JP2020191780A - 劣化状態判定装置および劣化状態判定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
プロセッサーにより構成されている第1演算処理要素、第2演算処理要素および第3演算処理要素を備え、
前記第1演算処理要素が、二次電池に接続されている電圧センサーおよび電流センサーのそれぞれの出力に基づき、前記二次電池の特性を表わす複数の特性パラメーターとしての電圧(V)および電流(I)のそれぞれの測定値を取得し、前記複数の特性パラメーター(V,I)のそれぞれの判定対象時点(k)における測定値としての今回測定値(V(k),I(k))に基づき、前記複数の特性パラメーター(V,I)を主変数とする、前記二次電池と同一規格の参照二次電池の初期特性を表わす初期特性モデルを表わす多変数関数(G)にしたがって、前記初期特性モデルの出力として前記複数の特性パラメーター(V,I)のうち第1特性パラメーターとしての電圧(V)の判定対象時点(k)よりも過去の初期時点(0)における値を初期特性推定値(V(0←k))として計算し、
前記第2演算処理要素が、前記第1演算処理要素により取得された前記第1特性パラメーターの測定値(V(k))に基づき、前記第1特性パラメーター(V)を主変数とする指定関数(f)の値(f(V(k)))を計算し、前記判定対象時点(k)を含む判定対象期間におけるにわたる指定関数の値の累積値(Σkf(V(k)))または積分値を前記二次電池の今回状態を表わす第1指標値(F1)として計算し、かつ、前記第1演算処理要素により計算された前記第1特性パラメーターの初期特性推定値(V(0←k))に基づき、前記指定関数fの値(f(V(0←k)))を計算し、前記指定関数(f)の値(f(V(0←k)))の前記判定対象期間にわたる累積値(Σkf(V(0←k)))または積分値を前記二次電池の初期状態を表わす第2指標値(F2)として計算し、
前記第3演算処理要素が、前記第2演算処理要素により計算された前記第1指標値(F1)および前記第2指標値(F2)の偏差が大きいほど、前記二次電池の初期状態を基準とした劣化度が高くなるような計算式にしたがって、当該劣化度(D)を計算する
ことを特徴とする。
図1に示されている本発明の一実施形態としての劣化状態判定装置は、対象機器200とネットワークを介して通信可能な一または複数のサーバーにより構成されている。劣化状態判定装置100は、対象機器200に電源として搭載されている二次電池220の劣化状態を判定する。
図2には、各演算処理要素110、120、130の機能を表わすブロックダイヤグラムが示されている。
+(∂r/∂I)(I−Ia)
+(∂r/∂T)(T−T0) ‥(212)。
+(∂r/∂I)I
+(∂r/∂T)(T−Ta) ‥(214)。
+(∂r/∂I)I(k)
+(∂r/∂T)(T(k)−T0) ‥(218)。
前記構成の劣化状態判定装置により実行される対象の劣化状態判定方法について説明する。
本発明の劣化状態判定装置および劣化状態判定方法によれば、劣化状態の判定対象そのものである二次電池220の初期時点・初期期間における特性パラメーターpの測定を省略し、図5および図7に示されているように任意の始点および終点を有する今回期間t=t1〜t2における特性パラメーターpの測定結果に基づいて二次電池220の劣化状態が判定される。このため、二次電池220の劣化状態判定に要する期間の短縮を図ることができる。
二次電池の一の特性を表わす第1特性パラメーター(p 1 )の測定値(p 1 (k))に基づき、指定アルゴリズムにしたがって第1基礎指標値(f(p 1 (k)))を取得し、判定対象時点(k)を含む判定対象期間にわたる前記第1基礎指標値(f)の値の累積値(Σ k f(p 1 (k)))または積分値を前記二次電池の今回状態を表わす第1指標値(F 1 )として取得する機能と、
前記二次電池の前記第1特性パラメーター(p 1 )および前記二次電池の他の特性を表わす第2特性パラメーター(p 2 )のそれぞれの前記判定対象時点(k)における測定値としての今回測定値(p 1 (k),p 2 (k))に基づき、前記二次電池と同一規格の参照二次電池の初期特性を表わす初期特性モデルにしたがって、前記初期特性モデルの出力として前記第1特性パラメーター(p 1 )の前記判定対象時点(k)よりも過去の初期時点(0)における値を前記第1特性パラメーター(p 1 )の初期特性推定値(p 1 (0←k))として取得し、 前記第1特性パラメーター(p 1 )の初期特性推定値(p 1 (0←k))に基づき、前記指定アルゴリズムにしたがって第2基礎指標値(f(p 1 (0←k)))を計算し、前記第2基礎指標値(f(p 1 (0←k)))の前記判定対象期間にわたる累積値(Σ k f(p 1 (0←k)))または積分値を前記二次電池の初期状態を表わす第2指標値(F 2 )として取得する機能と、
