JP2003243017A - Electric equivalent circuit model forming method for secondary battery and simulation method and program using this - Google Patents
Electric equivalent circuit model forming method for secondary battery and simulation method and program using thisInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は二次電池の電気的
等価回路モデル作成方法、これを用いたシミュレーショ
ン方法およびプログラムに関し、特に、レドックスフロ
ー電池やナトリウム硫黄電池などの二次電池の内部状態
を電気的等価回路によってモデル化することで、電池の
入出力の履歴から電池の充電状態などの特性を定量的に
把握できる二次電池の電気的等価回路モデル作成方法、
これを用いたシミュレーション方法およびプログラムに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of creating an electrical equivalent circuit model of a secondary battery, a simulation method and a program using the same, and more particularly, to an internal state of a secondary battery such as a redox flow battery or a sodium-sulfur battery. By modeling with an electrical equivalent circuit, it is possible to quantitatively grasp the characteristics such as the state of charge of the battery from the history of the input and output of the battery, a method for creating an electrical equivalent circuit model of a secondary battery,
The present invention relates to a simulation method and program using this.
【0002】[0002]
【従来の技術】レドックスフロー電池やナトリウム硫黄
電池のような二次電池は、夜間の電力で充電し、昼間に
放電するといった負荷平準化としての役割が期待されて
いる。また、レドックスフロー電池については出力指令
に対する応答速度が非常に高く、充放電の繰り返しに対
する劣化が少ないことから需給制御への適用などが期待
されている。さらに、レドックスフロー電池は短時間の
過負荷に対する耐性が高いことから、過負荷領域を使用
することで短周期の周波数変動などを吸収する負荷周波
数制御(LFC:Load Frequency Control)への適用も期
待されている。2. Description of the Related Art Secondary batteries such as redox flow batteries and sodium-sulfur batteries are expected to play a role of load leveling by charging with electric power at night and discharging during daytime. Further, the redox flow battery has an extremely high response speed to an output command and little deterioration due to repeated charging / discharging, and thus is expected to be applied to supply / demand control. Furthermore, since the redox flow battery has high tolerance to short-time overload, it is expected to be applied to load frequency control (LFC) that absorbs short-cycle frequency fluctuations by using the overload region. Has been done.
【0003】過負荷領域で運転した場合、充電状態とい
った電池内部の状態は短時間で激しく変化することから
安定して電池の運転を継続して行うためには、電池の定
格やポンプ流量,過負荷使用領域などの各パラメータを
事前に検討する必要がある。When operating in the overload region, the internal state of the battery, such as the charging state, changes drastically in a short time. Therefore, in order to continue the stable operation of the battery, the battery rating, pump flow rate, and It is necessary to examine each parameter such as load usage area in advance.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
では電池の内部の電気的な等価回路モデルが存在せず、
シミュレーションによる事前検討が不可能であったた
め、過負荷領域を使用するような目的でのレドックスフ
ロー電池の仕様を詳細に検討することができなかった。
また、運転中にその時々の状態において、過負荷領域を
使用する能力を推定することができなかった。However, there has been no electrical equivalent circuit model inside the battery until now,
Since the preliminary examination by simulation was impossible, it was not possible to examine the specifications of the redox flow battery in detail for the purpose of using the overload region.
In addition, it was not possible to estimate the ability to use the overload region at each time during driving.
【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は、過
負荷領域を使用するような目的でのレドックスフロー電
池の仕様を検討するために使用する二次電池の電気的等
価回路モデル作成方法、これを用いたシミュレーション
方法およびプログラムを提供することである。Therefore, a main object of the present invention is to prepare an electrical equivalent circuit model of a secondary battery used for studying the specifications of a redox flow battery for the purpose of using an overload region. It is to provide the used simulation method and program.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は、二次電池の
内部状態を等価回路によってモデル化した電気的等価回
路モデルを作成する方法であって、二次電池の一定出力
継続時間特性を第1のコンデンサと抵抗による一次遅れ
ブロックで表現し、入出力時の充電深度を第2のコンデ
ンサで表現し、自己放電特性を電流源で表現することを
特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for creating an electrical equivalent circuit model in which the internal state of a secondary battery is modeled by an equivalent circuit. It is characterized in that it is represented by a first-order lag block consisting of a capacitor and a resistor of No. 1, a charge depth at the time of input / output is represented by a second capacitor, and a self-discharge characteristic is represented by a current source.
【0007】また、一定出力継続時間特性は、比較的継
続時間の長い領域と、短い領域と、中間の領域とを含む
ことを特徴とする。The constant output duration characteristic is characterized in that it includes a region having a relatively long duration, a region having a relatively short duration, and an intermediate region.
【0008】また、一次遅れブロックは、二次電池の電
荷・イオンの移動・拡散による抵抗分と、セル内部の活
物質供給により決まる抵抗分とを含むことを特徴とす
る。The first-order lag block is characterized by including a resistance component due to charge / ion migration / diffusion of the secondary battery and a resistance component determined by the supply of the active material inside the cell.
【0009】さらに、一次遅れブロックの定数は、電池
電圧に依存する非線形抵抗で模擬することを特徴とす
る。Further, the constant of the first-order lag block is characterized by being simulated by a non-linear resistance depending on the battery voltage.
【0010】他の発明は、二次電池の電気的等価回路モ
デルを用いたシミュレーション方法であって、任意に設
定した出力指令値と電気的等価回路モデル上の電圧値を
用いて電流値を算出し、この電流値から次回の計算で用
いる等価回路モデル上の電圧を算出することを特徴とす
る。Another invention is a simulation method using an electrical equivalent circuit model of a secondary battery, in which a current value is calculated by using an arbitrarily set output command value and a voltage value on the electrical equivalent circuit model. The voltage on the equivalent circuit model used in the next calculation is calculated from this current value.
