JP6287125B2 - Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program - Google Patents

Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program Download PDF

Info

Publication number
JP6287125B2
JP6287125B2 JP2013247934A JP2013247934A JP6287125B2 JP 6287125 B2 JP6287125 B2 JP 6287125B2 JP 2013247934 A JP2013247934 A JP 2013247934A JP 2013247934 A JP2013247934 A JP 2013247934A JP 6287125 B2 JP6287125 B2 JP 6287125B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
time
value
function
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013247934A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015105874A (en
Inventor
裕平 梅田
裕平 梅田
池田 和人
和人 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2013247934A priority Critical patent/JP6287125B2/en
Publication of JP2015105874A publication Critical patent/JP2015105874A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6287125B2 publication Critical patent/JP6287125B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

本発明は、関数作成プログラム、関数作成方法、関数作成装置および充電率推定プログラムに関する。   The present invention relates to a function creation program, a function creation method, a function creation device, and a charging rate estimation program.

従来から、充電を行うことにより、繰り返し使用可能な二次電池が知られている。この二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池が挙げられる。二次電池は、蓄えられた残りの電力がどの程度かを把握するため、充電率(SoC:State of Charge)を精度よく求めることが運用する上で重要である。そこで、例えば、二次電池の端子電圧から二次電池の充電率を推定する技術が知られている。   Conventionally, a secondary battery that can be repeatedly used by charging is known. Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery. In order to grasp how much the remaining power is stored in the secondary battery, it is important in operating to obtain a state of charge (SoC) accurately. Therefore, for example, a technique for estimating the charging rate of the secondary battery from the terminal voltage of the secondary battery is known.

特開2005−189028号公報JP 2005-189028 A 特開2007−187638号公報JP 2007-187638 A

ところで、二次電池は、電気を化学的に蓄積する電気化学部品であり、非線形成や温度依存性、過渡特性などの各種の特性を有する。このため、二次電池を、例えば、抵抗RやコンデンサCなどの回路部品を複数組み合わせた等価回路によりモデル化し、等価回路を元にカルマンフィルタを用いて充電率を推定する。抵抗Rの抵抗値やコンデンサCの容量などの回路部品の電気的な特性値は、例えば、実験等に求めた測定データを元に、回帰分析を行って設定する。   By the way, the secondary battery is an electrochemical component that chemically accumulates electricity, and has various characteristics such as non-linear formation, temperature dependence, and transient characteristics. For this reason, for example, the secondary battery is modeled by an equivalent circuit in which a plurality of circuit components such as a resistor R and a capacitor C are combined, and the charging rate is estimated using a Kalman filter based on the equivalent circuit. The electrical characteristic values of the circuit components, such as the resistance value of the resistor R and the capacitance of the capacitor C, are set by performing regression analysis based on measurement data obtained through experiments or the like, for example.

しかし、二次電池は、上述のような各種の特性を有するため、回路部品の特性値のばらつきが大きい。このため、回帰分析によって得られた回路部品の特性値は、測定データに対して最適であるが、測定データが測定された条件と異なる条件では充電率の推定精度が低下する場合がある。   However, since the secondary battery has various characteristics as described above, the characteristic values of the circuit components vary greatly. For this reason, the characteristic value of the circuit component obtained by the regression analysis is optimal for the measurement data, but the estimation accuracy of the charging rate may be reduced under conditions different from the conditions under which the measurement data was measured.

1つの側面では、本発明は、充電率の推定精度の低下を抑制できる関数作成プログラム、関数作成方法、関数作成装置および充電率推定プログラムを提供することを目的とする。   In one aspect, an object of the present invention is to provide a function creation program, a function creation method, a function creation device, and a charge rate estimation program that can suppress a decrease in charging rate estimation accuracy.

一態様の関数作成プログラムは、コンピュータに、二次電池を等価的に示した等価回路で内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を、電流値とパラメータとの演算により示した関数を取得する処理を実行させる。関数作成プログラムは、コンピュータに、二次電池の電力の充電および放電に用いる端子を流れる電流を切り替えて当該電流および端子の電圧が所定時間毎に計測された測定データを用いた解析により、関数のパラメータの値を特定する処理を実行させる。関数作成プログラムは、コンピュータに、特定結果に関する情報を出力する処理を実行させる。   The function creation program according to one aspect of the present invention indicates a change in the electrical characteristic value of a circuit component that constitutes the internal resistance in an equivalent circuit that equivalently shows a secondary battery to a computer by calculating a current value and a parameter. Execute the process to get the function. The function creation program switches the current flowing through the terminal used for charging and discharging the power of the secondary battery and analyzes the function using the measurement data obtained by measuring the current and the terminal voltage every predetermined time. A process for specifying the parameter value is executed. The function creation program causes the computer to execute a process of outputting information related to the specific result.