前記第1指標値(F 1 )および前記第2指標値(F 2 )の偏差が大きいほど、前記二次電池の初期状態を基準とした劣化度が高くなるように当該劣化度(D)を導出する機能と、を備えている。
Claims (9)
- プロセッサーにより構成されている第1演算処理要素、第2演算処理要素および第3演算処理要素を備え、
前記第1演算処理要素が、二次電池に接続されている電圧センサーおよび電流センサーのそれぞれの出力に基づき、前記二次電池の特性を表わす複数の特性パラメーターとしての電圧(V)および電流(I)のそれぞれの測定値を取得し、前記複数の特性パラメーター(V,I)のそれぞれの判定対象時点(k)における測定値としての今回測定値(V(k),I(k))に基づき、前記複数の特性パラメーター(V,I)を主変数とする、前記二次電池と同一規格の参照二次電池の初期特性を表わす初期特性モデルを表わす多変数関数(G)にしたがって、前記初期特性モデルの出力として前記複数の特性パラメーター(V,I)のうち第1特性パラメーターとしての電圧(V)の判定対象時点(k)よりも過去の初期時点(0)における値を初期特性推定値(V(0←k))として計算し、
前記第2演算処理要素が、前記第1演算処理要素により取得された前記第1特性パラメーターの測定値(V(k))に基づき、前記第1特性パラメーター(V)を主変数とする指定関数(f)の値(f(V(k)))を計算し、前記判定対象時点(k)を含む判定対象期間におけるにわたる指定関数(f)の値の累積値(Σkf(V(k)))または積分値を前記二次電池の今回状態を表わす第1指標値(F1)として計算し、かつ、前記第1演算処理要素により計算された前記第1特性パラメーターの初期特性推定値(V(0←k))に基づき、前記指定関数(f)の値(f(V(0←k)))を計算し、前記指定関数(f)の値(f(V(0←k)))の前記判定対象期間にわたる累積値(Σkf(V(0←k)))または積分値を前記二次電池の初期状態を表わす第2指標値(F2)として計算し、
前記第3演算処理要素が、前記第2演算処理要素により計算された前記第1指標値(F1)および前記第2指標値(F2)の偏差が大きいほど、前記二次電池の初期状態を基準とした劣化度が高くなるような計算式にしたがって、当該劣化度(D)を計算する
ことを特徴とする劣化状態判定装置。 - 請求項1記載の劣化状態判定装置において、
前記第1演算処理要素が、前記複数の特性パラメーターのうち少なくとも1つの特性パラメーターの今回測定値(V(k),I(k))と、前記参照二次電池の内部抵抗(r)の初期特性を定める第1初期特性モデルパラメーター((∂r/∂V)V=V(k),(∂r/∂I)I=I(k))と、に基づき、前記二次電池の内部抵抗(r)の初期特性を定める第2初期特性モデルパラメーター((∂r/∂V)V=V(0←k),(∂r/∂I)I=I(0←k))を計算し、前記第1特性パラメーター(V)とは異なる第2特性パラメーターとしての電流(I)の今回測定値I(k)と、前記第2初期特性モデルパラメーターの今回計算値((∂r/∂V)V=V(0←k),(∂r/∂I)I=I(0←k))とに基づき、前記第1特性パラメーターとしての電圧(V)の今回初期特性推定値(V(0←k))を計算する
ことを特徴とする劣化状態判定装置。 - 請求項2記載の劣化状態判定装置において、
前記第1演算処理要素が、第2特性パラメーターとしての電流(I)の今回測定値(I(k))と、前記第2初期特性モデルパラメーターの今回計算値((∂r/∂V)V=V(0←k),(∂r/∂I)I=I(0←k))と、に加えて、前記第2特性パラメーターとしての電流(I)の測定値が0であった最後の時点である基準時点(j)における前記第1特性パラメーターとしての電圧(V)の測定値である基準測定値(V(j))に基づき、前記第1特性パラメーターとしての電圧(V)の今回初期特性推定値(V(0←k))を計算する
ことを特徴とする劣化状態判定装置。 - 請求項3記載の劣化状態判定装置において、
前記第2演算処理要素が、前記第1特性パラメーター(V)の測定値V(k)に基づく前記指定関数(f)の値の、前記基準時点(j)から指定期間が経過するまでの前記判定対象期間にわたる累積値(Σkf(V(k)))または積分値を前記第1指標値(F1)として計算し、かつ、前記第1演算処理要素により前記複数の期間のそれぞれにおいて計算された前記第1特性パラメーターの初期特性推定値(V(0←k))に基づく前記指定関数(f)の値(f(V(0←k)))の、前記基準時点(j)から指定期間が経過するまでの前記判定対象期間にわたる累積値(Σkf(V(0←k)))または積分値を前記第2指標値(F2)として計算する
ことを特徴とする劣化状態判定装置。 - 請求項1記載の劣化状態判定装置において、
