别计算新品状态的蓄电部30中的容量偏差ΔQref、充电率偏差ΔSOC。
图7是说明作为参照对象的容量偏差ΔQref的计算方法的示意图。图7的上段是表示使用标准充电条件进行CC-CV充电时的电压V(单位：V)的时间变化的坐标图。图7的下段是表示使用标准充电条件进行CC-CV充电时的电流I(单位：A)的时间变化的坐标图。下面，有时将上段的坐标图表达为V＝f(t)。
该函数f(t)具有在t＝0～ta的范围急剧地(呈向上凸状地)增加、在t＝ta～tc的范围线性地增加的曲线形状。例如，预先设定线性度(linearity)高的电压范围V＝Va～Vb。该电压范围与t＝ta～tb(在此，tb＜tc)的时间范围对应。
然后，通过在t＝ta～tb的范围对下段的电流I进行时间积分，计算出容量偏差ΔQref。在此，由于以标准充电条件进行CC充电，因此电流I与时间t无关而为恒定(I＝Istd)。即，实质上，使用下面的数学式(6)计算容量偏差ΔQref。
【数学式6】
ΔQref＝Istd(tb-ta)…(6)
图8是说明作为参照对象的充电率偏差ΔSOC的计算方法的示意图。图8的左段是与图7的上段相同的坐标图(即，电压V的时间变化)。图8的右段是表示使用标准充电条件进行CC充电时的SOC(无量纲)与电压V的关系的坐标图。下面，有时将右段的坐标图表达为V＝g(SOC)。
在此，在右段的坐标图中，将与V＝Va＝f(ta)对应的SOC的值定义为“SOCa”，将与V＝Vb＝f(tb)对应的SOC的值定义为“SOCb”。于是，充电率偏差ΔSOC使用下面的数学式(7)来计算。
【数学式7】
Figure BDA0002430928420000111
在步骤S6中，作业用计算机28解析在步骤S5中收集到的实验数据，并计算新品状态的蓄电部30中的四种修正系数。
图9A是说明温度修正系数At的计算方法的示意图。该坐标图的横轴表示温度偏差(T-Tstd)(单位：℃)，并且坐标图的纵轴表示表观上的最大容量Q(单位：Ah)。该图相当于对一边使温度T在包含温度Tstd的管理范围内变化一边实测表观上的最大容量Q的结果进行绘制的坐标图。
如从该图可以理解的那样，表观上的最大容量Q有随着温度T的增加而大致线性减少的趋势。因此，作业用计算机28使用各种回归分析方法，根据多个绘制数据求出近似直线，计算出该直线的斜率作为温度修正系数At。
图9B是说明电流修正系数Ac的计算方法的示意图。该坐标图的横轴表示电流偏差(I-Istd)(单位：A)，并且坐标图的纵轴表示表观上的最大容量Q(单位：Ah)。该图相当于对一边使电流I在包含电流Istd的管理范围内变化一边实测表观上的最大容量Q的结果进行绘制的坐标图。
如从图中可以理解的那样，表观上的最大容量Q有随着电流I的增加而大致线性增加的趋势。因此，作业用计算机28使用各种回归分析方法，根据多个绘制数据求出近似直线，计算出该直线的斜率作为电流修正系数Ac。
图10A是说明起始电压修正系数Av1的计算方法的示意图。该坐标图的横轴表示起始电压偏差(V1-V1std)(单位：V)，并且该坐标图的纵轴表示表观上的最大容量Q(单位：Ah)。该图相当于对一边使起始电压V1在包括起始电压V1std的管理范围内变化一边实际测量表观上的最大容量Q的结果进行绘制的坐标图。
如从图中可以理解的那样，表观上的最大容量Q有随着起始电压V1的增加而大致线性减少的趋势。因此，作业用计算机28通过使用各种回归分析方法，从多个绘制数据中求出近似直线，并计算该直线的斜率作为起始电压修正系数Av1。
图10B是说明结束电压修正系数Av2的计算方法的示意图。该坐标图的横轴表示结束电压偏差(V2-V2std)(单位：V)，并且该坐标图的纵轴表示表观上的最大容量Q(单位：Ah)。该图相当于对一边使结束电压V2在包含结束电压V2std的管理范围内变化一边实测表观上的最大容量Q的结果进行绘制的坐标图。
如从图中可以理解的那样，表观上的最大容量Q有随着结束电压V2的增加而大致线性增加的趋势。因此，作业用计算机28通过使用各种回归分析方法，从多个绘制数据中求出近似直线，并计算该直线的斜率作为结束电压修正系数Av2。
在步骤S7中，作业用计算机28通过网络NW向管理服务器18发送通过步骤S1～S6的一系列动作获取到的可拆装式电池14的信息(具体而言，电池ID、电池的类型、标准充电条件和容量推定信息)。
