CN114616740A - 蓄电池管理装置、蓄电池系统以及蓄电池管理方法 - Google Patents

蓄电池管理装置、蓄电池系统以及蓄电池管理方法 Download PDF

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Abstract

蓄电池管理装置具有控制部，控制部在对象期间获取蓄电池中流动的电流值、蓄电池的温度以及蓄电池的充电率。控制部根据电流值和充电率判定对象期间内的蓄电池的工作模式。控制部根据工作模式和温度推定对象期间内的蓄电池的劣化程度。

Description

蓄电池管理装置、蓄电池系统以及蓄电池管理方法
相关申请的相互参照
本申请主张2019年10月29日在日本申请的日本特愿2019-196696的优先权，并将该申请的全部内容引入于此以用于参照。
技术领域
本发明涉及蓄电池管理装置、蓄电池系统以及蓄电池管理方法。
以往，已知掌握蓄电池的劣化状态来管理蓄电池的技术。例如，专利文献1公开了通过在对蓄电池充满电之后使其完全放电并测定该期间的放电电量，从而测定作为蓄电池的劣化状态指标的劣化程度(SOH：State of Health)的技术。
现有技術文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-034814号公报。
发明内容
本发明的实施方式的蓄电池管理装置具有控制部。所述控制部在对象期间获取蓄电池中流动的电流值、所述蓄电池的温度以及所述蓄电池的充电率。所述控制部根据所述电流值和所述充电率判定所述对象期间内的所述蓄电池的工作模式。所述控制部根据所述工作模式和所述温度推定所述对象期间内的所述蓄电池的劣化程度。
本发明的实施方式的蓄电池系统包括蓄电池以及具有控制部的蓄电池管理装置。所述控制部在对象期间获取所述蓄电池中流动的电流值、所述蓄电池的温度以及所述蓄电池的充电率。所述控制部根据所述电流值和所述充电率判定所述对象期间内的所述蓄电池的工作模式。所述控制部根据所述工作模式和所述温度推定所述对象期间内的所述蓄电池的劣化程度。
本发明的实施方式的蓄电池管理方法是具有控制部的蓄电池管理装置执行的蓄电池管理方法。所述蓄电池管理方法包括所述控制部在对象期间获取蓄电池中流动的电流值、所述蓄电池的温度以及所述蓄电池的充电率的步骤。所述蓄电池管理方法包括所述控制部根据所述电流值和所述充电率判定所述对象期间内的所述蓄电池的工作模式的步骤。所述蓄电池管理方法包括所述控制部根据所述工作模式和所述温度推定所述对象期间内的所述蓄电池的劣化程度的步骤。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的蓄电池系统的概略结构图。
图2是图1记载的蓄电池管理装置的处理的一例的流程图。
图3是将图2记载的处理的一部分详细化的流程图。
图4是将图2记载的处理的其他部分详细化的流程图。
图5是表示蓄电池的充电率随着时间经过的变化的一例的图。
图6是表示多个运转模式的例子的图。
图7是表示使蓄电池工作的工作模式以及温度的条件与用于推定蓄电池的劣化程度的信息之间的对应关系的一例的图。
图8是表示使蓄电池工作的工作模式以及温度的条件与用于推定蓄电池的劣化程度的信息之间的对应关系的其他例子的图。
具体实施方式
通过完全放电测定蓄电池的劣化程度一般要求使蓄电池在“劣化程度测定模式”那样的专用的工作状态下工作。在这种情况下，在测定蓄电池的劣化程度的过程中，限制了充电等蓄电池的使用。因此，需求通过根据无需使蓄电池在专用的工作状态下工作而获取的信息来推定蓄电池的劣化程度，从而提高管理蓄电池的技术的有用性。
鉴于上述情况而完成的本发明的目的在于，提供提高管理蓄电池的技术的有用性的蓄电池管理装置、蓄电池系统以及蓄电池管理方法。
下面，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
在各图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记。在本实施方式的说明中，对于相同或相当的部分适当省略或简化说明。
(蓄电池系统的结构)
图1是表示本发明的一实施方式的蓄电池系统1的一例的概略结构图。蓄电池系统1包括电力调节器2、蓄电池3、电流传感器4、温度传感器5、电压传感器6以及蓄电池管理装置7。电力调节器2也被称为PCS(Power Conditioning System，电力调节系统)。蓄电池管理装置7也被称为BMS(Battery Management System，电池管理系统)。在蓄电池系统1中，蓄电池3通过电力调节器2与电力系统8和负载9等蓄电池系统1的外部连接。由此，蓄电池系统1能够向电力系统8和负载9等供给为蓄电池3充电的电力。或者，蓄电池系统1能够将从电力系统8等供给的电力为蓄电池3充电。