【0011】さらに、電圧値のうちその一部または全部
が実測値であることを特徴とする。さらに、他の発明
は、二次電池の電気的等価回路モデルを用いたシミュレ
ーションプログラムであって、任意に設定した出力指令
値と電気的等価回路モデル上の電圧値を用いて電流値を
算出し、この電流値から次回の計算で用いる等価回路モ
デル上の電圧を算出することを特徴とする。Further, a part or all of the voltage values are measured values. Furthermore, another invention is a simulation program using an electrical equivalent circuit model of a secondary battery, wherein a current value is calculated using an output command value set arbitrarily and a voltage value on the electrical equivalent circuit model. The voltage on the equivalent circuit model used in the next calculation is calculated from this current value.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1はこの発明が適用される二次
電池のうち、レドックスフロー電池のシステム構成を示
すブロック図である。図1において、正極の電解液タン
ク1に貯蔵されている正極液は循環ポンプ2によって電
池セル3内の正極室31に送り込まれる。正極液は正極
室31に備えられた正極電極33を経て出入する電子と
電気化学反応をして、正極液中に含まれる金属イオンの
価数を変化させる。1 is a block diagram showing a system configuration of a redox flow battery among secondary batteries to which the present invention is applied. In FIG. 1, the positive electrode liquid stored in the positive electrode electrolyte tank 1 is sent to the positive electrode chamber 31 in the battery cell 3 by the circulation pump 2. The positive electrode liquid undergoes an electrochemical reaction with electrons that flow in and out through the positive electrode 33 provided in the positive electrode chamber 31, thereby changing the valence of metal ions contained in the positive electrode liquid.
【0013】負極の電解液タンク4に貯蔵されている負
極液も正極液と同様に、循環ポンプ5によって電池セル
3内の負極室32に送り込まれる。負極液は正極液の反
応と同期して、負極室32に備えられた負極電極34を
経て出入する電子と電気化学反応する。The negative electrode liquid stored in the negative electrode electrolytic solution tank 4 is also sent to the negative electrode chamber 32 in the battery cell 3 by the circulation pump 5 in the same manner as the positive electrode liquid. In synchronization with the reaction of the positive electrode liquid, the negative electrode liquid electrochemically reacts with the electrons that flow in and out through the negative electrode 34 provided in the negative electrode chamber 32.
【0014】バナジウム系電解液を使用する場合、充電
時には正極電極33ではV4+→V5++e-(酸化反
応)、負極電極34ではV3++e-→V2+(還元反応)
の電気化学反応が生じる。一方、放電時には、各電極に
おいて逆方向の反応、すなわち、正極電極33ではV5+
+e-→V4+(還元反応)、負極電極34ではV2+→V
3++e-(酸化反応)が進行する。正極での反応と負極
での反応とは、外部回路を移動する電子と、隔膜35を
通過する電解液中のプロトンとによって電荷を平衡させ
て同期が確保される。充電および放電の効果は、電解液
中の全金属イオン数が一定に保たれる場合、上記の充放
電反応で相互に変化する相異なる価数の金属イオンの全
金属イオンに対する比率として保有される。When a vanadium-based electrolyte is used, V 4+ → V 5+ + e − (oxidation reaction) at the positive electrode 33 and V 3+ + e − → V 2+ (reduction reaction) at the negative electrode 34 during charging.
Electrochemical reaction occurs. On the other hand, during discharge, the reaction in the opposite direction occurs at each electrode, that is, V 5+ at the positive electrode 33
+ E − → V 4+ (reduction reaction), V 2+ → V at the negative electrode 34
3+ + e − (oxidation reaction) proceeds. Synchronization between the reaction at the positive electrode and the reaction at the negative electrode is ensured by balancing the charges by the electrons moving in the external circuit and the protons in the electrolytic solution passing through the diaphragm 35. The effect of charging and discharging is retained as the ratio of metal ions of different valences that change mutually in the above charge / discharge reaction to the total metal ions when the total number of metal ions in the electrolytic solution is kept constant. .
【0015】レドックスフロー電池10はインバータ6
を介して系統側に接続されている。検出系7は系統側の
系統周波数を検出または出力指令値を受信し、制御系8
は検出系7で検出された周波数偏差または出力指令値に
応じてインバータ6を制御して有効電力を出力する。制
御系8が出力指令値に応じてインバータ6を制御する場
合には、出力指令値と電池の電圧値に合わせた電池の電
流値を算出してインバータ6の電流値がその値になるよ
うに制御される。The redox flow battery 10 is an inverter 6
Is connected to the system side via. The detection system 7 detects the system frequency on the system side or receives the output command value, and the control system 8
Controls the inverter 6 according to the frequency deviation detected by the detection system 7 or the output command value to output active power. When the control system 8 controls the inverter 6 according to the output command value, the battery current value that matches the output command value and the battery voltage value is calculated so that the current value of the inverter 6 becomes that value. Controlled.
【0016】図2は過負荷出力時のレドックスフロー電
池システムの応答特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the response characteristics of the redox flow battery system at the time of overload output.
【0017】図1に示した制御系8に有効電力出力指令
値Pをステップ入力してインバータ6を運転した場合の
負荷出力が図2であり、この図2よりレドックスフロー
電池の最大負荷出力は充電深度(SOC:State Of Charg
e)に依存していることがわかる。The load output when the inverter 6 is operated by stepwise inputting the active power output command value P to the control system 8 shown in FIG. 1 is shown in FIG. 2. From this FIG. 2, the maximum load output of the redox flow battery is shown. Charge Depth (SOC: State Of Charg
It turns out that it depends on e).
【0018】図3はレドックスフロー電池システムの直
流出力対継続時間特性を示す図である。この特性はイン
バータ6の制御系8に、有効電力出力指令値Pをステッ
プ入力してインバータ6を運転し、レドックスフロー電
池10が過充電,不足充電状態での出力値と直流電圧が
規定値を維持できなくなるまでの時間を測定したもので
ある。FIG. 3 is a diagram showing a DC output vs. duration characteristic of the redox flow battery system. This characteristic is that the active power output command value P is stepwise input to the control system 8 of the inverter 6 to operate the inverter 6, and the output value and the DC voltage when the redox flow battery 10 is overcharged or undercharged have the specified values. It is a measurement of the time until it cannot be maintained.