前記二次電池が搭載されている対象機器から、前記複数の特性パラメーターのそれぞれの測定値(V(k),I(k))を受信する入力要素と、前記第3演算処理要素により計算された前記二次電池の劣化度(D)を表わす劣化診断情報を、前記対象機器に対して送信する出力要素と、をさらに備えていることを特徴とする劣化状態判定装置。 - 請求項1記載の劣化状態判定装置において、
前記第1演算処理要素が、一の二次電池モジュールを構成する同一規格の複数の二次電池のそれぞれについて、相互に重複しない複数の判定対象期間に含まれる判定対象時点のそれぞれにおける前記複数の特性パラメーター(V,I)のそれぞれの今回測定値(V(k),I(k))を、前記初期特性モデルを表わす多変数関数(G)にしたがって、前記第1特性パラメーターとしての電圧(V)の初期特性推定値V(0←k)を計算し、
前記第2演算処理要素が、前記複数の二次電池のそれぞれについて、前記第1特性パラメーター(V)の測定値V(k)に基づく前記指定関数(f)の値の、前記複数の判定対象期間のそれぞれにわたる累積値(Σkf(V(k)))または積分値を前記第1指標値(F1)として計算し、かつ、前記第1演算処理要素により前記複数の判定対象期間のそれぞれにおいて計算された前記第1特性パラメーターの初期特性推定値(V(0←k))に基づく前記指定関数(f)の値(f(V(0←k)))の、複数の判定対象期間のそれぞれにわたる累積値(Σkf(V(0←k)))または積分値を前記第2指標値(F2)として計算し、
前記第3演算処理要素が、前記複数の二次電池のそれぞれについて、前記第2演算処理要素により計算された前記第1指標値(F1)および前記第2指標値(F2)に基づき、劣化度(D)を計算することを特徴とする劣化状態判定装置。 - 請求項6記載の劣化状態判定装置において、
前記第1演算処理要素が、前記複数の二次電池のうち、前記第3演算処理要素により計算された劣化度(D)が所定値以上である劣化二次電池群を構成する一の二次電池または複数の二次電池のそれぞれについて、前記第1特性パラメーターとしての電圧(V)の初期特性推定値V(0←k)を計算し、
前記第2演算処理要素が、前記劣化二次電池群を構成する一の二次電池または複数の二次電池のそれぞれについて、前記第1指標値(F1)を計算し、かつ、前記第2指標値(F2)を計算し、
前記第3演算処理要素が、前記劣化二次電池群を構成する一の二次電池または複数の二次電池のそれぞれについて、前記第2演算処理要素により計算された前記第1指標値(F1)および前記第2指標値(F2)に基づき、劣化度(D)を計算することを特徴とする劣化状態判定装置。 - 前記二次電池が搭載されている対象機器が備えている演算処理装置に対して劣化判定用ソフトウェアをダウンロードすることにより、前記演算処理装置に対して請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の劣化状態判定装置としての機能を付与することを特徴とするソフトウェアサーバー。
- 二次電池に接続されている電圧センサーおよび電流センサーのそれぞれの出力に基づき、前記二次電池の特性を表わす複数の特性パラメーターとしての電圧(V)および電流(I)のそれぞれの測定値を取得し、前記複数の特性パラメーター(V,I)のそれぞれの判定対象時点(k)における測定値としての今回測定値(V(k),I(k))に基づき、前記複数の特性パラメーター(V,I)を主変数とする、前記二次電池と同一規格の参照二次電池の初期特性を表わす初期特性モデルを表わす多変数関数(G)にしたがって、前記初期特性モデルの出力として前記複数の特性パラメーター(V,I)のうち第1特性パラメーターとしての電圧(V)の判定対象時点(k)よりも過去の初期時点(0)における値を初期特性推定値(V(0←k))として計算する第1演算処理と、
前記第1演算処理において取得された前記第1特性パラメーターの測定値(V(k))に基づき、前記第1特性パラメーター(V)を主変数とする指定関数(f)の値(f(V(k)))を計算し、前記判定対象時点(k)を含む判定対象期間におけるにわたる指定関数の値の累積値(Σkf(V(k)))または積分値を前記二次電池の今回状態を表わす第1指標値(F1)として計算し、かつ、前記第1演算処理要素により計算された前記第1特性パラメーターの初期特性推定値(V(0←k))に基づき、前記指定関数の値を計算し、前記指定関数(f)の値(f(V(0←k)))の前記判定対象期間にわたる累積値(Σkf(V(0←k)))または積分値を前記二次電池の初期状態を表わす第2指標値(F2)として計算する第2演算処理と、
前記第2演算処理において計算された前記第1指標値(F1)および前記第2指標値(F2)の偏差が大きいほど、前記二次電池の初期状態を基準とした劣化度が高くなるような計算式にしたがって、当該劣化度(D)を計算する第3演算処理と、を実行する
ことを特徴とする劣化状態判定方法。
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