如图1中虚线所示，电力调节器2、蓄电池3、电流传感器4、温度传感器5、电压传感器6和蓄电池管理装置7经由例如CAN(Controller Area Network，控域网)等网络通过有线或无线以能相互通信的方式连接。在本实施方式中，如图1所示，说明了蓄电池系统1分别包括电力调节器2、蓄电池3、电流传感器4、温度传感器5、电压传感器6以及蓄电池管理装置7各一个，但它们的个数也可以分别为任意的个数。
电力调节器2将从蓄电池3向外部放电的直流电力转换为交流电力、或者将从外部供给至蓄电池3的交流电力转换为直流电力。
蓄电池3例如为锂离子电池等能充放电的电池。蓄电池3具有由一个以上的电池单元31构成的蓄电池模块32。蓄电池3能够在构成蓄电池模块32的电池单元31中蓄电、或者从电池单元31放电。在本实施方式中，说明了在蓄电池模块32中串联连接多个电池单元31的情况，但电池单元31也可以并联连接。另外，在蓄电池3中，多个蓄电池模块32也可以串联或并联连接。
电流传感器4测量蓄电池3中流动的电流值。蓄电池3中流动的电流值包括输入到蓄电池3的电流值以及从蓄电池3输出的电流值中的至少一个。电流传感器4将测定的电流值作为蓄电池3中流动的电流值发送给例如蓄电池管理装置7等。在本实施方式中，电流传感器4与蓄电池模块32的一个端子串联连接。但是，电流传感器4不限于与蓄电池模块32的一个端子连接，也可以与能够测量蓄电池3中流动的电流值的任意的位置连接。
温度传感器5测量蓄电池3的温度。温度传感器5将测定的温度作为蓄电池3的温度发送给例如蓄电池管理装置7等。在本实施方式中，温度传感器5设置在蓄电池模块32的一个端子的外表面上。但是，温度传感器5不限于设置在蓄电池模块32的一个端子的外表面，也可以设置在能够测量蓄电池3的温度的任意位置。
电压传感器6测量蓄电池3的电压值。电压传感器6将测定的电压值作为蓄电池3的电压值发送给例如蓄电池管理装置7等。蓄电池3的电压值例如包括充电中或放电中的电压值或没有电流流动的状态下的开路电压的值等。在本实施方式中，电压传感器6与蓄电池模块32的两个端子并联连接。但是，电压传感器6不限于设置在蓄电池模块32的两个端子，也可以设置在能够测量蓄电池3的电压值的任意位置。
蓄电池管理装置7对蓄电池3进行管理。蓄电池管理装置7例如进行蓄电池3的电源的开启或关闭、或者从蓄电池3向蓄电池管理装置7发送信息等控制。
在本发明的一实施方式的蓄电池系统1中，蓄电池管理装置7与电流传感器4、温度传感器5和电压传感器6等进行通信，获取蓄电池3中流动的电流值、蓄电池3的温度以及蓄电池3的充电率。蓄电池管理装置7根据获取的蓄电池3的电流值、温度以及充电率判定蓄电池的工作模式，并推定劣化程度。如上所述，通过根据在不使蓄电池3在专用的工作状态下工作所获取的信息来推定蓄电池3的劣化程度，从而能够提高管理蓄电池3的技术的有用性。
蓄电池3的劣化程度用SOH(State of Health，健康状态)表示。SOH是当前的满充电容量(FCC：Full Charge Capacity)与设计容量(DC：Design Capacity)的比(％)。设计容量例如可以为蓄电池3的制造商确定的蓄电池3的满充电容量的初始值。蓄电池3的充电率用SOC(States of Charge，荷电状态)表示。SOC为当前的充电量与当前的满充电容量的比(％)。
另外，在本发明中，在以下说明中，蓄电池3的工作状态也称为工作模式。蓄电池3的工作模式例如包括作为蓄电池3进行充放电的工作状态的运行模式以及作为保持电力的工作状态的保持模式。在蓄电池3的工作模式中，除了包括运转模式和保持模式以外，例如也可以包括作为用于测量蓄电池3的劣化程度的专用工作状态的劣化程度测定模式等。
(蓄电池管理装置的结构)
参照图1，说明本实施方式的蓄电池管理装置7的概略结构。如图1所示，蓄电池管理装置7具有控制部71、通信部72、存储部73、输出部74以及输入部75。控制部71、通信部72、存储部73、输出部74以及输入部75通过有线或无线以能相互通信的方式连接。
控制部71包括一个以上的处理器。处理器例如可以为CPU(Central ProcessingUnit)等通用的处理器或专门针对特定的处理的专用的处理器等。控制部71并不限于处理器，也可以包括一个以上的专用电路。专用电路例如可以为FPGA(Field-ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)。为了实现蓄电池管理装置7的功能，控制部71对上述的通信部72、存储部73、输出部74以及输入部75进行控制。关于控制部71进行的本实施方式的特征控制，将在后面进一步描述。
通信部72包括一个以上的通信模块。通信模块例如为CAN通信模块、有线LAN(Local Area Network)通信模块或无线LAN通信模块等。在本实施方式中，蓄电池管理装置7能够通过通信部72与蓄电池系统1中包括的电力调节器2、蓄电池3、电流传感器4、温度传感器5以及电压传感器6等进行通信。
