JP2014178213A - 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池14に流れる電流の電流値と、当該電流によって二次電池に生じる電圧の電圧値を所定の頻度で測定する測定手段(電圧センサ11、電流センサ12)と、測定された電圧値および電流値に基づいて、二次電池の等価回路モデルの素子定数を最適化する最適化手段(CPU10a)と、最適化された等価回路モデルの素子定数を参照して、二次電池の種類を識別する識別手段(CPU10a)と、二次電池の状態を検出する検出式を二次電池の種類毎に格納する格納手段(ROM10b)と、識別された種類に対応する検出式を、格納手段から取得する取得手段(CPU10a)と、取得された検出式に素子定数を適用することで、二次電池の状態を検出する検出手段(CPU10a)と、を有する。
【選択図】図1
Description
このような構成によれば、種類が異なる複数の二次電池の状態を高精度で検出することが可能になる。
このような構成によれば、素子定数の相互関係に基づいて、二次電池の種類を確実に識別することができる。
このような構成によれば、素子定数の比に基づいて、二次電池の種類を簡易に判別することが可能になる。
このような構成によれば、識別指標値と閾値との大小関係に基づいて二次電池をより正確に識別することが可能になる。
このような構成によれば、学習モデルを用いることにより、識別率を高めることが可能になる。
このような構成によれば、予め識別能力の高い学習モデルを作成することにより、この学習モデルに基づいて二次電池の種類の識別率を高めることができる。
このような構成によれば、構造が異なる様々な種類の二次電池を識別し、識別された二次電池の状態を検出することができる。
このような構成によれば、様々な種類の鉛蓄電池を識別し、識別された鉛蓄電池の状態を検出することができる。
このような構成によれば、二次電池の様々な状態を検出することが可能になるので、様々な判断を行うことができる。
を有することを特徴とする。
このような構成によれば、種類が異なる複数の二次電池の状態を高精度で検出することが可能になる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る二次電池状態検出装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、二次電池状態検出装置1は、制御部10、電圧センサ11、電流センサ12、温度センサ13、および、放電回路15を主要な構成要素としており、二次電池14の状態を検出する。ここで、制御部10は、電圧センサ11、電流センサ12、および、温度センサ13からの出力を参照し、二次電池14の状態を検出する。電圧センサ11は、二次電池14の端子電圧を検出し、制御部10に通知する。電流センサ12は、二次電池14に流れる電流を検出し、制御部10に通知する。温度センサ13は、二次電池14自体または周囲の環境温度を検出し、制御部10に通知する。放電回路15は、例えば、直列接続された半導体スイッチと抵抗素子等によって構成され、制御部10によって半導体スイッチがオン/オフ制御されることにより二次電池14をパルス放電させる。なお、抵抗素子を介して放電するのではなく、例えば、定電流回路を介して放電することで、放電電流が一定になるようにしてもよい。
つぎに、図を参照して、第1実施形態の動作について説明する。以下では、第1実施形態の動作の原理について説明した後、フローチャートを参照して、詳細な動作を説明する。
但し、A,B,Cは、実験等によって予め求めた定数である。
+Const3×C1+Const4×Rct2
+Const5×C2+Const6 ・・・(2)
つぎに、図を参照して、第2実施形態の動作について説明する。以下では、第2実施形態の動作の原理について説明した後、フローチャートを参照して、詳細な動作を説明する。
つぎに、第2実施形態の動作について説明する。第2実施形態では、複数種類の二次電池の等価回路モデルの定数を用いて、例えば、図8に示す多段ニューラル・ネットワークの学習処理が実行される。具体的には、二次電池の等価回路モデルの定数を入力とし、その二次電池の種類を特定するための情報が出力されるように、例えば、バックプロパゲーション(最小誤差伝播法)によって、入力信号の重み付け、ニューロンの発火閾値等の最適化等が実行される。これにより、以後はこの学習済みニューラル・ネットワークに等価回路モデルの定数を入力することでバッテリ種類を識別することが出来る。なお、識別する二次電池の種類としては、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、および、ニッケル・カドミウム電池がある。また、鉛蓄電池の液式蓄電池、シール式蓄電池、および、アイドリングストップ用蓄電池のいずれであるか、または、これらのいずれかの新品または中古品であることを識別するようにしてもよい。
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の第1実施形態では、定数Rtc1とC1の関係に基づいて二次電池14の種類を判定するようにしたが、これ以外の定数を用いて判定するようにしてもよい。また、2種類の定数を用いるのではなく、3つ以上の定数を用いて判定するようにしてもよい。また、式(1)に示す関数を用いて識別するようにしたが、例えば、2つの定数の比(例えば、RohmとRct1の比)を、所定の閾値と比較することで判定するようにしてもよい。より詳細には、Rohm/Rct1,Rct1/Rct2,Rct1/C1・・・等と、予め実験によって求めた閾値との比較によって識別するようにしてもよい。
