JP4623448B2 - 二次電池の残存容量演算方法 - Google Patents
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Description
二次電池の分極量は、たとえば直近の5〜10分といった所定の短期間における充放電電流積算量に強い相関をもち、また、充放電により発生した分極は時間経過とともに減衰する。したがって、分極関連量を、kを現時点から遠ざかるにつれて値が小さくなる重み係数とする場合に、k・Iを直近の所定期間の間積分した値(時間減衰重み付け電流積算量とも言う)とすることによって、簡単な演算により、実際の分極量に強い相関をもつ分極関連量を算出することができる。
実施例1の車両用蓄電装置のニューラルネットを用いる演算方法について以下に説明する。まず、装置の回路構成を図1に示すブロック図を参照して説明する。
INPUTk(t)=Σ( Wjk * INj ) ( j = 1 to 2m+3 )
となる。中間層のk番目のセルからの出力信号は、
OUTk(t)=f(x)=f( INPUTk(t) + b )
で表される。bは定数である。f( INPUTk(t) + b) は INPUTk(t) +bを入力変数とするいわゆるシグモイド関数と呼ばれる非線形関数であり、
f (INPUTk(t) + b )=1/(1+exp(−( INPUTk(t) + b)))
で定義される関数である。中間層202のk番目のセルと出力層203のセルとの結合係数をWkとすれば、出力層への入力信号は同様に、
INPUTo(t)=Σ Wk * OUTk(t)
k=1 to Q
で表される。 Qは中間層202のセル数である。時刻tにおける出力信号は、
OUT(t)=L * INPUTo(t)
となる。Lは線形定数である。
Wk = Wk + △Wk
で行われる。ここで△Wkは以下で定義される。
= η* [ OUT(t) − tar(t) ]* [ ∂OUT(t)/∂Wk ]
= η* [ OUT(t) − tar(t) ]* L *[ ∂INPUTo(t)/∂Wk ]
= η* L* [ OUT(t) − tar(t) ] * OUTk(t)
で表される。Ekは教師データとネットワーク出力の誤差を表す量で次の式で定義される。
次に、中間層202のk番目のセルと入力層201のj番目のセルの結合係数Wjkの更新ルールを説明する。結合係数Wjkの更新は以下の式で実現される。
ここで△Wjkは以下で定義される。
= −η*[∂Ek/∂INPUTk(t) ] * [∂INPUTk(t)/∂Wjk ]
= −η*[∂Ek/∂OUTk(t) ] *[∂OUTk(t)/∂INPUTk(t) ] * INj
= −η*[∂Ek/∂OUT(t) ] * [∂OUT(t)/∂INPUTo] *
[∂INPUTo/OUTk(t) ] * f’(INPUTk(t)+b)* INj
= −η*( OUT(t)−tar(t)) *L* Wk *f’(INPUTk(t)+b)* INj
= −η* L * Wk * INj * ( OUTsoc(t)−tar(t))* f’(INPUTk(t)+b)
ここで、f’(INPUTk(t)+b)は伝達関数fの微分値である。
実際に、容量・劣化度合いが異なる5つのバッテリ(図6参照)で10.15モード走行中の電流・端子電圧を計測し、ニューラルネットワークの開路電圧Vo及び直近の電流積算量Qxを算出し、これらの入力パラメータとあらかじめ算出してあるSOCの真値(電流積算値より算出)を教師信号として学習を行った。
実際に、容量・劣化度合いが異なる5つのバッテリ(図6参照)で10.15モード走行中の電流・端子電圧を計測し、ニューラルネットワークの開路電圧Vo、内部抵抗R及び直近の電流積算量Qxを算出し、これらの入力パラメータとあらかじめ算出してあるSOCの真値(電流積算値より算出)を教師信号として学習を行った。
102 車載発電機
104 電流センサ
105 蓄電池状態検知装置(演算手段)
106 前段処理回路部
107 ニューラルネットワーク部(ニューラルネット部)
108 発電機制御装置
109 補正信号発生部
201 入力層
202 中間層
203 出力層
Claims (4)
- 二次電池から検出した電池状態データを用いた演算により得た演算値又は前記電池状態データを入力パラメータとして前記二次電池の蓄電状態量をニューラルネットを用いて演算する二次電池の残存容量演算方法において、
前記入力パラメータは、前記二次電池の分極量に影響を与える直近の所定期間の充放電電流に関連する電気量である分極関連量と、前記二次電池の電圧Vと、電流Iとを含み、
前記分極関連量は、kを現時点から遠ざかるにつれて値が小さくなる重み係数とする場合に、k・Iを直近の所定期間の間積分した値であることを特徴とする二次電池の残存容量演算方法。 - 前記入力パラメータとしての前記電圧V及び前記電流Iは、直近の所定期間における電圧履歴及び電流履歴であり、該入力パラメータは、該二次電池の開路電圧Voを更に含むことを特徴とする請求項1記載の二次電池の残存容量演算方法。
- 前記入力パラメータとしての前記電圧V及び前記電流Iは、直近の所定期間における電圧平均値及び電流平均値であり、該入力パラメータは、該二次電池の開路電圧Voを更に含むことを特徴とする請求項1記載の二次電池の残存容量演算方法。
- 前記入力パラメータは、前記二次電池の内部抵抗Rを更に含むことを特徴とする請求項2又は3記載の二次電池の残存容量演算方法。
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