存储部73例如为半导体存储器、磁存储器或光存储器等。存储部73例如作为主存储装置、辅助存储装置发挥作用。存储部73也可以为控制部71中包括的处理器的高速缓冲存储器等。存储部73可以为易失性存储装置，也可以为非易失性存储装置。存储部73存储用于实现蓄电池管理装置7的功能的系统程序、应用程序、嵌入式软件以及信息等。
输出部74通过图像和声音等输出信息。输出部74例如包括显示器以及扬声器等输出装置。
输入部75接收输入操作。输入部75包括例如触控面板和远程控制器等输入装置。
(蓄电池管理装置的处理例)
参照图2、图3以及图4、说明本实施方式的蓄电池管理装置7执行的推定蓄电池3的劣化程度的处理的一例。本处理相当于本实施方式的蓄电池管理方法。图2示出了蓄电池管理装置7的处理的一例的流程图。图3示出了将图2所示的蓄电池管理装置7的处理的一部分详细化的流程图。图4示出了将图2所示的蓄电池管理装置7的处理的其他部分详细化的流程图。
参照图2，在步骤S101中，控制部71进行本处理所需的初始化。
具体而言，控制部71获取存储在存储部73中的蓄电池3的充电率的初始值和劣化程度的初始值。充电率的初始值和劣化程度的初始值分别为作为本处理的开始时刻的蓄电池3的充电率和劣化程度的值。蓄电池3的充电率的初始值和劣化程度的初始值是通过以前实施的与本处理相同的处理计算的蓄电池3的充电率和劣化程度。控制部71例如也可以将使蓄电池3在专用的工作状态下工作而测量的蓄电池3的充电率的实测值和劣化程度的实测值等作为蓄电池3的充电率的初始值和劣化程度的初始值，来代替通过与本处理相同的处理计算的值。
进一步，控制部71开始进行本处理中的蓄电池3的劣化程度的推定的对象期间。具体而言。控制部71将当前的日期时刻作为进行本处理中的蓄电池3的劣化程度的推定的对象期间的开始日期时刻存储在存储部73中。下面，进行本处理中的蓄电池3的劣化程度的推定的对象期间也简称为“对象期间”。
在步骤S102中，控制部71获取蓄电池3中流动的电流值、蓄电池3的温度以及蓄电池3的充电率。
具体而言，控制部71通过通信部72与电流传感器4进行通信，将通过电流传感器4以例如1秒间隔测量的电流值作为蓄电池3中流动的电流值来接收。另外，控制部71通过通信部72与温度传感器5进行通信，将通过温度传感器5以例如1秒的间隔测量的温度作为蓄电池3的温度来接收。进一步，控制部71例如通过电流积分法根据充电率的初始值和接收到的蓄电池3中流动的电流值，来计算蓄电池3的充电率。控制部71将这些蓄电池3的电流值、温度以及充电率作为在对象期间获取的蓄电池3的电流值、温度和充电率的信息存储在存储部73中。
控制部71获取蓄电池3中流动的电流值、蓄电池3的温度以及蓄电池3的充电率的方法并不限于上述例子。例如，控制部71也可以与电压传感器6进行通信，根据蓄电池3的开路电压的值来计算蓄电池3的充电率。
在对象期间获取的信息已经存储在存储部73中的情况下，控制部71将新获取的蓄电池3的电流值、温度以及充电率追加在对象期间获取的信息中。控制部71可以将获取的蓄电池3的电流值、温度以及充电率的原始数据直接存储在存储部73中、或者也可以存储获取的蓄电池3的电流值、温度以及充电率的每隔恒定期间的(例如每隔1小时)平均值或代表值等。
在步骤S103-1和步骤S103-2中，控制部71在规定的时机判定蓄电池3是否充满电、或者在蓄电池3未充满电的情况下是否经过了规定期间。
具体而言，在步骤S103-1中，控制部71在规定的时机根据获取的蓄电池3的充电率判定蓄电池3是否充满电。在本实施方式中、规定的时机例如为1小时间隔的定期地重复的时机。然而，规定的时机并不限于1小时间隔，也可以以任意的时间间隔定期地重复或者非定期地重复。在判定为蓄电池3未充满电的情况下(步骤S103-1-否)，控制部71在步骤S103-2中进一步判定在未充满电的情况下是否经过了规定期间。在本实施例中，规定期间例如为一周。控制部71判定从存储在存储部73中的对象期间的开始日期时刻起经过的时间是否为规定期间以上。在判定蓄电池3未充满电且从对象期间的开始日期时刻起没有经过规定期间的情况下(步骤S103-2-否)，控制部71重复执行步骤S102的处理。
在判定为蓄电池3充满电的情况下(步骤S103-1-是)、或者判定为在蓄电池3未充满电的情况下经过了规定期间的情况下(步骤S103-2-是)，控制部71结束对象期间。具体而言，控制部71将当前的日期时刻作为对象期间的结束日期时刻存储在存储部73中，开始步骤S104的处理。