10 制御部(最適化手段、識別手段、取得手段、検出手段)
10a CPU
10b ROM(格納手段)
10c RAM
10d 通信部
10e I/F
11 電圧センサ(測定手段)
12 電流センサ(測定手段)
13 温度センサ
14 二次電池
15 放電回路
16 オルタネータ
17 エンジン
18 スタータモータ
19 負荷
Claims (10)
- 二次電池の状態を検出する二次電池状態検出装置において、
前記二次電池に流れる電流の電流値と、当該電流によって前記二次電池に生じる電圧の電圧値を所定の頻度で測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された電圧値および電流値に基づいて、前記二次電池の等価回路モデルの素子定数を最適化する最適化手段と、
前記最適化手段によって最適化された前記等価回路モデルの素子定数を参照して、前記二次電池の種類を識別する識別手段と、
前記等価回路モデルの素子定数に基づいて前記二次電池の状態を検出する検出式を、前記二次電池の種類毎に格納する格納手段と、
前記識別手段によって識別された種類に対応する検出式を、前記格納手段から取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記検出式に前記素子定数を適用することで、前記二次電池の状態を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする二次電池状態検出装置。 - 前記識別手段は、前記等価回路モデルの複数の素子定数の相互の関係に基づいて、前記二次電池の種類を識別することを特徴とする請求項1に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記識別手段は、前記等価回路モデルの複数の素子定数の比と、所定の閾値とを比較し、その大小関係に基づいて、前記二次電池の種類を識別することを特徴とする請求項2に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記識別手段は、前記等価回路モデルの複数の素子定数から算出される識別指標値と、所定の閾値とを比較し、その大小関係に基づいて、前記二次電池の種類を識別することを特徴とする請求項2に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記識別手段は、前記二次電池の等価回路モデルの定数を入力とし、当該二次電池の種類を特定するための情報を出力とする学習モデルであって、当該入出力のペアにより予め識別能力を持った学習モデルを有し、この学習モデルにより前記二次電池の種類を識別することを特徴とする請求項2に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記学習モデルは、ニューラル・ネットワークまたはサポート・ベクター・マシンであることを特徴とする請求項5に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記識別手段は、前記二次電池の種類として、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、および、ニッケル・カドミウム電池のいずれであるかを識別することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の二次電池の状態検出装置。
- 前記識別手段は、前記二次電池の種類として、鉛蓄電池の液式電池、シール式電池、および、アイドリングストップ用電池のいずれであるか、または、これらのいずれかの新品または中古品であることを識別することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記検出手段は、前記二次電池の初期容量、劣化容量、放電残容量、および、所定の要求電流に対する応答電圧のうちの少なくとも一つを検出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の二次電池の状態検出装置。
- 二次電池の状態を検出する二次電池状態検出方法において、
前記二次電池に流れる電流の電流値と、当該電流によって前記二次電池に生じる電圧の電圧値を所定の頻度で測定する測定ステップと、
前記測定ステップにおいて測定された電圧値および電流値に基づいて、前記二次電池の等価回路モデルの素子定数を最適化する最適化ステップと、
前記最適化ステップにおいて最適化された前記等価回路モデルの素子定数を参照して、前記二次電池の種類を識別する識別ステップと、
前記等価回路モデルの素子定数に基づいて前記二次電池の状態を検出する検出式を、前記二次電池の種類毎に格納されている格納手段から取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された前記検出式に前記素子定数を適用することで、前記二次電池の状態を検出する検出ステップと、
を有することを特徴とする二次電池状態検出方法。
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