于是，服务器侧控制部62(在此为数据处理部72)在经由服务器侧通信部60接收到各种信息之后，将其作为电池性能信息76(图4)的一部分存储在服务器侧存储部64中。如此一来，容量推定处理的准备(图5的流程图)结束。
<容量推定处理的内容>
接着，边参照图11的流程图边详细说明蓄电部30的容量推定处理。在此，假设在返还可拆装式电池14之后进行该容量推定处理。
在步骤S11中，充电站16的控制装置44(即，充电控制部46)确认是否有已使用电池14u装入了空闲的充电器26。例如，充电控制部46确认是否成为通过连接部36、52彼此的连接而能够与已使用电池14u之间进行通信的状态。
在未确认到已使用电池14u的装入的情况下(步骤S11：否)，停留在步骤S11，直到装入已使用电池14u为止。另一方面，在确认到有已使用电池14u的装入的情况下(步骤S11：是)，进入下一步骤S12。
在步骤S12中，控制装置44(在此为充电控制部46)对在步骤S11中装入的已使用电池14u进行蓄电部30的CC充电控制。收费金额计算部50可以在进行该CC充电时求出已充电电池14c的电力使用量，并且计算与该电力使用量相对应的收费金额。
此外，由于在与设想的使用环境不同的环境下进行蓄电部30的充电，实际的充电条件有可能以不能忽视的程度偏离标准充电条件。典型的情况例如是，可拆装式电池14或充电站16的周围环境温度高于设想的温度。
在步骤S13中，管理服务器18的服务器侧控制部62(在此为条件变量获取部66)在步骤S12的充电中获取由测量传感器32测量的实际充电条件。在该获取之前，控制装置44的信息获取部48先通过连接部36、52从BMU34获取必要信息，该必要信息包含电池ID和能够确定实际充电条件的测量数据(温度T、电流I和电压V的时序数据)。
在此之后，控制装置44在将获取到的实际充电条件与电池ID建立对应关系的状态下，经由通信模块40和网络NW向管理服务器18发送。条件变量获取部66通过解析来自充电站16的测量数据，能够获取实际充电条件(即，温度Tmes、电流Imes、起始电压V1mes、结束电压V2mes)。
在步骤S14中，条件变量获取部66从服务器侧存储部64读出所希望的电池性能信息76。具体而言，条件变量获取部66将在步骤S13中获取到的电池ID作为检索关键词，获取与已经获取到的实际充电条件对应的信息(即，标准充电条件和容量推定信息)。
在步骤S15中，服务器侧控制部62(在此为容量推定部68)使用在步骤S13中获取到的实际充电条件和在步骤S14中获取到的标准充电条件及容量推定信息，计算并推定蓄电部30的最大容量Qmax。
图12是说明作为测量对象的容量偏差ΔQmes的计算方法的示意图。图12的上段是表示使用实际充电条件进行CC充电时的电压V(单位：V)的时间变化的坐标图。图12的下段是表示使用实际充电条件进行CC充电时的电流I(单位：A)的时间变化的坐标图。下面，有时将上段的坐标图表达为V＝h(t)。
该函数h(t)具有在t＝0～ta＇的范围急剧地(呈向上凸状地)增加、在t＝ta＇～tc＇的范围线性地增加的曲线形状。但是，由于蓄电部30的性能劣化和充电条件的不同，曲线的形状与图7的f(t)不同。下面，假定满足Va＝h(ta＇)、Vb＝h(tb＇)、V2mes＝h(tc＇)。
与在图7中求得的容量偏差ΔQref的情况相同，通过对下段的电流I在t＝ta＇～tb＇的范围进行时间积分，来计算出容量偏差ΔQmes。在此，由于在实际充电条件下进行CC充电，因此电流I与时间t无关而为恒定(I＝Imes)。即，实质上，容量偏差ΔQmes使用下面的数学式(8)计算。
【数学式8】
ΔQmes＝Imes(tb′-ta＇)…(8)
然后，通过上述数学式(1)～(5)的变形，按照数学式(9)计算最大容量Qmax。
【数学式9】
Qmax＝ΔQmes/ΔSOC
Figure BDA0002430928420000151