参照图5在步骤S103-1和步骤S103-2中说明控制部71执行的判定处理的具体例。图5示出了蓄电池的充电率(SOC)随着时间经过的变化的例子的图。在时刻1开始本处理时，控制部71以1小时间隔重复步骤S103-1和步骤S103-2的判定。例如，在像图5所示那样蓄电池3的充电率按时间序列变化的情况下，控制部71能够在时刻2判断为在蓄电池3未充满电的情况下经过了一周。由此，控制部71以时刻1～时刻2作为对象期间开始步骤S104的处理。同样地，控制部71在时刻3判断为在蓄电池3未充满电的情况下经过了一周，以时刻2～时刻3作为对象期间开始步骤S104的处理。另外，在时刻4，蓄电池3的SOC达到100％，因此，控制部71能够判定为蓄电池3充满电。由此，控制部71以时刻3～时刻4作为对象期间开始步骤S104的处理。同样地，控制部71在时刻5判断为蓄电池3充满电，以时刻4～时刻5作为对象期间开始步骤S104的处理。这样，控制部71重复步骤S103-1和步骤S103-2的判定，在满足条件的情况下，确定对象期间而开始步骤S104的处理。
再次参照图2，在步骤S104中，控制部71根据蓄电池3的电流值和充电率判定对象期间内的蓄电池3的工作模式。
参照图3，说明控制部71执行的判定对象期间内的蓄电池3的工作模式的处理的详细情况。
在步骤S104-1中，控制部71判定工作模式是进行充放电的运转模式还是保持电力的保持模式。
具体而言，控制部71根据存储在存储部73中的在对象期间内获取的信息中所包括的电流值，来判定蓄电池3的工作模式是运转模式还是保持模式。在对象期间内获取的电流值中包括绝对值为规定值以上的电流值的情况下，控制部71判定为蓄电池3输入或输出了规定量以上的电力。由此，控制部71判定为对象期间内的蓄电池3的工作模式为运转模式。另一方面，在对象期间内获取的电流值中不包括绝对值为预定值以上的电流值的情况下，控制部71判定为在蓄电池3未进行电力的输入输出而保持电力。由此，控制部71判定为对象期间内的蓄电池3的工作模式为保持模式。
例如，参照图5像时刻1～时刻2、时刻3～时刻4以及时刻4～时刻5的期间那样，在进行蓄电池3的充放电的期间，蓄电池3的SOC发生变化，并且蓄电池3中流动的电流的大小增大。因此，在对象期间获取的电流值中包括绝对值为规定值以上的电流值的情况下，控制部71能够判定蓄电池3为运转模式。另一方面，像时刻2～时刻3的期间那样，在蓄电池3保持电力的期间，蓄电池3的SOC的变化减小，并且蓄电池3中流动的电流的大小也变小。因此，在对象期间获取的电流值中不包括绝对值为规定值以上的电流值的情况下，控制部71能够判定蓄电池3为保持模式。
再次参照图3，在步骤S104-2中，控制部71判定对象期间内的蓄电池3的充电率的变动范围。
具体而言，控制部71根据在存储部73中存储的在对象期间获取的信息中包括的充电率来判定对象期间内的蓄电池3的充电率的变动范围。控制部71从在对象期间获取的充电率中提取最大值和最小值，从而将最小值至最大值设为充电率的变动范围。
如图6所示，控制部71也可以将充电率的变动范围不同的多个工作模式预先存储在存储部73中。控制部71也可以判定在对象期间获取的充电率的最大值和最小值适用于多个工作模式中的哪一个工作模式下的充电率的变动范围。控制部71将判定的对象期间内的蓄电池3的工作模式存储在存储部73中。
例如，参照图5，在时刻1～时刻2的期间，获取的充电率的最小值和最大值分别为25％和75％，因此，控制部71判定为蓄电池3的工作模式是作为充电率的变动范围为20％～80％的运转模式的工作模式5。另外，在时刻2～时刻3的期间，获取的充电率的变动范围为35％～40％，因此，控制部71判定为蓄电池3的工作模式是作为充电率的变动范围为20％～80％的保持模式的工作模式8。在时刻3～时刻4的期间，获取的充电率的变动范围为35％～100％，因此，控制部71判定为蓄电池3的工作模式是作为充电率的变动范围为20％～100％的运转模式的工作模式1。在时刻4～时刻5的期间，获取的充电率的变动范围为0％～100％，因此，控制部71判定为蓄电池3的工作模式是作为充电率的变动范围为0％～100％的运转模式的工作模式2。
控制部71在充电率的变动范围的判定中判定充电率的变动范围是否达到从蓄电池3的放电结束到第一充电率为止的范围以及从充电结束到第二充电率为止的范围中的至少一个。通常可知，就蓄电池3而言，在蓄电池3的充电率处于放电结束或充电结束的附近时工作或保持电力的情况下，与除此之外的情况相比，蓄电池3劣化加剧。蓄电池3的放电结束附近为蓄电池3的充电率可以为第一充电率以下的范围，蓄电池3的充电结束附近可以为蓄电池3的充电率为第二充电率以上的范围。在本实施方式中，充电率为20％以下的范围为放电结束附近，充电率为80％以上的范围为充电结束附近。因此，在本实施方式中，如图6所示，通过充电率的变动范围是否达到蓄电池3的放电结束附近以及充电结束附近中的至少一个来划分多个工作模式。通过使用如上所述划分的多个工作模式，控制部71能够判定充电率的变动范围是否达到从蓄电池3的放电结束到第一充电率为止的范围以及从充电结束到第二充电率为止的范围中的至少一个。但是，工作模式的个数以及各工作模式的充电率的变动范围不限于上述例子，也可以根据蓄电池3的特性任意决定。
