JP2016023967A - 電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法 - Google Patents
電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明による二次電池システムは、上記の電池状態検知装置と、前記電圧検知部により電圧が検知され、前記許容電流決定部により決定された許容電流に基づいて充放電される二次電池と、を備える。
本発明による電池状態検知プログラムは、電池に接続された電池状態検知装置内のコンピュータにより実行されるプログラムであって、前記コンピュータを、前記電池の電圧検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流を求める第一許容電流演算部と、前記電池の電圧検知結果を用いずに前記電池の第二の許容電流を求める第二許容電流演算部と、前記第一の許容電流および前記第二の許容電流の少なくとも一つに基づいて、前記電池の状態に応じた前記電池の許容電流を決定する許容電流決定部として機能させる。
本発明による電池状態検知方法は、電池の状態を検知する方法であって、前記電池の電圧を検知し、前記電池の電圧検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流を求め、前記電池の電圧検知結果を用いずに前記電池の第二の許容電流を求め、前記第一の許容電流および前記第二の許容電流の少なくとも一つに基づいて、前記電池の状態に応じた前記電池の許容電流を決定する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電池システム100とその周辺の構成を示す図である。電池システム100はリレー300aと300bを介してインバータ400に接続され、リレー300cと300dを介して充電器420に接続される。電池システム100は、組電池110、単電池管理部120、電流検知部130、電圧検知部140、組電池制御部150、記憶部180を備える。
CCV=OCV+I×Ro+Vp (1)
OCV=CCV−I×Ro−Vp (2)
SOCi=SOC0+100×∫Idt/Qmax (3)
VDdet=CCV−OCV_SOC (4)
Rdet=VDdet/I (5)
VDpred= I×ROpred+VPpred (6)
Imax_chg1=(Vmax−OCV_SOC)/Rdet_chg (7)
Imax_dis1=(Vmin−OCV_SOC)/Rdet_dis (8)
Imax_chg2=(Vmax−OCV_SOC)/Rpred_chg (9)
Imax_dis2=(Vmin−OCV_SOC)/Rpred_dis (10)
ROdet=(V(t)-V(t-1))/(I(t)-I(t-1) (11)
式(11)で得られる直流抵抗は、電圧検知部140と電流検知部130の測定性能や、式(11)を実行した条件によって、値が不安定になる場合がある。そこで、必要に応じて、式(11)を複数回実行して得られたROdetを平均化した後に以降の演算に活用すると良い。
VPdet=CCV−OCV_SOC- I×ROdet (12)
ここで、CCVは電圧検知部140が計測した充放電中の電圧値、OCV_SOCは図5に示したSOCテーブル501によりSOCの推定結果から得られるOCVの値、Iは電流検知部130で計測された電流値、ROdetは内部抵抗検知部701が検知した組電池110の充電側もしくは放電側で検知された直流抵抗である。VPdetの検知結果は、直流抵抗値ROdet_chgとROdet_dis、電池状態を検知できたかを示すRflag_chgとRflag_disと共に出力され、後述する許容電流の演算に活用される。
Imax_chg1={Vmax−(OCV_SOC+VPdet)}/ROdet_chg (13)
Imax_dis1={Vmin−(OCV_SOC+VPdet)}/ROdet_dis (14)
Imax_chg2={Vmax−(OCV_SOC+VP)}/ROpred_chg (15)
Imax_dis2={Vmin−(OCV_SOC+VP)}/ROpred_dis (16)
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の内部抵抗検知部701、許容充電電流決定部705および許容放電電流決定部706の処理内容にそれぞれ変更を加えた例について説明する。その他の機能は、第1の実施形態で説明したのと同じである。
Imax_chg=Wchg×Imax_chg1+(1−Wchg)×Imax_chg2 (17)
Imax_dis=Wdis×Imax_dis1+(1−Wdis)×Imax_dis2 (18)
次に本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第一許容電流演算部703、第二許容電流演算部704、許容充電電流決定部705および許容放電電流決定部706の処理内容にそれぞれ変更を加えた例について説明する。その他の機能は、第1の実施形態で説明したのと同じである。
Wchg=ΔImax_chg22/(ΔImax_chg12+ΔImax_chg22) (19)
Wdis=ΔImax_dis22/(ΔImax_dis12+ΔImax_dis22) (20)
次に本発明の第4の実施形態について説明する。本実施形態では、組電池110の内部抵抗の変化を考慮して、許容電流を補正する例について説明する。
次に本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態では、許容電流の演算結果を監視して組電池110の劣化状態を推定し、その推定結果に基づいて組電池110の寿命判定を行う例について説明する。
SOH=Imax_det/Imax_new (21)
次に本発明の第6の実施形態について説明する。本実施形態では、許容電流の補正結果を監視して組電池110の劣化状態を推定し、その推定結果に基づいて組電池110の寿命判定を行う例について説明する。
次に本発明の第7の実施形態について説明する。本実施形態では、組電池110の特定情報の補正結果を監視して組電池110の劣化状態を推定し、その推定結果に基づいて組電池110の寿命判定を行う例について説明する。