充電率の推定精度の低下を抑制できる。   A decrease in the estimation accuracy of the charging rate can be suppressed.

図1は、リチウムイオン電池が使用される流れの一例を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a flow in which a lithium ion battery is used. 図2は、関数作成装置の全体構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the overall configuration of the function creation device. 図3は、リチウムイオン電池の等価回路の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit of a lithium ion battery. 図4は、測定データのデータ構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data configuration of measurement data. 図5は、特性曲線の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a characteristic curve. 図6は、補正データのデータ構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the data structure of the correction data. 図7は、関数作成処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the function creation process. 図8は、関数作成プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a computer that executes a function creation program.

以下に添付図面を参照して本願に係る関数作成プログラム、関数作成方法、関数作成装置および充電率推定プログラムについて説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。   A function creation program, a function creation method, a function creation device, and a charge rate estimation program according to the present application will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that this embodiment does not limit the disclosed technology. Each embodiment can be appropriately combined within a range in which processing contents are not contradictory.

[二次電池]
最初に、二次電池について簡単に説明する。この二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池が挙げられる。以下では、二次電池としてリチウムイオン二次電池を例に説明する。なお、以下では、リチウムイオン二次電池をリチウムイオン電池とも表記する。
[Secondary battery]
First, the secondary battery will be briefly described. Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery. Hereinafter, a lithium ion secondary battery will be described as an example of the secondary battery. Hereinafter, the lithium ion secondary battery is also referred to as a lithium ion battery.

リチウムイオン電池は、例えば、パソコンや、携帯電話、電気自動車、電動バイクなど、様々な機器で利用されている。例えば、電気自動車や電動バイク等では、リチウムイオン電池などの二次電池をモジュールごと交換することで、充電時間による使用時間のロスを無くす運用が知られている。このように、リチウムイオン電池は、各種の機器で用いられるため、充電率を精度よく求めることが運用する上で重要である。   Lithium ion batteries are used in various devices such as personal computers, mobile phones, electric cars, and electric motorcycles. For example, in an electric vehicle, an electric motorcycle, or the like, it is known to replace a secondary battery such as a lithium ion battery together with a module so as to eliminate a loss of usage time due to charging time. As described above, since lithium ion batteries are used in various devices, it is important to obtain a charging rate with high accuracy.