【0019】図3より出力と継続時間の関係は3つの領
域に分けられるが、電池の負荷電流ー時間特性の経験式
であるPeukert式に基づいてInt=C(I:負荷電流,
t:時間,C:定数)にならって図3の定式化(両対数
グラフ上での直線近似)を行うと、300秒超の領域
(n=3:関数1)と、約3〜300秒の領域(n=1
0:関数3)と、3秒までの領域(n=30:関数3)
に分けることができる。The relationship between duration than 3 and the output is divided into three regions, but based on the Peukert equation is empirical equation of the load current over time characteristic of the battery I n t = C (I: load current,
When the formulation of FIG. 3 (straight line approximation on a logarithmic log graph) is performed according to t: time, C: constant), a region of more than 300 seconds (n = 3: function 1) and about 3 to 300 seconds. Area (n = 1
0: Function 3) and area up to 3 seconds (n = 30: Function 3)
Can be divided into
【0020】化学反応の原理からレドックスフロー電池
の物性モデルを考えた場合、300秒超の時間領域は
「電池の容量」が支配要因、300秒程度までの時間領
域は「セル内部のイオンの物質移動」が支配要因、3秒
までの短時間領域では「レドックス反応の抵抗,膜抵
抗,接触抵抗」が支配要因と考えられる。When considering the physical property model of the redox flow battery from the principle of chemical reaction, the "battery capacity" is the dominant factor in the time region of over 300 seconds, and "the ionic substance inside the cell" in the time region of up to about 300 seconds. It is considered that "movement" is the controlling factor, and "redox reaction resistance, film resistance, contact resistance" is the controlling factor in the short-time region up to 3 seconds.
【0021】よって3つの領域に対するレドックスフロ
ー電池の一定出力継続時間特性は、CRによる一次遅れ
ブロックを2段直列に接続した図4に示す等価回路で表
現できる。Therefore, the constant output duration characteristics of the redox flow battery for the three regions can be expressed by an equivalent circuit shown in FIG. 4 in which first-order delay blocks by CR are connected in two stages.
【0022】図4において、電流源I(t)は入出力電
流,電流源i0は自己放電特性,C0は電池容量を模擬し
ている。R1は膜抵抗と液抵抗と接触抵抗,R2//C2
は電荷・イオンの移動・拡散による抵抗分,R3//C3
はセル内部の活物質供給により決まる抵抗分を模擬して
いる。In FIG. 4, the current source I (t) is an input / output current, the current source i 0 is a self-discharge characteristic, and C 0 is a battery capacity. R 1 is membrane resistance, liquid resistance, contact resistance, R 2 // C 2
Is the resistance due to charge / ion migration / diffusion, R 3 // C 3
Represents a resistance component determined by the supply of the active material inside the cell.
【0023】図5はレドックスフロー電池の非線形抵抗
特性を示す図である。この図5からSOCが10%のよ
うな低い領域で端子電圧の変化が、SOCが50%の場
合に比べて急になっており、特性が変化していることが
わかる。これは前記定数値がそのような領域においてS
OCの関数であることを示している。FIG. 5 is a diagram showing the non-linear resistance characteristic of the redox flow battery. From FIG. 5, it can be seen that the change in the terminal voltage becomes steeper in the low SOC region such as 10% than in the case where the SOC is 50%, and the characteristics change. This is because the constant value is S
This is a function of OC.
【0024】図6はインバータの指令値Pの変化周期に
対する電池単体の効率を示す図である。この図6は充電
周期による効率の変化を分析するために、インバータ6
の制御系8に与える有効電力出力指令値Pを周期的に変
化させ、電池単体の効率を測定したものである。FIG. 6 is a diagram showing the efficiency of a single battery with respect to the changing cycle of the inverter command value P. This FIG. 6 shows an inverter 6 in order to analyze the change in efficiency depending on the charging cycle.
The effective power output command value P given to the control system 8 is periodically changed to measure the efficiency of the battery unit.
【0025】また、図6ではインバータ6の指令値Pの
最大値に対して定格出力と定格の2倍出力の2通りの場
合に分けて測定して示している。この図6から定格出力
の場合、充放電周期が長くなると効率がわずかに低下し
ていることがわかる。また、定格の2倍出力では充放電
周期が短い場合は定格出力とほぼ同じ効率であるが充放
電周期が長くなると効率が定格値の場合より大きく低下
している。いずれの場合も、充放電周期が長くなると、
レドックスフロー電池10の充放電効率が低下している
が、これは出力継続時間が長くなるほどレドックスフロ
ー電池10の内部抵抗が大きくなるためであると考えら
れる。Further, in FIG. 6, the maximum value of the command value P of the inverter 6 is measured separately for two cases of the rated output and twice the rated output. From FIG. 6, it is understood that in the case of the rated output, the efficiency slightly decreases as the charging / discharging cycle becomes longer. Further, at twice the rated output, the efficiency is almost the same as the rated output when the charging / discharging cycle is short, but when the charging / discharging cycle is long, the efficiency is much lower than at the rated value. In either case, if the charge / discharge cycle becomes longer,
The charging / discharging efficiency of the redox flow battery 10 is reduced, and it is considered that this is because the internal resistance of the redox flow battery 10 increases as the output duration time increases.
【0026】以上のように、二次電池は過負荷領域を活
用し、負荷平準化に加えて需給制御や瞬時電圧低下対策
など幅広く活用することが考えられるが、そのうちレド
ックスフロー電池10はSOCに応じて出力の限界値が
変動し、一定出力継続時間が変動する。また、出力の変
動周期により充放電ロス率も変化する。他の二次電池も
程度の差はあるにせよ類似の特徴を有する。As described above, it is considered that the secondary battery utilizes the overload region and is widely utilized in addition to load leveling, such as supply and demand control and measures against instantaneous voltage drop. Among them, the redox flow battery 10 is used for SOC. The output limit value fluctuates accordingly, and the constant output duration fluctuates. Further, the charge / discharge loss rate also changes depending on the output fluctuation cycle. Other secondary batteries also have similar features to varying degrees.
