JP2015524048A - バッテリの充電状態の推定 - Google Patents
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Abstract
Description
―所定の時点に、前記セル電圧の中から最小セル電圧及び最大セル電圧を決定するためのステップと;
―バッテリの充電状態が直接的又は間接的に依存する物理量を計算するためのステップであって、前記物理量は、関連するセルの充電状態が上昇するときに最大セル電圧に関連する重み付けが増加し、関連するセルの充電状態が下降するときに最小セル電圧に関連する重み付けが増加することを保証する重み付け要素を含む方程式に従って、前記最小セル電圧及び前記最大セル電圧に解析的に、直接的又は間接的に依存するステップと
を含むことを特徴とする。
―前記物理量は、次の方程式による前記最小セル電圧及び前記最大セル電圧に解析的に依存する重み付けされた平均電圧である。
ここで、UCmin(k)及びUCmax(k)はそれぞれ、所定の時点kでの最小セル電圧及び最大セル電圧のサンプルであり、Vlow_thresholdは関連するセルの最小充電状態に対応して使用される所定の最小電圧閾値で、Vhigh_thresholdは関連するセルの最大充電状態に対応して使用される所定の最大電圧閾値である。
―所定の時点に、前記セル電圧の中から最小セル電圧及び最大セル電圧を決定するための手段と;
―バッテリの充電状態が直接的又は間接的に依存する物理量を計算するための手段であって、前記物理量は、関連するセルの充電状態が上昇するときに最大セル電圧に関連する重み付けが増加し、関連するセルの充電状態が下降するときに最小セル電圧に関連する重み付けが増加することを保証する重み付け要素を含む方程式に従って、前記最小セル電圧及び前記最大セル電圧に解析的に、直接的又は間接的に依存する手段と
を含むことを特徴とする。
ここで、Ump(k)、UCmin(k)及びUCmax(k)はそれぞれ、所定の時点kでの重み付き平均電圧、最小セル電圧及び最大セル電圧のサンプルであり、Vlow_thresholdは使用されている最小閾値(セルの充電状態が0%である電圧の値)であり、Vhigh_thresholdは使用されている最大閾値(セルの充電状態が100%である電圧の値)である。
温度、充電状態(及び潜在的には、劣化状態SOH)の関数として変化するパラメータR1、R2及びC2に依存しているため、各計算ステップで更新されることに留意されたい。
(a)次の方程式を使用して状態及び出力を予測すること
(b)フィルタの最適ゲインKkを計算すること
ここで、Qkal及びRkalはそれぞれ、状態の分散及び出力の分散に対応する。
(c)推定した出力に誤差を再代入することによって、予測された状態を修正すること
―最小セル電圧UCminを提供する第1のモジュール3の2つの出力の電圧に接続された第1のモジュールで、この第1のモジュールは、値UCmin、IBAT及びTBATを使用して最も充電量の少ないセルの充電状態の推定値SOCCminを提供することができる。
―最大セル電圧UCmaxを提供する第1のモジュール3の2つの出力の電圧に接続された第2のモジュールで、この第2のモジュールは、値UCmax、IBAT及びTBATから始まる最も充電量の多いセルの充電状態の推定値SOCCmaxを提供することができる。
ここで、SOChigh_thresholdはセル電圧があらかじめ定義された最大閾値に対応するセルの1に等しい充電状態で、SOClow_thresholdはセル電圧があらかじめ定義された最小閾値に対応するセルの0に等しい充電状態である。
Claims (10)
- 直列接続された幾つかの電気化学セル(C1、…CN)を含むバッテリの充電状態(SOCBAT)を推定する方法であって、前記バッテリの端子間の電圧は、セル電圧と呼ばれる各セルの端子間の電圧の合計に対応している方法で、
―所定の時点に、前記セル電圧の中から最小セル電圧(UCmin)及び最大セル電圧(UCmax)を決定するためのステップと;
―前記バッテリの前記充電状態(SOCBAT)が直接的又は間接的に依存する物理量(Ump;SOCBAT)を計算するためのステップであって、前記物理量は、関連するセルの充電状態が上昇するときに前記最大セル電圧(UCmax)に関連する重み付けが増加し、関連するセルの充電状態が下降するときに前記最小セル電圧(UCmin)に関連する重み付けが増加することを保証する重み付け要素を含む方程式に従って、前記最小セル電圧(UCmin)及び前記最大セル電圧(UCmax)に解析的に、直接的又は間接的に依存するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 推定方法は、前記平均電圧から前記バッテリの前記充電状態(SOCBAT)を推定するための、前記時点での前記セルを通って流れる前記電流を測定するための、及び前記時点での前記バッテリの前記温度を測定するためのステップをさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載の推定方法。
- 前記推定ステップはカルマンタイプのフィルタリングを含むことを特徴とする、請求項3に記載の推定方法。
- 推定方法は、
―前記最小セル電圧(UCmin)、前記時点での前記セルを通って流れる前記電流の測定値、及び前記時点での温度の第1の測定値を使用する前記最小セル電圧(UCmin)に関連するセルの前記充電状態SOCCmin(k)の第1の推定と、
―前記最大セル電圧(UCmax)、前記時点での前記セルを通って流れる前記電流の測定値、及び前記時点での温度の第2の測定値を使用する前記最大セル電圧(UCmax)に関連する前記セルの前記充電状態SOCCmax(k)の第2の推定とをさらに含むこと、
並びに、前記物理量は直接的に前記時点での前記バッテリの前記充電状態(SOCBAT)であり、方程式
に従って計算されることと
を特徴とする、請求項1に記載の推定方法。 - 前記第1及び第2の推定はカルマンタイプのフィルタリングを含むことを特徴とする、請求項5に記載の推定方法。
- 前記第1及び第2の温度の測定値は、前記バッテリの前記温度を代表する測定値と全く同一であることを特徴とする、請求項5及び6のいずれか一項に記載の推定方法。
- 前記第1及び第2の温度の測定値はそれぞれ、前記最小セル電圧(UCmin)に関連する前記セルの近傍、及び前記最大セル電圧(UCmax)に関連する前記セルの近傍で得られた2つの異なる測定値であることを特徴とする、請求項5及び6のいずれか一項に記載の推定方法。
- 直列接続された幾つかの電気化学セル(C1、…CN)を含むバッテリの充電状態(SOCBAT)を推定するための装置であって、前記バッテリの端子間の電圧は、セル電圧と呼ばれる各セルの端子間の電圧の合計に対応している装置で、
―所定の時点に、前記セル電圧の中から最小セル電圧(UCmin)及び最大セル電圧(UCmax)を決定するための手段(3)と、
―前記バッテリの前記充電状態(SOCBAT)が直接的又は間接的に依存する物理量(Ump;SOCBAT)を計算するための手段(4、40、41;4、43、44)であって、前記物理量は、関連するセルの充電状態が上昇するときに前記最大セル電圧(UCmax)に関連する重み付けが増加し、関連するセルの充電状態が下降するときに前記最小セル電圧(UCmin)に関連する重み付けが増加することを保証する重み付け要素を含む方程式に従って、前記最小セル電圧(UCmin)及び前記最大セル電圧(UCmax)に解析的に、直接的又は間接的に依存する手段(4、40、41;4、43、44)と
を含むことを特徴とする装置。 - 前記決定手段(3)は、MIN−MAX関数を実行するアナログコンポーネントであることを特徴とする、請求項9に記載の推定装置。
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