再次参照图2，在步骤S105中，控制部71推定对象期间内的蓄电池3的劣化程度。
具体而言，控制部71根据在存储部73中存储的对象期间内的蓄电池3的工作模式和在对象期间获取的信息中包括的温度，来推定对象期间内的蓄电池3的劣化程度。
说明本实施方式中的蓄电池3的劣化程度的推定方法。在本实施方式中，根据阿累尼乌斯定律推定蓄电池3的劣化程度。阿累尼乌斯定律如以下式(1)所示预测化学反应速度的温度依赖性。
α＝Aexp(-Ea/RT) (1)
其中，
α：反应速度常数；
A：频率因子；
Ea：活化能；
R：气体常数；
T：绝对温度。
使用由式(1)计算的反应速度常数α，蓄电池3的劣化程度由以下式(2)表示。
SOH＝α(t)β (2)
其中，
SOH：劣化程度；
α：反应速度常数；
t：经过时间；
β：劣化指数。
在式(2)中，将某经过时间t的劣化程度设为SOH(n-1)，将从经过时间t开始进一步经过了时间间隔Δt的经过时间t+Δt的劣化程度设为SOHn时，劣化程度SOH(n-1)和SOHn分别由以下的式(3)和式(4)表示。
SOH(n-1)＝α(t)β (3)
SOHn＝α(t+Δt)β (4)
根据式(3)和式(4)，根据某个时刻的劣化程度SOH(n-1)，从该时刻开始经过了Δt时间后的SOHn由以下的式(5)表示。
SOHn＝α((SOH(n-1))β+At)(1/β)＝f(SOH(n-1)) (5)
其中，
α：反应速度常数；
β：劣化指数；
Δt：时间间隔；
n：1以上的自然数。
式(5)中的反应速度常数α和劣化指数β因蓄电池3进行充放电或电力保持的状态、蓄电池3的充电率和蓄电池3的温度等而不同。因此，在本实施方式中，根据改变蓄电池3的充电率、温度以及工作模式的条件使蓄电池3工作而测定的蓄电池3的劣化程度，在图6所示的多个工作模式中分别预先设定了反应速度常数α和劣化指数β。
图7示出了蓄电池3的运转模式下的使蓄电池3工作的工作模式以及温度的条件与反应速度常数α以及劣化指数β之间的对应关系的一例。图8示出了蓄电池3的保持模式下的使蓄电池3工作的工作模式以及温度的条件与反应速度常数α以及劣化指数β之间的对应关系的一例。控制部71将图7和图8所示的对应关系以及式(5)作为使蓄电池3工作的工作模式以及温度的条件与使蓄电池3在该条件下工作时的蓄电池3的劣化程度的对应信息，预先存储在存储部73中。控制部71可以将图7和图8所示的对应关系以查找表的方式存储在存储部73中。
控制部71根据工作模式和温度并参照对应信息推定对象期间内的蓄电池3的劣化程度。
参照图4，说明控制部71执行的对象期间内的蓄电池3的劣化程度的推定处理的详细情况。例如，假设在对象期间内以时间间隔Δt获取X个蓄电池3的温度。控制部71在步骤S105-1中将步骤101中获取的蓄电池3的劣化程度的初始值设定为SOH0，将重复次数n设定为0作为初始值。
然后，控制部71重复X次步骤S105-2至步骤S105-8的处理。即，控制部71对在对象期间获取的X个蓄电池3的全部温度执行步骤S105-2至步骤S105-8的处理。由此，控制部71能够计算在对象期间内从最初开始时刻的蓄电池3的劣化程度SOH0开始每隔时间间隔Δt的时刻n(n为从1到X的自然数)的蓄电池3的劣化程度SOHn。
具体而言，在步骤S105-2中，控制部71将重复次数n加1。
控制部71根据步骤S105-3和步骤S105-4的判定进行步骤S105-5、步骤S105-6或步骤S105-7中的任一个处理，计算经过时间Δt×n时刻的SOHn。通常，已知在低温下充放电或高温下保持电力的情况下，与除此之外的情况相比，蓄电池3劣化加剧。因此，在步骤S105-3和S105-4中，控制部71判定蓄电池3的工作状态是否为在低温下充放电的工作状态或者在高温下保持电力的工作状态。控制部71根据判定结果进入步骤S105-4、步骤S105-6或步骤S105-7中的任一个，推定蓄电池3的劣化程度。
在步骤S105-3中，控制部71判定蓄电池3的工作状态是否为在低温下充放电的工作状态。具体而言，控制部71判定在步骤S104中判定的工作模式是否为运转模式，并且蓄电池3的温度是否为第一温度以下。第一温度例如为25℃，但不限于此。在本实施方式中，蓄电池3的第一温度以下的运转模式也被称为“低温运转模式”。
在判定为工作模式是低温运转模式的情况下(步骤S105-3-是)，控制部71进入步骤S105-5，推定低温保持模式下的劣化程度。控制部71在步骤S105-5中的劣化程度的推定中，与温度大于第一温度的情况相比，在第一温度以下时增加每单位时间的劣化程度的与温度相对应的变化量。
具体而言，控制部71通过用以下的式(6)校正上述的式(5)而得到的式(7)，来计算温度为第一温度以下时的蓄电池3的劣化程度。
f_low(SOH(n-1))＝α′((SOH(n-1))β′+Δt)(1/β′) (6)
其中，
α′：低温时的反应速度常数；
β′：低温时的劣化指数；
Δt：时间间隔；