在此，数学式(9)的右边第1项相当于与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法计算出的表观上的容量(ΔQmes/ΔSOC)。该式的右边第2项相当于与温度偏差(Tmes-Tstd)成正比的1次修正项。该式的右边第3项相当于与电流偏差(Imes-Istd)成正比的1次修正项。该式的右边第4项相当于与起始电压偏差(V1mes-V1std)成正比的1次修正项。该式的右边第5项相当于与结束电压偏差(V2mes-V2std)成正比的1次修正项。
此外，该容量推定部68按照数学式(9)计算最大容量Qmax，但计算式或推定模型不限定于此。例如，该计算式也可以是与至少一种环境条件的偏差有关的多项式。
在步骤S16中，性能评价部70根据在步骤S15中推定出的最大容量Qmax，进行可拆装式电池14的性能优劣评价。例如，关于被预先设定的阈值Qth，在满足Qmax≥Qth的大小关系的情况下，性能评价部70判定为“可继续利用”。另一方面，在满足Qmax＜Qth的大小关系的情况下，性能评价部70判定为“不可继续利用”。
在此之后，服务器侧控制部62(在此为数据处理部72)将通过步骤S13～S16的一系列动作获得的电池评价信息作为电池性能信息76(图4)的一部分存储在服务器侧存储部64中。
在步骤S17中，性能评价部70判定在步骤S16中可拆装式电池14是否为可继续利用。在判定为可继续利用的情况下(步骤S17：是)，直接结束图11的流程。另一方面，在判定为不可继续利用(即，不能继续利用)的情况下(步骤S17：否)，进入步骤S18。
在步骤S18中，充电站16使用包括显示器22的输出装置，向充电站16的管理作业者进行信息提供。在进行显示之前，管理服务器18的性能评价部70先向充电站16发送表示禁止继续利用在步骤S11中装入的可拆装式电池14的意思的通知信号。
在此之后，控制装置44生成表示可视信息的显示用数据，并输出给显示器22。据此，管理作业者能够根据显示器22的可视信息，将蓄电性能不充分的可拆装式电池14从充电站16排除。
[管理服务器18的效果]
如上所述，该管理服务器18是推定在由一个以上的条件变量确定的充电条件下充电的蓄电部30(二次电池)的最大容量Qmax的电池容量推定装置，其包括：[1]条件变量获取部66，其获取表示蓄电部30中的标准充电条件的标准变量值(Tstd、Istd、V1std、V2std)和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值(Tmes、Imes、V1mes、V2mes)；[2]容量推定部68，其根据获取到的标准变量值与测量变量值的关系来推定最大容量Qmax。[3]容量推定部68与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法计算表观上的容量(ΔQmes/ΔSOC)，在表观上的容量上加上使用测量变量值与标准变量值的偏差得到的修正量，来推定最大容量Qmax。
另外，根据该电池容量推定方法和程序，一个或多个计算机，[1]获取表示蓄电部30中的标准充电条件的标准变量值(Tstd、Istd、V1std、V2std)和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值(Tmes、Imes、V1mes、V2mes)(步骤S13、S14)，[2]根据获取到的标准变量值和测量变量值的关系，来推定最大容量Qmax(步骤S15)。[3]在步骤S15中，与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法计算表观上的容量(ΔQmes/ΔSOC)，在表观上的容量上加上使用测量变量值与标准变量值的偏差得到的修正量，来推定最大容量Qmax。
通过这样的结构，能够适当地修正因充电条件的偏差引起的最大容量Qmax的变动量，从而能够高精度地推定蓄电部30的最大容量。
另外，容量推定部68也可以将最大容量Qmax视为条件变量(T、I、V1、V2)的函数，并根据在标准变量值附近进行泰勒展开而求得的计算式，来推定最大容量Qmax。通过将最大容量Qmax表达为偏差的多项式，能够通过比较简易的计算来推定最大容量Qmax。
另外，容量推定部68也可以加上同测量变量值与标准变量值的偏差成正比的1次修正量来推定最大容量Qmax。据此，即使使用最简易的计算式，也可以获得较高的推定精度。
