JP4495141B2 - バッテリ状態判定方法、バッテリ状態判定装置及びバッテリ電源システム - Google Patents
バッテリ状態判定方法、バッテリ状態判定装置及びバッテリ電源システム Download PDFInfo
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Description
[数1]
Z=AC0+AC1・T+AC2・T2+AC3・T3 (式1)
ここで、AC0、AC1、AC2、AC3は各項の係数を表している。
[数2]
Z=1/(AH1・T+AH2)+AH3 (式2)
ここで、AH1、AH2、AH3は各項の係数を表している。同じく新品のバッテリ101の内部インピーダンスについて、(式2)を用いてフィッティングした例を図6に示す。同図に示すように、逆数関数を用いても内部インピーダンスZを温度Tの関数として高精度に近似できることがわかる。
[数3]
Z=AE1・exp(−T/AE2)+AE3 (式3)
ここで、AE1、AE2、AE3は各項の係数を表している。同じく新品のバッテリ101の内部インピーダンスについて、(式3)を用いてフィッティングした例を図7に示す。同図に示すように、指数関数を用いても内部インピーダンスZを温度Tの関数として高精度に近似できることがわかる。
[数4]
AE3=BC0+BC1・S+BC2・S2+BC3・S3 (式4)
ここで、BC0、BC1、BC2、BC3は各項の係数を表している。(式4)を用いて係数AE3をフィッティングした例を図8に示す。同図に示すように、係数AE3は、充電率Sの3次多項式により高精度に近似されることが確認できる。
[数5]
AE3=1/(BH1・S+BH2)+BH3 (式5)
ここで、BH1、BH2、BH3は各項の係数を表している。(式5)を用いて係数AE3をフィッティングした例を図9に示す。同図に示すように、逆数関数を用いても係数AE3を充電率Sの関数として高精度に近似できることがわかる。
[数6]
AE3=BE1・exp(−S/BE2)+BE3 (式6)
ここで、BE1、BE2、BE3は各項の係数を表している。(式6)を用いて係数AE3をフィッティングした例を図10に示す。同図に示すように、指数関数を用いても係数AE3を充電率Sの関数として高精度に近似できることがわかる。
[数7]
Z=(CE1+CE2・C)・exp{−T/(CE3+CE4・C)}
+BE1・exp(−S/BE2)+BE3 (式7)
(式7)では、AE1=CE1+CE2・Cとし、AE2=CE3+CE4・Cとしている。また、CE1、CE2、CE3、CE4は事前に決定された定数である。
100 バッテリ電源システム
101 バッテリ
102 充電回路
110 バッテリ状態判定装置
111 インピーダンス測定手段
112 温度センサ
113 充電率センサ
114 制御部
115 記憶部
Claims (9)
- バッテリの温度及び充電率に依存して変化する内部抵抗又は内部インピーダンスを指標として前記バッテリの状態判定を行うバッテリ状態判定方法であって、
前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの算出式が前記温度と前記充電率のいずれか一方を変数とする近似式で事前に最適近似されており、
前記近似式の係数の少なくとも1つが前記温度と前記充電率の他方を変数とする別の近似式で事前に最適近似されており、
前記別の近似式で最適近似されたものを除く前記近似式の係数と前記別の近似式の係数のうち、少なくとも1つが1つのパラメータの関数としてその係数が事前に決定されており、
所定の時点で前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスと前記温度と前記充電率とを同時に測定してそれぞれの測定値を取得すると、
前記算出式に前記測定値を代入して前記パラメータの値を決定し、
前記決定されたパラメータ値を用いた前記算出式(以下では確定算出式という)に所定の温度及び充電率を代入して前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの推定値を算出し、前記推定値を指標として前記バッテリの状態判定を行う
ことを特徴とするバッテリ状態判定方法。 - 前記バッテリの劣化判定を行なう条件として事前に設定された基準温度及び基準充電率を、前記確定算出式に代入して前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの推定値を算出し、前記推定値を指標として前記バッテリの劣化度を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ状態判定方法。 - 放電能力判定時点における前記温度と前記充電率のそれぞれの測定値を前記確定算出式に代入して前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの推定値を算出し、前記推定値を指標として前記バッテリの放電能力を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ状態判定方法。 - 前記近似式及び前記別の近似式は、それぞれ多項式関数、逆数関数、指数関数の少なくとも1つを含む関数で表されている
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のバッテリ状態判定方法。 - バッテリの温度及び充電率に依存して変化する内部抵抗又は内部インピーダンスを指標として前記バッテリの状態判定を行うバッテリ状態判定装置であって、
前記バッテリのインピーダンス又は内部抵抗を測定するインピーダンス測定手段と、
前記バッテリの温度を測定する温度センサと、
前記バッテリの充電率を測定する充電率センサと、
前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの算出式が前記温度と前記充電率のいずれか一方を変数とする近似式で事前に最適近似されており、前記近似式の係数の少なくとも1つが前記温度と前記充電率の他方を変数とする別の近似式で事前に最適近似されており、前記別の近似式で最適近似されたものを除く前記近似式の係数と前記別の近似式の係数のうち、少なくとも1つが1つのパラメータの関数としてその係数が事前に決定されており、所定の時点において前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスと前記温度と前記充電率のそれぞれの測定値を前記インピーダンス測定手段と前記温度センサと前記充電率センサのそれぞれから入力し、前記算出式に前記測定値を代入して前記パラメータの値を決定し、前記決定されたパラメータ値を用いた前記算出式(確定算出式)に所定の温度及び充電率を代入して前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの推定値を算出し、前記推定値を指標として前記バッテリの状態判定を行う制御部と、を備える
ことを特徴とするバッテリ状態判定装置。 - 前記制御部は、前記バッテリの劣化判定を行なう条件として事前に設定された基準温度及び基準充電率を、前記確定算出式に代入して前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの推定値を算出し、前記推定値を指標として前記バッテリの劣化度を判定する
ことを特徴とする請求項5に記載のバッテリ状態判定装置。 - 前記制御部は、放電能力判定時点における前記温度と前記充電率のそれぞれの測定値を前記確定算出式に代入して前記内部抵抗又は前記内部インピーダンスの推定値を算出し、前記推定値を指標として前記バッテリの放電能力を判定する
ことを特徴とする請求項5に記載のバッテリ状態判定装置。 - 前記制御部は、前記近似式及び前記別の近似式として、それぞれ多項式関数、逆数関数、指数関数の少なくとも1つを含む関数を用いている
ことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のバッテリ状態判定装置。 - 請求項5から請求項8のいずれか1項に記載のバッテリ状態判定装置を備えたバッテリ電源システム。
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