n：1以上的自然数。
SOHn＝f(SOH(n-1))+f_low(SOH(n-1)) (7)
其中，如图7中的“低温运转模式”所示，控制部71使用预先存储在存储部73中的使蓄电池3工作的工作模式以及温度的条件与上述式(6)中使用的低温时的反应速度常数α′以及低温时的劣化指数β′之间的对应关系。由此，控制部71计算低温运转模式下的蓄电池3的劣化程度。
例如，在某个时刻的工作模式为工作模式1且温度为25℃的情况下，控制部71能够根据图7所示的对应信息将上述式(5)、式(6)以及式(7)中使用的反应速度常数α和劣化指数β设为0.360和0.5，并将低温时的反应速度常数α′和低温时的劣化指数β′设为0.002和0.7。
控制部71将在步骤S105-5中计算的蓄电池3的劣化程度SOHn作为时刻n的蓄电池3的劣化程度存储在存储部73中。
再次参照图4，在判定为蓄电池3的工作模式不是低温运转模式的情况下(步骤S105-3-否)，控制部71进入步骤S105-4，并判定蓄电池3的工作状态是否为在高温下保持电力的工作状态。具体而言，控制部71判定在步骤S104中判定的工作模式是否为保持模式，并且蓄电池3的温度是否为第二温度以上。第二温度例如为40℃，但不限于此。在本实施方式中，蓄电池3的第二温度以上的保持模式也被称为“高温保持模式”。
在判定为蓄电池3的工作模式为高温保持模式的情况下(步骤S105-4-是)，控制部71进入步骤S105-6。控制部71在步骤S105-6的劣化程度的推定中，与温度小于第二温度的情况相比，在温度为第二温度以上时，增加每单位时间的劣化程度的与温度相对应的变化量。
具体而言，控制部71通过用以下的式(8)校正上述的式(5)而得到的式(9)，来计算温度为第二温度以下时的蓄电池3的劣化程度。
f_high(SOH(n-1))＝α″((SOH(n-1))β″+Δt)(1/β″) (8)
其中，
α″：高温时的反应速度常数；
β″：高温时的劣化指数；
Δt：时间间隔；
n：1以上的自然数。
SOHn＝f(SOH(n-1))+f_high(SOH(n-1)) (9)
其中，如图8中的“高温保持模式”所示，控制部71使用预先存储在存储部73中的使蓄电池3工作的工作模式以及温度的条件与上述式(8)中使用的低温时的反应速度常数α″以及低温时的劣化指数β″之间的对应关系。由此，控制部71计算高温保持模式下的蓄电池3的劣化程度。
例如，在某个时刻的工作模式为工作模式6且温度是40℃的情况下，控制部71能够根据图8所示的对应信息将在上述的式(5)、式(8)以及式(9)中使用的反应速度常数α和劣化指数β设为0.520和0.4，并将高温时的反应速度常数α″和高温时的劣化指数β″设为0.001和0.6。
控制部71将在步骤S105-6中计算的蓄电池3的劣化程度SOHn作为时刻n的蓄电池3的劣化程度存储在存储部73中。
再次参照图4，在判定为蓄电池3的工作模式不是高温运转模式的情况下(步骤S105-4-否)，控制部71进入步骤S105-7，使用上述式(5)计算蓄电池3的劣化程度。
具体而言，控制部71通过上述的式(5)计算蓄电池3的劣化程度。此处，如图7和图8所示，控制部71使用预先存储在存储部73中的使蓄电池3工作的工作模式以及温度的条件与上述式(5)中使用的反应速度常数α以及劣化指数β之间的对应关系。由此，控制部71计算蓄电池3的劣化程度。
控制部71将在步骤S105-7中计算的蓄电池3的劣化程度SOHn作为时刻n的蓄电池3的劣化程度存储在存储部73中。
再次参照图4，在步骤S105-8中，控制部71判定步骤S105-2至步骤S105-8的劣化程度的推定处理是否重复了X次。在判定为劣化程度的推定处理未重复X次的情况下(步骤S105-8-否)，控制部71重复从步骤S105-2开始的处理。另一方面，在判定为劣化程度的推定处理重复了X次的情况下(步骤S105-8-是)，控制部71将时刻X的蓄电池3的劣化程度SOHx作为对象期间的结束时刻的蓄电池3的劣化程度存储在存储部73中。控制部71也可以将推定出的蓄电池3的劣化程度输出至输出部74。
再次参照图2，在步骤S105结束的情况下，控制部71结束本处理。控制部71也可以在结束本处理后，再次从步骤S101开始处理。
如上所述，本实施方式的蓄电池管理装置7具有控制部71，所述控制部71在对象期间内获取蓄电池3中流动的电流值、蓄电池3的温度以及蓄电池3的充电率，根据电流值和充电率判定对象期间内的蓄电池3的工作模式，并根据工作模式和温度推定对象期间内的蓄电池3的劣化程度。根据上述结构，蓄电池管理装置7能够根据在蓄电池3的通常工作中获取的蓄电池3的信息来推定蓄电池3的劣化程度，而无需使蓄电池3在专用的工作状态下工作。由此，管理蓄电池3的技术的有用性提高。