【0027】このようなことから、実際の各種用途への
適用に当たっては運転の模擬を行い、運転コスト算出の
ため制御に応じた運転状況を再現して出力変動可能範囲
を求めたり、その運転状況による効率を算出する必要が
ある。このような検討を行うためには制御による効果と
前述の特性をダイナミックに表現できるモデルを用いた
運転コストの算定が必要となる。そこで、図4に示した
レドックスフロー電池モデルの各定数を決定し、モデル
を構築する。From the above, when applied to various actual applications, the operation is simulated, the operating condition corresponding to the control is reproduced to calculate the operating cost, the output fluctuable range is obtained, and the operating condition is calculated. Efficiency needs to be calculated. In order to carry out such studies, it is necessary to calculate the operating cost using a model that can dynamically express the effects of control and the above-mentioned characteristics. Therefore, each constant of the redox flow battery model shown in FIG. 4 is determined and the model is constructed.
【0028】図7は自己放電量を測定するために、モニ
タセル電圧VcellとSOCの関係を示した図である。図
7からSOCが25%より大きい領域ではdVcell/d
SOC=0.3の関係が成り立っていることがわかる。
まず、SOCの大きい領域を考える。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the monitor cell voltage V cell and the SOC for measuring the self-discharge amount. From FIG. 7, dV cell / d in the region where SOC is larger than 25%
It can be seen that the relationship of SOC = 0.3 holds.
First, consider a region with a large SOC.
【0029】次に、レドックスフロー電池10をSOC
50%、ポンプ流量100%の状態にて待機させ(出力
P=0)Vcellを測定した。Next, the redox flow battery 10 is charged with SOC.
V cell was measured by waiting at 50% and pump flow rate of 100% (output P = 0).
【0030】図8はその自己放電量測定試験の測定結果
を示す図である。図8よりΔVcell=50μV/分の割
合で電圧が低下していることがわかる。ここで、レドッ
クスフロー電池10の電解液およびセル諸元は、電解液
液量:30L/tank,電解液濃度:2mol/L,
セル構成:30セル(直列)+モニタセル,モニタセ
ル:Vcell=0.3V(活物質100%)とする
と、正極および負極側の活物質量Qは第(1)式で示さ
れる。FIG. 8 is a diagram showing the measurement results of the self-discharge amount measurement test. It can be seen from FIG. 8 that the voltage drops at a rate of ΔV cell = 50 μV / min. Here, the electrolytic solution and the cell specifications of the redox flow battery 10 are as follows: electrolytic solution amount: 30 L / tank, electrolytic solution concentration: 2 mol / L,
Cell configuration: 30 cells (series) + monitor cell, monitor cell: Vcell = 0.3V (active material 100%), the active material amount Q on the positive electrode side and the negative electrode side is expressed by the formula (1).
【0031】 Q=2mol/L×30L×96,500c/mol/30セル…(1) =193,000C/セル なので、自己放電量i0は第(2)式で求められる。Q = 2 mol / L × 30 L × 96,500 c / mol / 30 cells (1) = 193,000 C / cell Therefore, the self-discharge amount i 0 is obtained by the equation (2).
【0032】
i0=dQ/dt=dVcell/dt・dSOC/dVcell・dQ/dSOC=
0.536A/セル…(2)
次に、ステップ電流入力に対するレドックスフロー電池
の端子電圧の応答特性よりSOCが高い領域における等
価回路モデルの各種定数を決定する。定格電流による充
電時および放電時の端子電圧特性より定数を決定(SO
C:50%,流量:100%)し、各種定数について、
充電時および放電時に算出した定数値の平均を標準定数
値とする。I 0 = dQ / dt = dV cell / dt · dSOC / dV cell · dQ / dSOC = 0.536 A / cell (2) Next, from the response characteristics of the terminal voltage of the redox flow battery to the step current input, Various constants of the equivalent circuit model in the high SOC region are determined. Determine the constant from the terminal voltage characteristics during charging and discharging at the rated current (SO
C: 50%, flow rate: 100%)
The standard constant value is the average of constant values calculated during charging and discharging.
【0033】図9はステップ電流に対する充電時におけ
るレドックスフロー電池の端子電圧応答特性の実測結果
を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the actual measurement results of the terminal voltage response characteristics of the redox flow battery during charging with respect to the step current.
【0034】レドックスフロー電池等価回路モデルにス
テップ電流Iを加えたときの端子電圧応答V(t)は、
初期条件V2(0)=V3(0)=V0(0)=0とすれ
ば第(3)式で表される。The terminal voltage response V (t) when the step current I is applied to the redox flow battery equivalent circuit model is
If the initial condition is V 2 (0) = V 3 (0) = V 0 (0) = 0, it is expressed by the equation (3).
【0035】[0035]
【数1】 [Equation 1]
【0036】図9および第(3)式より、等価回路モデ
ルの各種定数は以下のようになる。From FIG. 9 and the equation (3), various constants of the equivalent circuit model are as follows.
【0037】[0037]
【数2】 [Equation 2]
【0038】同様にして算出したステップ電流(定格)
による放電時の等価回路モデル定数値との平均値を等価
回路モデル標準定数値とすると、以下に示す定格容量1
kWのレドックスフロー電池の等価回路モデル標準定数
値が得られる。なお、R2,R3,τ2,τ3は応答特性の
カーブを解析することにより求めることができる。Step current (rating) calculated in the same manner
When the average value with the equivalent circuit model constant value at the time of discharge by is the equivalent circuit model standard constant value, the rated capacity shown below is 1
An equivalent circuit model standard constant value of a kW redox flow battery is obtained. Note that R 2 , R 3 , τ 2 , and τ 3 can be obtained by analyzing the response characteristic curve.
【0039】R1=0.076Ω,R2=0.01Ω,R
3=0.028Ω
τ2=3sec,τ3=60sec
C0=20000F,C2=300F,C3=2143F
i0=0.536A
次に、既に説明したように、SOCが低い場合にはモニ
タセル電圧Vcellが非線形的な特性を示すので、S
OCが低い場合の非線形性を導入する。図7からSOC
が低い領域ではdVcell/dSOCが負の傾きをもって
いることがわかる。内部抵抗モデルのR1はSOCに依
存しないものと考え、時定数を有する内部抵抗成分
R2,R3を状態に依存するとして非線形性を導入する。
図7のdVce ll/dSOCの特性を非線形抵抗R2,R3
で折れ線近似すると図10のようになる。R 1 = 0.076Ω, R 2 = 0.01Ω, R
3 = 0.028Ω τ 2 = 3 sec, τ 3 = 60 sec C 0 = 20000F, C 2 = 300F, C 3 = 2143F i 0 = 0.536A Next, as described above, when the SOC is low, the monitor cell Since the voltage Vcell exhibits a non-linear characteristic, S
Introduce non-linearity when OC is low. From Figure 7 SOC
It can be seen that dV cell / dSOC has a negative slope in the low region. It is considered that R 1 of the internal resistance model does not depend on SOC, and the nonlinearity is introduced assuming that the internal resistance components R 2 and R 3 having a time constant depend on the state.
