JP2006098135A - バッテリの劣化度推定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部抵抗演算部3bにおいて、充放電中のバッテリ2の電流I,端子電圧V,温度Tのデータから直線回帰により内部抵抗を算出し、予め記憶してある初期値に対する内部抵抗の増加率を求め、この内部抵抗増加率を統計処理してバッテリの劣化度を推定する。内部抵抗の測定に際しては、残存容量演算部3aで算出した残存容量SOC,SOCv間の偏差とヒステリシス関数Qhとの少なくとも一方を用いてデータ取得のトリガーとし、電流−電圧データの直線性を損なうデータを排除することにより、精度を確保する。これにより、バッテリの開放電圧の変動の影響を考慮して内部抵抗測定の精度を向上し、バッテリの劣化度を正確に把握することができる。
【選択図】図2
Description
SOC=[1−(1−w)・KQw]・SOCc+(1−w)・KQw・SOCv…(1)
SOCc=SOC(t-1)−∫[(100ηI/Ah)+SD]dt/3600…(2)
但し、η :電流効率
Ah:電流容量(温度による変数)
SD :自己放電率
V=Voc−I×R…(3)
Voc=E+[(Rg・T/Ne・F)×lnSOCv/(100−SOCv)]+Y…(4)
但し、E :標準電極電位(本形態のリチウムイオン電池では、E=3.745)
Rg:気体定数(8.314J/mol−K)
T :温度(絶対温度K)
Ne:イオン価数(本形態のリチウムイオン電池では、Ne=1)
F :ファラデー定数(96485C/mol)
Y=−10-6X3+9・10-5X2+0.013X−0.7311…(5)
Qh=Σ(a×KQh×ln(KI×I))…(6)
Vavj=((Vavj-1×Nj-1)+Vj)/Nj …(7)
Nj=Nj-1+1 …(8)
Σ((Viav(T,SOC)−R(T,SOC))2×(Ni(T,SOC)−ΣNi(T,SOC))…(9)
ΔR(T)=Σ(ΔRj×1/(1−Rj2))/Σ(1/(1−Rj2))…(10)
ΔR(Tr)=ΔR(T)×K1…(11)
ΔR(Term)=Σ(ΔR(Tr)i×(WTi/ΣWTi))…(12)
3 演算ユニット(残存容量算出手段、ヒステリシス関数算出手段、残存容量偏差算出手段、内部抵抗値算出手段、内部抵抗増加率算出手段、制御パラメータ更新手段)
SOCc 残存容量(第1の残存容量)
SOCv 残存容量(第2の残存容量)
SOC 残存容量(最終的な残存容量)
I 充放電電流
Voc 開放電圧
Qh ヒステリシス関数
R 内部抵抗値
ΔR 内部抵抗増加率
代理人 弁理士 伊 藤 進
Claims (6)
- バッテリの充放電電流の積算値に基づく第1の残存容量と上記バッテリの開放電圧に基づく第2の残存容量とを重み付け合成して上記バッテリの最終的な残存容量を算出する残存容量算出手段と、
上記バッテリの開放電圧の変動の程度を表す関数を、上記バッテリの温度と充放電電流とに基づいて表現されるヒステリシス関数として算出するヒステリシス関数算出手段と、 上記残存容量算出手段で算出した最終的な残存容量と上記第2の残存容量との残存容量の偏差を算出する残存容量偏差算出手段と、
上記ヒステリシス関数と上記残存容量の偏差との少なくとも一方を用いて、上記バッテリの電圧及び電流データを取得するタイミングを判定し、取得した電圧及び電流データから上記バッテリの内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出手段と、
上記内部抵抗値算出手段で算出した内部抵抗値を初期値と比較して上記バッテリの内部抵抗増加率を算出し、上記バッテリの劣化度を推定する指標とする内部抵抗増加率算出手段とを備えたことを特徴とするバッテリの劣化度推定装置。 - 上記内部抵抗増加率算出手段で算出した内部抵抗増加率を一定期間毎に移動平均し、移動平均した内部抵抗増加率が予め設定した閾値を越えたとき、上記バッテリの制御パラメータを更新する制御パラメータ更新手段を更に備えたことを特徴とする請求項1記載のバッテリの劣化度推定装置。
- 上記内部抵抗値算出手段は、
上記バッテリの残存容量と温度と電流とで区切られたメモリ配列に平均電圧とデータ数とを格納し、上記メモリ配列中の平均電圧データと電流データとをデータ数で重み付けして残存容量及び温度毎に内部抵抗値を算出することを特徴とする請求項1又は2記載のバッテリの劣化度推定装置。 - 上記内部抵抗増加率算出手段は、
上記バッテリの残存容量及び温度毎に算出された内部抵抗値の中から残存容量の上下両端でのデータを切り捨て、残りのデータを用いて内部抵抗増加率を算出することを特徴とする請求項3記載のバッテリの劣化度推定装置。 - 上記内部抵抗増加率算出手段は、
算出した内部抵抗増加率を、基準温度相当の値に換算することを特徴とする請求項1又は4記載のバッテリの劣化度推定装置。 - 上記制御パラメータ更新手段は、
上記内部抵増加率算出手段で算出した内部抵抗増加率を、内部抵抗の測定精度に応じて設定されるウェイトにより重み付けして移動平均することを特徴とする1又は5記載のバッテリの劣化度推定装置。
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