在本实施方式的蓄电池管理装置7中，还具有存储部73，所述存储部73存储使蓄电池3工作的工作模式以及温度的条件与使蓄电池3在该条件下工作时的蓄电池3的劣化程度之间的对应信息，控制部71能够根据工作模式和温度并参照对应信息来推定对象期间内的蓄电池3的劣化程度。对应信息例如也可以为用于确定反应速度常数α和劣化指数β的查找表。根据上述结构，通过在由蓄电池管理装置7执行的蓄电池3的劣化程度的计算中预先计算能够计算的部分，并作为对应信息存储在存储部73中，由此，能够抑制蓄电池管理装置7所要求的处理速度和数据量等的处理能力。
在本实施方式的蓄电池管理装置7中，控制部71能够在工作模式的判定中判定工作模式是进行充放电的运转模式还是保持电力的保持模式。根据上述结构，蓄电池管理装置7能够根据蓄电池3是运转模式还是保持模式，来变更蓄电池3的劣化程度的计算方法，能够提高蓄电池3的劣化程度的推定精度。另一方面，在本实施方式中，在蓄电池3的劣化程度的计算方法中，在运行模式和保持模式中使用相同的运算逻辑，通过变更所参照的对应信息来实现计算方法的变更。其结果，能够抑制蓄电池管理装置7所要求的处理能力。
在本实施方式的蓄电池管理装置7中，控制部71能够在工作模式的判定中判定对象期间内的蓄电池3的充电率的变动范围。根据上述结构，蓄电池管理装置7能够根据蓄电池3的充电率的变动范围改变蓄电池3的劣化程度的计算方法，从而能够在蓄电池3的劣化程度的计算中反映出与蓄电池3的充电率相对应的劣化特性。由此，蓄电池管理装置7能够提高蓄电池3的劣化程度的推定精度。
在本实施方式的蓄电池管理装置7中，控制部71能够判定充电率的变动范围是否达到从蓄电池3的放电结束到第一充电率为止的范围以及从充电结束到第二充电率为止的范围中的至少一个。根据上述结构，特别是在蓄电池3劣化加剧的蓄电池3的充电率处于放电结束或充电结束附近时充放电或保持电力的情况下，蓄电池管理装置7能够改变蓄电池3的劣化程度的计算方法。由此，蓄电池管理装置7能够提高蓄电池3的劣化程度的推定精度。
在本实施方式的蓄电池管理装置7中，在判定为工作模式为运转模式的情况下，在劣化程度的推定中，与温度大于第一温度的情况相比，在温度为第一温度以下时，控制部71能够增加每单位时间的劣化程度的与温度相对应的变化量。根据上述结构，特别是在蓄电池3劣化加剧的使蓄电池3在低温下充放电的情况下，蓄电池管理装置7能够改变蓄电池3的劣化程度的计算方法。由此，蓄电池管理装置7能够在蓄电池3的劣化程度的计算中反映出与蓄电池3的温度对应的劣化特性，从而能够提高蓄电池3的劣化程度的推定精度。
在本实施方式的蓄电池管理装置7中，在判定为工作模式为保持模式的情况下，在劣化程度的推定中，与温度小于第二温度的情况相比，在温度为第二温度以上时，控制部71能够增加每单位时间的劣化程度的与温度相对应的变化量。根据上述结构，特别是在蓄电池3劣化加剧的使蓄电池3在高温下保持电力的情况下，蓄电池管理装置7能够改变蓄电池3的劣化程度的计算方法。由此，蓄电池管理装置7能够在蓄电池3的劣化程度的计算中反映出与蓄电池3的温度相对应的劣化特性，从而能够提高蓄电池3的劣化程度的推定精度。
在本实施方式的蓄电池管理装置7中，控制部71能够在规定的时机判定蓄电池3是否充满电，在判定为蓄电池3充满电的情况下、或者在判定为在蓄电池3未满充电而经过了规定期间的情况下，能够结束对象期间，并开始新的对象期间。根据上述结构，蓄电池管理装置7能够定期地计算蓄电池3的劣化程度。
本实施方式的蓄电池系统1包括蓄电池3以及具有控制部71的蓄电池管理装置7。控制部71在对象期间获取蓄电池3中流动的电流值、蓄电池3的温度以及蓄电池3的充电率，根据电流值和充电率判定对象期间内的蓄电池3的工作模式，并根据工作模式和温度推定对象期间内的蓄电池3的劣化程度。根据上述结构，蓄电池系统1能够根据蓄电池管理装置7在蓄电池3的通常工作中获取的蓄电池3的信息推定蓄电池3的劣化程度，而无需使蓄电池3在专用的工作状态下工作。由此，管理蓄电池3的技术的有用性提高。
本实施方式的蓄电池管理方法是具有控制部71的蓄电池管理装置7执行的蓄电池管理方法。蓄电池管理方法包括：控制部71在对象期间获取蓄电池3中流动的电流值、蓄电池3的温度以及蓄电池3的充电率的步骤；根据电流值和充电率判定对象期间内的蓄电池3的工作模式的步骤；以及根据工作模式和温度推定对象期间内的蓄电池3的劣化程度的步骤。根据上述结构，蓄电池管理装置7能够根据在蓄电池3的通常工作中获取的蓄电池3的信息推定蓄电池3的劣化程度，而无需使蓄电池3在专用的工作状态下工作。由此，管理蓄电池3的技术的有用性提高。
虽然已经根据各附图和实施例说明了本发明，但需要注意的是，本领域技术人员能够根据本发明进行各种变形和修改。因此，需要注意的是，这些变形和修改均包括在本发明的范围内。例如，各手段或各步骤等中包括的功能等能够以在逻辑上不矛盾的方式进行重新配置，能够将多个手段或步骤等结合为一个或者进行分割。