Non-linear resistance characteristics of dV ce ll / dSOC of FIG 7 R 2, R 3
The polygonal line approximation is as shown in FIG.
【0040】図10においてR2(t),R3(t)は次
式で表現でき、次のように定数が得られる。ここで、セ
ルの直列数をNとする。In FIG. 10, R 2 (t) and R 3 (t) can be expressed by the following equations, and constants are obtained as follows. Here, the number of cells in series is N.
【0041】
V0(t)/N≧Vlのとき、R2(t)=r2,R3(t)=r3…(6)
V0(t)/N<Vlのとき
R2(t)=r2×{ar×V0(t)/N+(1−ar×Vl)}
R3(t)=r3×{ar×V0(t)/N+(1−ar×Vl)}…(7)
r2=0.01Ω、r3=0.028Ω…標準定数値
Vl=1.33V …非線形状態への遷移点
ar=−20(1/V) …非線形状態での近似特性直線の傾き
さらに、C2(t),C3(t)は第(6)式および第
(7)式で得られたR2(t),R3(t)と定数である
τ2,τ3から第(4)式により求められる。このように
して等価回路モデルが得られた。When V 0 (t) / N ≧ V l , R 2 (t) = r 2 , R 3 (t) = r 3 (6) R when V 0 (t) / N <V l 2 (t) = r 2 × {a r × V 0 (t) / N + (1-a r × V l)} R 3 (t) = r 3 × {a r × V 0 (t) / N + ( 1-a r × V l) } ... (7) r 2 = 0.01Ω, r 3 = 0.028Ω ... standard constant value V l = 1.33V ... transition point a r = -20 to nonlinear state (1 / V) ... The slope of the approximated characteristic straight line in the non-linear state Further, C 2 (t) and C 3 (t) are R 2 (t) and R 3 obtained by the equations (6) and (7). From (t) and constants τ 2 and τ 3 , it is determined by the equation (4). In this way, an equivalent circuit model was obtained.
【0042】実際のレドックスフロー電池システムは定
電力制御であることから、作成した等価回路モデルにつ
いて電力をパラメータとして入出力電流および端子電圧
を算出するための定式化を行い、各種シミュレーション
への適用を可能とする。EMTPなどに使用される台形
則(=全ての電気回路を抵抗および電源,過去の履歴に
より表現)を用いてレドックスフロー電池等価回路モデ
ルについての回路方程式を解くと端子電圧は次式で示さ
れる。Since the actual redox flow battery system is a constant power control, a formulation for calculating the input / output current and the terminal voltage with the power as a parameter is applied to the created equivalent circuit model and applied to various simulations. It is possible. When the circuit equation for the redox flow battery equivalent circuit model is solved using the trapezoidal rule (= representing all electric circuits by resistance and power source, past history) used in EMTP and the like, the terminal voltage is expressed by the following equation.
【0043】[0043]
【数3】 [Equation 3]
【0044】一般に、電池電力P(t)は、端子電圧V
(t),内部抵抗R,起電力EとするとV(t)=E+
R・I(t)よりP(t)=V(t)・I(t)=(E
+R・I(t))・I(t)=R・I(t)2+E・I
(t)で表される(ただし、I>0を充電とし、I<0
を放電とする)ので、入出力電力P(t)が与えられる
と入出力電流I(t)は次式で算出できる。Generally, the battery power P (t) is equal to the terminal voltage V
(T), internal resistance R, and electromotive force E, V (t) = E +
From R · I (t), P (t) = V (t) · I (t) = (E
+ R · I (t)) · I (t) = R · I (t) 2 + E · I
It is represented by (t) (where I> 0 is charged and I <0
Therefore, when the input / output power P (t) is given, the input / output current I (t) can be calculated by the following equation.
【0045】[0045]
【数4】 [Equation 4]
【0046】以上の計算により、タイムステップごとに
電池出力P(t)に応じた電圧電流値を算出することが
可能となる。By the above calculation, it is possible to calculate the voltage / current value according to the battery output P (t) for each time step.
【0047】図11はレドックスフロー電池の電気的等
価回路モデルによるシミュレーション方法を実現するた
めのブロック図であり、図12はシミュレーション結果
を示す図である。FIG. 11 is a block diagram for realizing a simulation method using an electrical equivalent circuit model of a redox flow battery, and FIG. 12 is a diagram showing simulation results.
【0048】図11に示すように、シミュレーションを
実行するために、計算システムプログラム100には、
レドックスフロー電池の等価回路モデル101が内蔵さ
れている。そして、等価回路モデル101にはt=t0
での初期値と定数が入力されるとともに、計算システム
プログラム100には指令値P(t)が与えられてい
る。等価回路モデル101から開放電圧値V0(t)
と、端子電圧値V(t)とが運転可否判断部102に与
えられる。計算システムプログラム100は後述の図1
3に示すフローチャートに基づく処理を実行し、端子電
圧V(t)などの諸量と運転可否判断結果を出力する。As shown in FIG. 11, in order to execute the simulation, the calculation system program 100 includes
The equivalent circuit model 101 of the redox flow battery is built in. Then, the equivalent circuit model 101 has t = t 0.
The initial value and the constant are input, and the command value P (t) is given to the calculation system program 100. From the equivalent circuit model 101, the open circuit voltage value V 0 (t)
And the terminal voltage value V (t) are given to the drive availability determination unit 102. The calculation system program 100 is shown in FIG.
The processing based on the flowchart shown in FIG. 3 is executed, and various quantities such as the terminal voltage V (t) and the operation availability determination result are output.