另外，条件变量可以是温度T、电流I、起始电压V1和结束电压V2中的至少一种。据此，能够直接使用为了进行蓄电部30的充放电控制而通常设置的测量传感器32，来获取条件变量。
另外，蓄电部30也可以是锂离子电池。由于锂离子电池与其他方式相比环境依赖性相对较高，因此，修正上述变动量的效果更加显著。
[补充]
此外，本发明不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内当然可以自由变更。或者，也可以在技术上不产生矛盾的范围内任意组合各结构。
【附图标记说明】
10：电力收费系统；12：机动二轮车；14：可拆装式电池；14c：已充电电池；14u：已使用电池；16：充电站；18：管理服务器(电池容量推定装置)；26：充电器；28：作业用计算机；30：蓄电部(二次电池)；32：测量传感器；34：BMU；44：控制装置；60：服务器侧通信部；62：服务器侧控制部；64：服务器侧存储部；66：条件变量获取部；68：容量推定部；70：性能评价部；72：数据处理部；74：服务利用信息；76：电池性能信息。

Claims (7)

1.一种电池容量推定装置，用于推定在由一个以上的条件变量确定的充电条件下进行充电的二次电池的最大容量，所述电池容量推定装置的特征在于，
包括条件变量获取部和容量推定部，其中，
所述条件变量获取部获取表示所述二次电池中的标准充电条件的标准变量值和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值；
所述容量推定部根据由所述条件变量获取部获取到的所述标准变量值与所述测量变量值之间的关系来推定所述最大容量，
所述容量推定部与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法来计算表观上的容量，并在所述表观上的容量上加上使用所述测量变量值与所述标准变量值的偏差得到的修正量，来推定所述最大容量。
2.根据权利要求1所述的电池容量推定装置，其特征在于，
所述容量推定部将所述最大容量视为所述条件变量的函数，并根据在所述标准变量值附近进行泰勒展开而求得的计算式，来推定所述最大容量。
3.根据权利要求1所述的电池容量推定装置，其特征在于，
所述容量推定部通过加上同所述测量变量值与所述标准变量值的偏差成正比的1次修正量来推定所述最大容量。
4.根据权利要求1所述的电池容量推定装置，其特征在于，
所述条件变量是温度、电流、起始电压和结束电压中的至少一种。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池容量推定装置，其特征在于，
所述二次电池是锂离子电池。
6.一种电池容量推定方法，用于推定在由一个以上的条件变量确定的充电条件下进行充电的二次电池的最大容量，该方法的特征在于，
由一个或多个计算机执行以下步骤：
获取步骤，获取表示所述二次电池中的标准充电条件的标准变量值和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值；
推定步骤，根据所获取到的所述标准变量值和所述测量变量值之间的关系，来推定所述最大容量，
在所述推定步骤中，与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法来计算表观上的容量，并在所述表观上的容量上加上使用所述测量变量值与所述标准变量值的偏差得到的修正量，来推定所述最大容量。
7.一种存储介质，其存储电池容量推定程序，该电池容量推定程序用于推定在由一个以上的条件变量确定的充电条件下进行充电的二次电池的最大容量，其特征在于，
使一个或多个计算机执行所述电池容量推定程序的以下步骤：
获取步骤，获取表示所述二次电池中的标准充电条件的标准变量值和表示通过测量获得的实际充电条件的测量变量值；
推定步骤，根据所获取到的所述标准变量值和所述测量变量值之间的关系，来推定所述最大容量，
在所述推定步骤中，与充电条件的变化无关而使用同样的计算方法来计算表观上的容量，并在所述表观上的容量上加上使用所述测量变量值与所述标准变量值的偏差得到的修正量，来推定所述最大容量。
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