SOH=R_det/R_new (22)
Claims (13)
- 電池の状態を検知する装置であって、
電圧検知部により検知された前記電池の電圧に基づく前記電池の第一の許容電流を求める第一許容電流演算部と、
前記電池の電圧を用いずに前記電池の第二の許容電流を求める第二許容電流演算部と、
前記第一の許容電流および前記第二の許容電流の少なくとも一つに基づいて、前記電池の状態に応じた前記電池の許容電流を決定する許容電流決定部と、を備えることを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1に記載の電池状態検知装置において、
前記許容電流決定部は、前記第一の許容電流を求められる状態に前記電池があるときには、前記第一の許容電流を前記電池の許容電流として決定し、前記第一の許容電流を求められない状態に前記電池があるときには、前記第二の許容電流を前記電池の許容電流として決定することを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項2に記載の電池状態検知装置において、
前記許容電流決定部は、
前記電池の充放電電流が所定の閾値以上であるときには、前記第一の許容電流を求められる状態に前記電池があると判断して、前記第一の許容電流を前記電池の許容電流として決定し、
前記電池の充放電電流が前記閾値未満であるときには、前記第一の許容電流を求められない状態に前記電池があると判断して、前記第二の許容電流を前記電池の許容電流として決定することを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項2または3に記載の電池状態検知装置において、
前記許容電流決定部は、
前記電池の充電または放電が開始される前には、前記第二の許容電流を前記電池の許容電流として決定し、
前記電池の充電または放電が開始された後には、前記電池の許容電流を前記第二の許容電流から前記第一の許容電流に切り替えることを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項2または3に記載の電池状態検知装置において、
前記許容電流決定部は、
前記電池が充電されているときには、充電側については前記第一の許容電流を前記電池の許容電流として決定すると共に、放電側については前記第二の許容電流を前記電池の許容電流として決定し、
前記電池が放電されているときには、充電側については前記第二の許容電流を前記電池の許容電流として決定すると共に、放電側については前記第一の許容電流を前記電池の許容電流として決定し、
前記電池の充放電の切り替わりに応じて、充電側と放電側のそれぞれについて、前記電池の許容電流を前記第一の許容電流と前記第二の許容電流との間で切り替えることを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1に記載の電池状態検知装置において、
前記許容電流決定部は、前記第一の許容電流と前記第二の許容電流に対する重み係数を決定し、前記重み係数に基づいて前記第一の許容電流と前記第二の許容電流をそれぞれ重み付けして合計することにより、前記電池の許容電流を決定することを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項6に記載の電池状態検知装置において、
前記許容電流決定部は、前記電池の充電または放電中に、前記重み係数を変化させることを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項7に記載の電池状態検知装置において、
前記許容電流決定部は、
前記電池の充電または放電が開始される前には、前記第二の許容電流に対する重み付けを相対的に大きくし、
前記電池の充電または放電が開始された後には、前記第一の許容電流に対する重み付けを次第に大きくして、前記第二の許容電流に対する重み付けを次第に小さくすることを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項6に記載の電池状態検知装置において、
前記第一の許容電流演算部は、前記第一の許容電流の誤差を求め、
前記第二の許容電流演算部は、前記第二の許容電流の誤差を求め、
前記許容電流決定部は、前記第一の許容電流の誤差および前記第二の許容電流の誤差の少なくとも一つに基づいて、前記重み係数を決定することを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1に記載の電池状態検知装置において、
前記第一の許容電流と前記第二の許容電流を比較し、その比較結果に基づいて前記第二の許容電流を補正する補正部をさらに備えることを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の電池状態検知装置と、
前記電圧検知部により電圧が検知され、前記許容電流決定部により決定された許容電流に基づいて充放電される二次電池と、を備えることを特徴とする二次電池システム。 - 電池に接続された電池状態検知装置内のコンピュータにより実行されるプログラムであって、前記コンピュータを、
前記電池の電圧検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流を求める第一許容電流演算部と、
前記電池の電圧検知結果を用いずに前記電池の第二の許容電流を求める第二許容電流演算部と、
前記第一の許容電流および前記第二の許容電流の少なくとも一つに基づいて、前記電池の状態に応じた前記電池の許容電流を決定する許容電流決定部として機能させることを特徴とする電池状態検知プログラム。 - 電池の状態を検知する方法であって、
前記電池の電圧を検知し、
前記電池の電圧検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流を求め、
前記電池の電圧検知結果を用いずに前記電池の第二の許容電流を求め、
前記第一の許容電流および前記第二の許容電流の少なくとも一つに基づいて、前記電池の状態に応じた前記電池の許容電流を決定することを特徴とする電池状態検知方法。
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