【0049】これにより、端子電圧V(t),開放電圧
V0(t),電流値I(t)という実測値に対して、指
令値P0(t)を与えたとき、端子電圧V(t)および
開放電圧V0(t)をたとえば図12に示すように予測
できる。Thus, when the command value P 0 (t) is given to the measured values of the terminal voltage V (t), the open circuit voltage V 0 (t) and the current value I (t), the terminal voltage V ( t) and the open circuit voltage V 0 (t) can be predicted as shown in FIG. 12, for example.
【0050】図13はレドックスフロー電池の数値計算
モデルを用いてシミュレーションする動作を示すフロー
チャートである。図13においてステップSP(図示で
はSPと略称する)1において、計算刻み時間Δtが等
価回路モデル101に入力され、ステップSP2におい
て二次電池であるレドックスフロー電池システムの定数
R1,r2,r3,ar,V1,N,τ2,τ3,C0,i0,
VDCUV,VDCOV,VSOC L,VSOCHが等価回路モデル10
1に入力される。ステップSP3において、t=t0に
おけるI(t0),V0(t0),V2(t0),V
3(t0)が等価回路モデル101に初期状態として入力
される。FIG. 13 is a flow chart showing the operation of simulation using the numerical calculation model of the redox flow battery. 13, in step SP (abbreviated as SP in the figure) 1, the calculation time interval Δt is input to the equivalent circuit model 101, and in step SP2, the constants R 1 , r 2 , r of the redox flow battery system that is the secondary battery. 3 , a r , V 1 , N, τ 2 , τ 3 , C 0 , i 0 ,
V DCUV , V DCOV , V SOC L , V SOCH are equivalent circuit models 10
Input to 1. In step SP3, I (t 0 ), V 0 (t 0 ), V 2 (t 0 ), V at t = t 0
3 (t 0 ) is input to the equivalent circuit model 101 as an initial state.
【0051】これらの初期値が入力されると、ステップ
SP4において、等価回路モデル101によりレドック
スフロー電池におけるV1(t),R2(t),R
3(t),C2(t),C3(t)の諸量が算出される。
ステップSP5において、入出力指令値P(t+Δt)
が計算システムプログラム100に入力され、ステップ
SP6において、等価回路モデル101上の電流値I
(t),電圧値V0(t),V2(t),V3(t)を用
いて電流値I(t+Δt)が計算システムプログラム1
00によって算出される。When these initial values are input, in step SP4, V 1 (t), R 2 (t), R in the redox flow battery is calculated by the equivalent circuit model 101.
Various quantities of 3 (t), C 2 (t), and C 3 (t) are calculated.
In step SP5, the input / output command value P (t + Δt)
Is input to the calculation system program 100, and in step SP6, the current value I on the equivalent circuit model 101 is input.
(T), voltage values V 0 (t), V 2 (t), V 3 (t) are used to calculate the current value I (t + Δt).
Calculated by 00.
【0052】ステップSP7において、上記のごとく算
出された電流値I(t+Δt)から第(8)式を用いて
等価回路モデル101上の端子電圧Vt(t+Δt)、
V1(t+Δt),V2(t+Δt),V3(t+Δt)
と、開放電圧V0(t+Δt)が算出される。ステップ
SP8において、VDCUV<V(t+Δt)<VDCOVかつ
VSOCL<V(t+Δt)<VSOCHという運転条件を満た
しているか否かを判別し、この運転条件を満たしていれ
ばステップSP9においてステップを更新してステップ
SP4に戻り、ステップSP4〜ステップSP8の動作
を繰り返す。もし、上記運転条件を満たしていなければ
運転を停止し、計算を終了する。At step SP7, the terminal voltage V t (t + Δt) on the equivalent circuit model 101 is calculated from the current value I (t + Δt) calculated as described above using the equation (8).
V 1 (t + Δt), V 2 (t + Δt), V 3 (t + Δt)
Then, the open circuit voltage V 0 (t + Δt) is calculated. In step SP8, it is determined whether or not the operating conditions V DCUV <V (t + Δt) <V DCOV and V SOCL <V (t + Δt) <V SOCH are satisfied. If this operating condition is satisfied, step SP9 is performed. Is updated and the process returns to step SP4, and the operations of steps SP4 to SP8 are repeated. If the above operating conditions are not satisfied, the operation is stopped and the calculation ends.
【0053】図14は積算ロスの比較を示す図であり、
図15はレドックスフロー電池端子電圧の比較を示す図
である。FIG. 14 is a diagram showing a comparison of accumulated losses.
FIG. 15 is a diagram showing a comparison of redox flow battery terminal voltages.
【0054】レドックスフロー電池を図14に示すよう
な過負荷出力を含む充放電パターンで運転した場合に、
数値計算ロジックを用いたシミュレーションを行い、積
算ロスを計算する。充放電パターンについては、端子電
圧が非線形な特性を示すSOC領域を変動するように選
んだ。このときのレドックスフロー電池の端子電圧の実
測値およびシミュレーション値は図14に示すようにな
る。When the redox flow battery was operated in a charge / discharge pattern including overload output as shown in FIG. 14,
Perform a simulation using the numerical calculation logic to calculate the accumulated loss. The charging / discharging pattern was selected such that the terminal voltage fluctuates in the SOC region showing a non-linear characteristic. The measured value and the simulated value of the terminal voltage of the redox flow battery at this time are as shown in FIG.
【0055】図15から明らかなように、測定値とシミ
ュレーション値はほぼ等しい値となっており実測値とシ
ミュレーション値との誤差の標準偏差が0.295Vで
あった。また、シミュレーションによる電池ロスの計算
結果0.318kWhに対し、実測の電池への入出力電
力およびSOCより算出した電池ロスは0.327kW
hと誤差は2.75%であったことからレドックスフロ
ー電池等価回路モデルによってレドックスフロー電池の
特性が評価できるとも言える。As is apparent from FIG. 15, the measured value and the simulated value are almost equal, and the standard deviation of the error between the measured value and the simulated value was 0.295V. Further, the battery loss calculated by the simulation is 0.318 kWh, whereas the battery loss calculated from the measured input / output power to the battery and the SOC is 0.327 kW.
