JP2016223964A - 蓄電デバイスの劣化診断装置及び劣化診断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態における蓄電デバイスの劣化診断装置80の構成図である。図1に示す蓄電デバイス50の劣化診断装置80は、計測部550、計測データ蓄積部4、蓄電容量判定部5、制御部6、およびデータマップ記憶部7を備える。
温度計測部1、電圧計測部2、および電流計測部3は、CMU(Cell Monitoring Unit)またはBMU(Battery Management Unit)に内蔵されるものであってもよい。すなわち、温度計測部1、電圧計測部2、および電流計測部3は、ある運転条件で運転制御中の蓄電デバイス50の温度、電流、および電圧のデータ(以下測定データと称す)を、予め定められた時間間隔で測定して、計測データ蓄積部4に出力する。
定電圧前補正マップ73は、温度が予め定められた温度T1に近くない場合に、温度に対応して、特定の2つの時点の電圧値を補正するための比率を定める。定電圧後補正マップ74は、温度が予め定められた温度T1に近くない場合に、温度に対応して、特定の2つの時点の電流値を補正するための比率を定める。
図2は、第1の実施形態における蓄電デバイス50の劣化診断手順を表わすフローチャートである。
ステップS102において、温度計測部1、および電圧計測部2によって、蓄電デバイス50の温度および電圧が一定間隔毎に計測され、計測データ蓄積部4に格納される。充電していない場合の測定間隔は、30分〜数時間程度であるが、充電開始を検知した場合の測定間隔は、1秒程度の間隔である。
ステップS201において、蓄電容量判定部5は、定電圧充電開始時点からt1秒前の電圧V1を計測データ蓄積部4から取得する。
ステップS206において、蓄電容量判定部5は、温度係数を用いて、t1秒前、t2秒前の電圧データを補正した値V1’、V2’を算出する。
ステップS301において、蓄電容量判定部5は、定電圧充電開始時点からt1秒後の電流I1を計測データ蓄積部4から取得する。
ステップS306において、蓄電容量判定部5は、温度係数を用いて、t1秒後、t2秒後の電流を補正した値I1’、I2’を算出する。
図7は、25℃における定電圧後データマップ72の例を表わす図である。
定電圧充電後マップにおいて、通常、容量維持率は、電流差ΔIの一次式で表すことができるが、蓄電デバイス50、または運転条件によっては、図7に示すように、電流差ΔIが所定値以下となると、直線の傾きが変化する場合がある。このような傾きが急になる場合は、劣化が急激に進行している可能性が考えられる。
定電圧後補正マップ74には、複数の温度における定電圧充電開始後100秒の電流値、及び200秒の電流値の比率が定められている。
第1の実施形態では、定電圧充電前の測定データを用いて算出された蓄電容量と、定電圧充電中の測定データを用いて算出された蓄電容量のうち、小さい方を出力したが、これに限定するものではない。両方を出力してもよいし、どちらか一方のみの蓄電容量を算出して出力するものとしてもよい。
図9は、第2の実施形態の劣化診断装置81の構成を表わす図である。
図10は、運転履歴作成部85で作成される運転履歴の一例を示す図である。
ステップS402において、蓄電容量判定部5は、選択した温度域において、充放電が行われたかどうかを判定する。充放電が行われた場合、処理がステップS403に進み、充放電が行われなかった場合は、処理がステップS408に進む。
ステップS403において、蓄電容量判定部5は、選択した温度域の積算充放電量Xを求める。
ステップS408において、蓄電容量判定部5は、選択した温度域の停止時のSOCの値Yを求める。
第2の実施形態では、運転履歴作成部85は、温度域ごとに積算放電量、充放電時間、停止時間を表わす運転履歴が作成されたが、これに限定するものではない。
ここで、図11及び図12のバックデータを用いて図10の履歴から蓄電デバイスの蓄電容量を求める方法を述べる。充放電劣化容量は図11のデータを用いて算出し、停止時の劣化容量は図12のデータを用いて算出する。
(4)次の3時間(時間帯D)において、停止によって、20℃、SOC50%で蓄電デバイス50が保存される。
図14は、第3の実施形態の劣化診断装置92の構成を表わす図である。
Claims (11)
- 蓄電デバイスの電圧および電流のうちの少なくとも1つと、温度とを測定する計測部と、
充電時の2つの時点における前記測定された電圧または電流の差および前記測定された温度に基づいて、前記蓄電デバイスの蓄電容量を求める蓄電容量判定部とを備える、蓄電デバイスの劣化診断装置。 - 前記蓄電容量判定部は、定電圧充電開始前の2つの時点における前記蓄電デバイスの電圧値の差と温度に基づいて、前記蓄電デバイスの蓄電容量を求める、請求項1に記載の蓄電デバイスの劣化診断装置。