例如，在上述实施方式中，说明了蓄电池系统1分别具有一个电流传感器4、温度传感器5以及电压传感器6的情况，但并不限于此。蓄电池系统1也可以具有多个电流传感器4、温度传感器5或电压传感器6。例如，在蓄电池系统1中，电流传感器4、温度传感器5或电压传感器6不限于针对每个蓄电池3，也可以针对每个电池单元31或蓄电池模块32设置。在这种情况下，蓄电池管理装置7也可以根据多个电流传感器4、温度传感器5或电压传感器6测量的值计算平均值或代表值等，从而计算蓄电池3的电流值、温度或电压。
或者，在上述实施方式中，作为蓄电池管理装置7的功能或处理而说明的功能或处理的全部或一部分例如也可以作为智能手机或个人计算机等计算机的功能或处理实现。具体而言，能够将记载了实现实施方式的蓄电池管理装置7的各功能的处理内容的程序存储在计算机的存储器中，并通过计算机的处理器读出该程序并执行。因此，本实施方式的发明也能够实现为能够执行处理器的程序。
或者，在上述实施方式中，示出了蓄电池管理装置7与电力调节器2和蓄电池3分开设置的例子，但并不限定于此。电力调节器2或蓄电池3可以作为蓄电池管理装置7发挥作用。或者，HEMS(Home Energy Management System，家庭能源管理系统)和BEMS(BuildingEnergy Management System，建筑能源管理系统)等EMS(Energy Management System，能量管理系统)也可以作为蓄电池管理装置7发挥作用。在这种情况下、电力调节器2、蓄电池3或EMS也可以构成为搭载具有作为蓄电池管理装置7的结构和功能的上述结构和功能的计算机。
附图标记的说明：
1 蓄电池系统
2 电力调节器(PCS)
3 蓄电池
31 电池单元
32 蓄电池模块
4 电流传感器
5 温度传感器
6 电压传感器
7 蓄电池管理装置(BMS)
71 控制部
72 通信部
73 存储部
74 输出部
75 输入部
8 电力系统
9 负载

Claims (10)

1.一种蓄电池管理装置，其中，
所述蓄电池管理装置具有控制部，所述控制部在对象期间获取蓄电池中流动的电流值、所述蓄电池的温度以及所述蓄电池的充电率，根据所述电流值和所述充电率判定所述对象期间内的所述蓄电池的工作模式，并根据所述工作模式和所述温度推定所述对象期间内的所述蓄电池的劣化程度。
2.如权利要求1所述的蓄电池管理装置，其中，
所述蓄电池管理装置还具有存储部，所述存储部存储使所述蓄电池工作的工作模式以及温度的条件与使所述蓄电池在所述条件下工作时的所述蓄电池的劣化程度之间的对应信息，
所述控制部根据所述工作模式和所述温度并参照所述对应信息，来推定所述对象期间内的所述蓄电池的劣化程度。
3.如权利要求1或2所述的蓄电池管理装置，其中，
所述控制部在所述工作模式的判定中判定所述工作模式是进行充放电的运转模式还是保持电力的保持模式。
4.如权利要求3所述的蓄电池管理装置，其中，
所述控制部在所述工作模式的判定中判定所述对象期间内的所述蓄电池的充电率的变动范围。
5.如权利要求4所述的蓄电池管理装置，其中，
所述控制部判定所述充电率的变动范围是否达到从所述蓄电池的放电结束到第一充电率为止的范围以及从充电结束到第二充电率为止的范围中的至少一个。
6.如权利要求3～5中任一项所述的蓄电池管理装置，其中，
在判定为所述工作模式为所述运转模式的情况下，在所述劣化程度的推定中，与所述温度大于第一温度时相比，在所述温度为所述第一温度以下时，所述控制部使每单位时间的劣化程度的与温度相对应的变化量增加。
7.如权利要求3～6中任一项所述的蓄电池管理装置，其中，
在判定为所述工作模式为所述保持模式的情况下，在所述劣化程度的推定中，与所述温度小于第二温度时相比，在所述温度为所述第二温度以上时，所述控制部使每单位时间的劣化程度的与温度相对应的变化量增加。
8.如权利要求1～7中任一项所述的蓄电池管理装置，其中，
所述控制部在规定的时机判定所述蓄电池是否充满电，在判定为所述蓄电池充满电的情况下或者在判定为在所述蓄电池未满充电而经过了规定期间的情况下，结束所述对象期间，开始新的对象期间。
9.一种蓄电池系统，其中，
所述蓄电池系统包括蓄电池以及具有控制部的蓄电池管理装置，
所述控制部在对象期间获取所述蓄电池中流动的电流值、所述蓄电池的温度以及所述蓄电池的充电率，根据所述电流值和所述充电率判定所述对象期间内的所述蓄电池的工作模式，并根据所述工作模式和所述温度推定所述对象期间内的所述蓄电池的劣化程度。
10.一种蓄电池管理方法，其是具有控制部的蓄电池管理装置执行的蓄电池管理方法，其中，
所述蓄电池管理方法包括：
所述控制部在对象期间内获取所述蓄电池中流动的电流值、所述蓄电池的温度以及所述蓄电池的充电率的步骤；
所述控制部根据所述电流值和所述充电率判定所述对象期间内的所述蓄电池的工作模式的步骤；以及
所述控制部根据所述工作模式和所述温度推定所述对象期间内的所述蓄电池的劣化程度的步骤。
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