Since the error with h was 2.75%, it can be said that the characteristics of the redox flow battery can be evaluated by the redox flow battery equivalent circuit model.
【0056】ここで、シミュレーションによる電池ロス
の計算については図4の等価モデルを考慮して次式によ
って算出される。Here, the calculation of the battery loss by the simulation is performed by the following equation in consideration of the equivalent model of FIG.
【0057】[0057]
【数5】 [Equation 5]
【0058】上述のごとく作成されたレドックスフロー
電池等価回路モデルを用いることにより、レドックスフ
ロー電池出力指令に対する、電池の開放電圧,端子電圧
といった電池の状態を時間的に連続して算出することが
可能になる。これにより、現時点以降の出力指令カーブ
が与えられると電池の状態が予測でき、運転継続可能時
間が予想できるため、出力指令に対する電池システムの
運転能力を算出できる。By using the redox flow battery equivalent circuit model created as described above, it is possible to continuously calculate the battery states such as the open circuit voltage and the terminal voltage of the battery in response to the redox flow battery output command. become. As a result, when the output command curve from the current point onward is given, the state of the battery can be predicted, and the operation continuable time can be predicted, so that the operating capacity of the battery system for the output command can be calculated.
【0059】実運用では、この方法を利用した予測制御
を行うことに加え、端子電圧,開放電圧を常時監視し、
連続過負荷運転時のシステム停止を防止するようにする
ことが望ましい。また、実システムの運転と同時に実時
間でシミュレーションを行う場合には、電圧,電流の実
測値を使って適宜計算値を修正することが望ましい。こ
の等価モデルを需給制御システムヘ適用することによっ
てレドックスフロー電池の過負荷領域を活用した需給制
御システムの貢献度合や、電池効率などを数時間に渡っ
て解析することが可能になる。これらの方法は、他の二
次電池にも適用が可能である。In actual operation, in addition to performing the predictive control using this method, the terminal voltage and open circuit voltage are constantly monitored,
It is desirable to prevent the system from stopping during continuous overload operation. Further, when the simulation is performed in real time at the same time as the operation of the actual system, it is desirable to appropriately correct the calculated values by using the measured values of voltage and current. By applying this equivalent model to the supply and demand control system, it becomes possible to analyze the degree of contribution of the demand and supply control system that utilizes the overload region of the redox flow battery, the battery efficiency, etc. over several hours. These methods can also be applied to other secondary batteries.
【0060】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、二次
電池の一定出力継続時間特性を第1のコンデンサと抵抗
による一次遅れブロックで表現し、入出力時の充電深度
を第2のコンデンサで表現し、自己放電特性を電流源で
表現したことにより、二次電池を電力系統に接続し、出
力制御を行った場合の電池の内部状態を本モデルによっ
て計算によって把握することが可能になるため、二次電
池の実機適用にあたっての仕様検討や出力制御が系統へ
与えるメリットなどの定量的評価が可能になるととも
に、システムの停止を回避しつつ過負荷能力を最大限に
活用する出力制御が可能になる。As described above, according to the present invention, the constant output duration characteristic of the secondary battery is expressed by the first-order lag block formed by the first capacitor and the resistor, and the charging depth at the time of input / output is set to the second By expressing with a capacitor and the self-discharge characteristic with a current source, it is possible to grasp the internal state of the battery when the secondary battery is connected to the power system and output control is performed by this model by calculation. Therefore, it is possible to study specifications when applying a secondary battery to an actual machine and to quantitatively evaluate the merits of output control to the system, and to perform output control that maximizes overload capacity while avoiding system shutdown. Will be possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 この発明が適用されるレドックスフロー電池
のシステム構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a redox flow battery to which the present invention is applied.
【図2】 過負荷出力時のレドックスフロー電池システ
ムの応答特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing response characteristics of a redox flow battery system at the time of overload output.
【図3】 レドックスフロー電池システムの一定出力継
続時間特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a constant output duration characteristic of a redox flow battery system.
【図4】 この発明の一実施形態におけるレドックスフ
ロー電池の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a redox flow battery according to an embodiment of the present invention.
【図5】 レドックスフロー電池の非線形抵抗特性を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing a non-linear resistance characteristic of a redox flow battery.
【図6】 インバータの指令値Pの変化周期に対する電
池単体の効率を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the efficiency of a single battery with respect to the changing cycle of the command value P of the inverter.
【図7】 自己放電量を測定するため、モニタセル電圧
VcellとSOCの関係をを示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a monitor cell voltage V cell and SOC for measuring a self-discharge amount.
【図8】 自己放電量測定試験の測定結果を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing measurement results of a self-discharge amount measurement test.
【図9】 ステップ電流に対する充電時のレドックスフ
ロー電池における端子電圧応答特性の実測結果を示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing an actual measurement result of a terminal voltage response characteristic in a redox flow battery during charging with respect to a step current.
【図10】 図7のdVcell/dSOCの特性を非線形
抵抗R2,R3で折れ線近似した特性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a characteristic of the dV cell / dSOC characteristic of FIG. 7 which is approximated to a polygonal line by nonlinear resistances R 2 and R 3 .
【図11】 レドックスフロー電池の電気的等価回路モ
デルによるシミュレーション方法を実現するためのブロ
ック図である。FIG. 11 is a block diagram for realizing a simulation method using an electrical equivalent circuit model of a redox flow battery.
【図12】 この発明によるシミュレーション結果を示
す図である。FIG. 12 is a diagram showing a simulation result according to the present invention.
【図13】 レドックスフロー電池の数値計算モデルを
用いてシミュレーションする動作を示すフローチャート
である。FIG. 13 is a flowchart showing an operation of simulating using a numerical calculation model of a redox flow battery.
【図14】 積算ロスの比較を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a comparison of accumulated losses.
【図15】 レドックスフロー電池端子電圧の比較を示
す図である。FIG. 15 is a diagram showing a comparison of redox flow battery terminal voltages.
