JP2013513809A - バッテリパックの充電状態を判定する方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
1.関数値は、その独立変数が完全な放電の最小の充電状態SOCminに向かう場合には、wminの最小値に向かおうとし、
2.関数値は、その独立変数が完全な充電の最大の充電状態SOCmaxに向かう場合には、wmaxの最大値に向かおうとし、及び、
3.関数gw()は連続的である。
最後に、バッテリパック全体の充電状態SOCpが、重みの値wと、バッテリパックのバッテリセルの最大のバッテリ充電状態max(SOCi)と、バッテリパックのバッテリセルの最小のバッテリ充電状態min(SOCi)と、の関数として、次式に基づいて算出される。
SOCp=w/(wmax−wmin)*max(SOCi)+(1−w/(wmax−wmin))*min(SOCi)
gw(SOC)=[0.5*(1+tanh(α*(SOC−50)))]p
が成り立つのが好ましく、但し、「α」はα>0で可変であり、「p」は自然数の要素である。
gw(SOC)=[1/(1+e−α*(SOC−50))]p
が成り立つのが好ましく、但し、「α」はα>0で可変であり、「p」は自然数の要素である。
SOC[0;X]: gw(SOC)=0;
SOC[X;Y]: gw(SOC)=(SOC−X)/(Y−X);
SOC[Y;100]: gw(SOC)=1
が成り立つのが好ましい。
関数値は、その独立変数が完全な放電の最小の充電状態SOCminに向かう場合には、値「0」の最小値に向かおうとし、
関数値は、その独立変数が完全な充電の最大の充電状態SOCmaxに向かう場合には、値「1」の最大値に向かおうとし、及び、
関数gw()は連続的である。
− gw(SOC→0%) →0 (1)
− gw(SOC→100%) →1 (2)
− gw()は連続的 (3)
を有する、充電状態SOCに依存する数学的な関数gw=f(SOC)が利用される。
SOCp=w*max(SOCi)+(1−w)*min(SOCi) (4)
gw(SOC)=0.5*(1+tanh(α*(SOC−50%))) (5)
w=gw1(mean(SOCi)) (6)
SOCp=w*max(SOCi)+(1−w)min(SOCi) (7)
但し、mean(SOCi)は個々のセルSOCの平均値、max(SOCi)は最大値、min(SOCi)は最小値である。
gw(SOC)=[1/1(1+e−α*(SOC−50))]p (8)
から形成され、但し、「α」はα>0で可変であり、「p」は自然数の要素である。同じくパラメータ「p」及び「α」は量に応じて、重み関数の最小値と最大値とのより迅速な移行またはよりゆっくりした移行を可能にする。シグモイド関数は双曲線正接関数と比べて、「0」と「1」の間の所望の値領域をすでに供給しているという利点があり、一方、双曲線正接関数は最初にシフトをさせなければならない。これらの関数はそれ以外の点では非常に似ているので、重み関数及びその結果として得られる総パック充電状態SOCpのこれ以上の記述は行わない。
SOC[0−20%]: gw(SOC)=0 (9)
SOC[20−80%]: gw(SOC)=(SOC−20)*1/60 (10)
SOC[80−100%]: gw(SOC)=1 (11)
SOC[0;X]: gw(SOC)=0; (12)
SOC[X;Y]: gw(SOC)=(SOC−X)/(Y−X); (13)
SOC[Y;100]: gw(SOC)=1 (14)
Claims (11)
- 「N」個の個々のバッテリセルで構成されるバッテリパックの充電状態を判定する方法において、前記方法は、
(S1)各個々のバッテリセルの充電状態(SOCi)(S1)をすべてのi=1、Nについて決定するステップであって、バッテリ充電状態は、完全な放電の最小の充電状態(SOCmin)と、完全な充電の最大の充電状態(SOCmax)と、の間で変動する、前記決定ステップと、
(S2)前記個々のバッテリセルの前記充電状態の平均値(mean(SOCi))を決定するステップと、
(S3)前記バッテリパックのバッテリセルの前記最大のバッテリ充電状態(max(SOCi))の重み(w)、または、前記バッテリパックのバッテリセルの前記最小のバッテリ充電状態(min(SOCi))の重み(1−w)を、
w=gw(mean(SOCi))
を用いて、決定するステップであって、関数gw(SOC)については次の事項が成り立ち、すなわち、
−関数値は、その独立変数が前記完全な放電の前記最小の充電状態(SOCmin)に向かう場合には、「wmin」の最小値に向かおうとし、
−関数値は、その独立変数が前記完全な充電の前記最大の充電状態(SOCmax)に向かう場合には、「wmax」の最大値に向かおうとし、及び、
−関数gw()は連続的である、前記決定ステップと、
(S4)前記バッテリパック全体の前記充電状態(SOCp)を、前記重みの値(w)と、前記バッテリパックのバッテリセルの前記最大のバッテリ充電状態(max(SOCi))と、前記バッテリパックのバッテリセルの前記最小のバッテリ充電状態(min(SOCi))と、の関数として、
SOCp=w/(wmax−wmin)*max(SOCi)+(1−w/(wmax−wmin))*min(SOCi)
に基づいて決定するステップと、
を含む、方法。 - 重み関数gw(SOC)は、
双曲線正接関数を含んでおり、または、
シグモイド関数を含んでおり、または、
区域的な線形関数である、請求項1に記載の方法。 - 前記重み関数gw(SOC)については、0から100の範囲内のすべての充電状態値(SOC)について次式が成り立つ、
gw(SOC)=[0.5*(1+tanh(α*(SOC−50)))]p
但し、「α」はα>0で可変であり、「p」は自然数の要素であり、wmax=1かつwmin=0である、
請求項2に記載の方法。 - 前記重み関数gw(SOC)については、0から100の範囲内のすべての充電状態値(SOC)について次式が成り立つ、
gw(SOC)=[1/(1+e−α*(SOC−50))]p
但し、「α」はα>0で可変であり、「p」は自然数の要素であり、wmax=1かつwmin=0である、
請求項2に記載の方法。 - p=1である、請求項3または4に記載の方法。
- 前記重み関数gw(SOC)については、0から100の範囲内のすべてのSOCについて次式が成り立つ、
− SOC[0;X]: gw(SOC)=0;
− SOC[X;Y]: gw(SOC)=(SOC−X)/(Y−X);
− SOC[Y;100]: gw(SOC)=1
請求項2に記載の方法。 - 値X及びYは平均の充電状態を中心として対称に選択される、請求項6に記載の方法。
- 値XはX=20で20%の充電状態に相当し、YはY=80で80%の充電状態に相当する、請求項6又は7に記載の方法。
- 演算装置上で実行される場合に請求項1から8のいずれか1項に記載の方法のすべてのステップを実施するコンピュータプログラム。
- 複数の個別バッテリセルと、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法を含むLiイオンバッテリのためのバッテリマネジメントシステムと、を備えるバッテリシステム。
- 請求項10に記載のバッテリシステムを含む駆動システムを備える自動車。
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