- 予め定められた温度における、前記定電圧開始前の特定の2つの時点における前記電圧値の差と、前記蓄電デバイスの蓄電容量を表わす値との対応を定めた第1の情報と、温度に対応して、前記特定の2つの時点の電圧値を補正するための第2の情報とを記憶する記憶部と、
前記蓄電容量判定部は、前記測定された温度と前記予め定められた温度との差が予め定められた値以下の場合には、前記第1の情報を参照して、前記測定された特定の2つの時点における前記電圧値の差に対応する前記蓄電容量を求め、
前記測定された温度と前記予め定められた温度との差が予め定められた値を超える場合には、前記第2の情報を参照して、前記測定された前記特定の2つの時点の電圧値を補正し、その後、前記第1の情報を参照して、前記補正された特定の2つの時点における前記電圧値の差に対応する前記蓄電容量を求める、請求項2に記載の蓄電デバイスの劣化診断装置。 - 前記蓄電容量判定部は、定電圧充電開始後の2つの時点における前記蓄電デバイスの電流値の差と温度に基づいて、前記蓄電デバイスの蓄電容量を求める、請求項1記載の蓄電デバイスの劣化診断装置。
- 予め定められた温度における、前記定電流開始後の特定の2つの時点における前記電流値の差と、前記蓄電デバイスの蓄電容量を表わす値との対応を定めた第1の情報と、温度に対応して、前記特定の2つの時点の電流値を補正するための第2の情報とを記憶する記憶部と、
前記蓄電容量判定部は、前記測定された温度と前記予め定められた温度との差が予め定められた値以下の場合には、前記第1の情報を参照して、前記測定された特定の2つの時点における前記電流値の差に対応する前記蓄電容量を求め、
前記測定された温度と前記予め定められた温度との差が予め定められた値を超える場合には、前記第2の情報を参照して、前記測定された前記特定の2つの時点の電流値を補正し、その後、前記第1の情報を参照して、前記補正された特定の2つの時点における前記電流値の差に対応する前記蓄電容量を求める、請求項4に記載の蓄電デバイスの劣化診断装置。 - 蓄電デバイスの温度、充放電時間、停止時間、充放電量およびSOCを含む運転履歴を作成する運転履歴作成部と、
前記運転履歴に基づいて、前記蓄電デバイスの蓄電容量を求める蓄電容量判定部とを備える、蓄電デバイスの劣化診断装置。 - 前記蓄電容量判定部は、充放電期間において、前記運転履歴に含まれる前記充放電量と前記温度とに基づいて、充放電に基づく第1の劣化容量を求め、前記運転履歴に含まれる前記蓄電デバイスのSOC、前記温度、および前記充放電時間に基づいて、保存に基づく第2の劣化容量を求め、前記第1の劣化容量と前記第2の劣化容量の和を求める、請求項6記載の蓄電デバイスの劣化診断装置。
- 前記蓄電容量判定部は、停止期間において、前記運転履歴も含まれる前記蓄電デバイスのSOC、温度、および停止時間に基づいて、保存に基づく劣化容量を求める、請求項6記載の蓄電デバイスの劣化診断装置。
- 蓄電デバイスの電圧および電流のうちの少なくとも1つを測定する計測部と、
蓄電デバイスの温度、充放電時間、停止時間、充放電量およびSOCを含む運転履歴を作成する運転履歴作成部と、
充電時の2つの時点における測定データの差に基づいて、前記蓄電デバイスの第1の蓄電容量を求め、前記運転履歴に基づいて、前記蓄電デバイスの第2の蓄電容量を求める蓄電容量判定部とを備え、
前記蓄電容量判定部は、前記第1の蓄電容量と前記第2の蓄電容量との差の絶対値または前記差の絶対値の初期の蓄電容量に対する比率が予め定められた値以下の場合に、前記第1の蓄電容量を出力し、前記第1の蓄電容量と前記第2の蓄電容量との差の絶対値または前記差の絶対値の初期の蓄電容量に対する比率が予め定められた値を超える場合に、前記2つの時点を変更して、前記第1の蓄電容量を再度求める、蓄電デバイスの劣化診断装置。 - 蓄電デバイスの電圧および電流のうちの少なくとも1つと、温度とを測定するステップと、
充電時の2つの時点における前記測定された電圧または電流の差および前記測定された温度に基づいて、前記蓄電デバイスの蓄電容量を求めるステップとを備える、蓄電デバイスの劣化診断方法。 - 蓄電デバイスの温度、充放電時間、停止時間、充放電量およびSOCを含む運転履歴を作成するステップと、
前記運転履歴に基づいて、前記蓄電デバイスの蓄電容量を求めるステップとを備える、蓄電デバイスの劣化診断方法。
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