1,4 電解液タンク、2,5 循環ポンプ、3 電池
セル、6 インバータ、7 検出系、8 制御系、10
レドックスフロー電池、31 正極室、32負極室、
33 正極電極、34 負極電極、35 隔膜、100
計算システムプログラム、101 等価回路モデル、
102 運転可否判断部。1,4 Electrolyte tank, 2,5 Circulation pump, 3 Battery cells, 6 Inverter, 7 Detection system, 8 Control system, 10
Redox flow battery, 31 positive electrode chamber, 32 negative electrode chamber,
33 positive electrode, 34 negative electrode, 35 diaphragm, 100
Calculation system program, 101 equivalent circuit model,
102 Operation availability determination unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 和宏 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 広瀬 道雄 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 出口 洋成 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 Fターム(参考) 5H026 AA10 RR01 5H027 AA10 KK54 5H030 AA01 AA06 AA09 AS01 FF43 FF44 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuhiro Enomoto 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Michio Hirose 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Yosei Deguchi 1-3-3 Shimaya, Konohana-ku, Osaka Sumitomo Electric Ki Industry Co., Ltd. Osaka Works F-term (reference) 5H026 AA10 RR01 5H027 AA10 KK54 5H030 AA01 AA06 AA09 AS01 FF43 FF44
Claims (7)
モデル化した電気的等価回路モデルを作成する方法であ
って、 前記二次電池の一定出力継続時間特性を第1のコンデン
サと抵抗による一次遅れブロックで表現し、入出力時の
充電深度を第2のコンデンサで表現し、自己放電特性を
電流源で表現することを特徴とする、二次電池の電気的
等価回路モデル作成方法。1. A method of creating an electrical equivalent circuit model in which an internal state of a secondary battery is modeled by an equivalent circuit, wherein a constant output duration characteristic of the secondary battery is determined by a first capacitor and a resistor. A method of creating an electrically equivalent circuit model of a secondary battery, which is characterized by a delay block, a charge depth at the time of input and output is expressed by a second capacitor, and a self-discharge characteristic is expressed by a current source.
続時間の長い領域と、短い領域と、中間の領域とを含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の二次電池の電気的
等価回路モデル作成方法。2. The electrical constant of the secondary battery according to claim 1, wherein the constant output duration characteristic includes a region having a relatively long duration, a region having a relatively short duration, and a region in the middle. Equivalent circuit model creation method.
の電荷・イオンの移動・拡散による抵抗分と、セル内部
の活物質供給により決まる抵抗分とを含むことを特徴と
する、請求項1に記載の二次電池の電気的等価回路モデ
ル作成方法。3. The first-order lag block includes a resistance component due to charge / ion migration / diffusion of the secondary battery and a resistance component determined by an active material supply inside the cell. A method of creating an electrical equivalent circuit model of a secondary battery according to.
圧に依存する非線形抵抗で模擬することを特徴とする、
請求項3に記載の二次電池の電気的等価回路モデル作成
方法。4. The constant of the first-order lag block is simulated by a non-linear resistance depending on a battery voltage.
A method for creating an electrically equivalent circuit model of a secondary battery according to claim 3.
等価回路モデル上の電圧値を用いて電流値を算出し、こ
の電流値から次回の計算で用いる等価回路モデル上の電
圧を算出することを特徴とする、二次電池の電気的等価
回路モデルを用いたシミュレーション方法。5. A current value is calculated using an arbitrarily set output command value and a voltage value on the electrical equivalent circuit model, and a voltage on the equivalent circuit model used in the next calculation is calculated from this current value. A simulation method using an electrical equivalent circuit model of a secondary battery.
実測値であることを特徴とする、請求項5に記載の二次
電池の電気的等価回路モデルを用いたシミュレーション
方法。6. The simulation method using an electrically equivalent circuit model of a secondary battery according to claim 5, wherein a part or all of the voltage values are measured values.
等価回路モデル上の電圧値を用いて電流値を算出し、こ
の電流値から次回の計算で用いる等価回路モデル上の電
圧を算出することを特徴とする、二次電池の電気的等価
回路モデルを用いたプログラム。7. A current value is calculated using an arbitrarily set output command value and a voltage value on the electrical equivalent circuit model, and the voltage on the equivalent circuit model used in the next calculation is calculated from this current value. A program using an electrical equivalent circuit model of a secondary battery, characterized in that
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Publications (2)
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---|---|
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Country Status (1)
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---|---|
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010071703A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Calsonic Kansei Corp | Battery pack residual capacity estimation method and apparatus |
JP2010151592A (en) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Yokogawa Electric Corp | Voltage/current characteristics simulating apparatus |
JP2010169609A (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Calsonic Kansei Corp | Battery system and i/o electric power estimation method |
JP2010266439A (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Avl List Gmbh | Method and test stand for testing hybrid drive system or subcomponent of the same |
JP2012063244A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Calsonic Kansei Corp | Charging rate estimation device of battery |
JP2015520484A (en) * | 2012-05-10 | 2015-07-16 | イマジー パワー システムズ,インコーポレーテッド | Vanadium flow battery |
JP2018040685A (en) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 日立化成株式会社 | Simulation method and simulation device |
DE102013100393B4 (en) | 2012-02-17 | 2023-02-02 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Battery state estimator with overvoltage based variable resistors |
WO2024101018A1 (en) * | 2022-11-07 | 2024-05-16 | 住友電気工業株式会社 | Redox flow battery system and redox flow battery system operating method |
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010071703A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Calsonic Kansei Corp | Battery pack residual capacity estimation method and apparatus |
JP2010151592A (en) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Yokogawa Electric Corp | Voltage/current characteristics simulating apparatus |
JP2010169609A (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Calsonic Kansei Corp | Battery system and i/o electric power estimation method |
JP2010266439A (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Avl List Gmbh | Method and test stand for testing hybrid drive system or subcomponent of the same |
DE102010014070B4 (en) * | 2009-05-12 | 2013-07-18 | Avl List Gmbh | Method and test bench for testing hybrid propulsion systems or subcomponents thereof |
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JP2015520484A (en) * | 2012-05-10 | 2015-07-16 | イマジー パワー システムズ,インコーポレーテッド | Vanadium flow battery |
JP2018040685A (en) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 日立化成株式会社 | Simulation method and simulation device |
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