図1は、リチウムイオン電池が使用される流れの一例を模式的に示した図である。図1の例では、リチウムイオン電池10の概略的な構成が示されている。リチウムイオン電池10は、セル11と、制御チップ12とを有する。セル11は、化学的な変化により電力の蓄積および放電が可能な部品である。制御チップ12は、リチウムイオン電池10を制御する制御IC(Integrated Circuit)である。制御チップ12は、不揮発性メモリなどの記憶部12Aを有する。記憶部12Aには、リチウムイオン電池10の制御に用いる各種のプログラムや各種の情報が格納される。例えば、記憶部12Aには、充電率を推定する充電率推定プログラムが格納される。また、例えば、記憶部12Aには、充電率の推定に用いる各種の情報が格納される。一例として、記憶部12Aには、特性曲線を近似した近似関数の情報が格納される。この近似関数の情報は、例えば、セル11の電気的な特性を実験等によって測定した測定データに基づいて、関数作成装置20により作成される。リチウムイオン電池10は、型番などのタイプごとに特性が異なる。また、リチウムイオン電池10は、製造されたユニットや個体ごとに特性が異なる場合がある。近似関数の情報は、リチウムイオン電池10のタイプごとに測定データを求めて作成してもよく、ユニットや個体ごとに測定データを求めて作成してもよい。リチウムイオン電池10は、各種の機器21に搭載され、使用される。制御チップ12は、各種のプログラムが動作することにより、各種の制御を行う処理部として機能する。例えば、制御チップ12は、充電率推定プログラムが動作することにより、処理部として推定部12Bを有する。推定部12Bは、リチウムイオン電池10の端子電圧と記憶部12Aに記憶された近似関数の情報などの各種の情報に基づき、充電率を推定する。例えば、制御チップ12は、カルマンフィルタを用いて充電率を推定する。制御チップ12は、各種の制御を行う。例えば、制御チップ12は、セル11の充電率を推定した結果、セル11の過充電や過放電が発生する場合、電力の充放電に用いる端子からの電流を遮断する制御を行う。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a flow in which a lithium ion battery is used. In the example of FIG. 1, a schematic configuration of the lithium ion battery 10 is shown. The lithium ion battery 10 includes a cell 11 and a control chip 12. The cell 11 is a component capable of storing and discharging electric power by a chemical change. The control chip 12 is a control IC (Integrated Circuit) that controls the lithium ion battery 10. The control chip 12 includes a storage unit 12A such as a nonvolatile memory. The storage unit 12A stores various programs and various information used for controlling the lithium ion battery 10. For example, the storage unit 12A stores a charging rate estimation program for estimating the charging rate. Further, for example, various kinds of information used for estimating the charging rate is stored in the storage unit 12A. As an example, the storage unit 12A stores information on an approximate function that approximates a characteristic curve. Information about the approximate function is created by the function creation device 20 based on, for example, measurement data obtained by measuring the electrical characteristics of the cell 11 through experiments or the like. The characteristics of the lithium ion battery 10 are different for each type such as a model number. Further, the lithium ion battery 10 may have different characteristics for each manufactured unit or individual. The approximate function information may be created by obtaining measurement data for each type of lithium ion battery 10 or may be created by obtaining measurement data for each unit or individual. The lithium ion battery 10 is mounted and used in various devices 21. The control chip 12 functions as a processing unit that performs various controls by operating various programs. For example, the control chip 12 has an estimation unit 12B as a processing unit by operating a charging rate estimation program. The estimation unit 12B estimates the charging rate based on various information such as the terminal voltage of the lithium ion battery 10 and information on the approximate function stored in the storage unit 12A. For example, the control chip 12 estimates the charging rate using a Kalman filter. The control chip 12 performs various controls. For example, when the charge rate of the cell 11 is estimated and the cell 11 is overcharged or overdischarged, the control chip 12 performs control to cut off the current from the terminal used for charging and discharging power.

なお、リチウムイオン電池10などの二次電池は、経時的に特性が変化する場合がある。このため、記憶部12Aに記憶された情報を更新可能としてもよい。例えば、制御チップ12の記憶部12Aに関数の情報を作成可能なプログラムを記憶させ、制御チップ12がセル11の電気的な特性を測定し、測定された測定データに基づいて関数の情報を作成してもよい。この場合、制御チップ12またはリチウムイオン電池10が関数作成装置20として機能する。また、ネットワーク23を介して関数の情報を更新可能としてもよい。例えば、セル11の電気的な特性を測定した測定データを機器21がネットワーク23を介して関数作成装置20へ送信する。関数作成装置20が、測定データに基づいて作成した関数の情報をネットワーク23を介して返信して、記憶部12Aに記憶された情報を更新してもよい。   Note that characteristics of the secondary battery such as the lithium ion battery 10 may change over time. For this reason, the information stored in the storage unit 12A may be updatable. For example, a program capable of creating function information is stored in the storage unit 12A of the control chip 12, the control chip 12 measures the electrical characteristics of the cell 11, and creates function information based on the measured measurement data. May be. In this case, the control chip 12 or the lithium ion battery 10 functions as the function creation device 20. The function information may be updated via the network 23. For example, the device 21 transmits measurement data obtained by measuring the electrical characteristics of the cell 11 to the function creation device 20 via the network 23. The function creation device 20 may return information on the function created based on the measurement data via the network 23 to update the information stored in the storage unit 12A.

次に、実施例1に係る関数作成装置20について説明する。図2は、関数作成装置の全体構成を示す図である。図2に示すように、関数作成装置20は、外部I/F(interface)部30と、表示部31と、入力部32と、記憶部33と、制御部34とを有する。なお、関数作成装置20は、図2に示した機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部を有してもよい。   Next, the function creation device 20 according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the overall configuration of the function creation device. As illustrated in FIG. 2, the function creation device 20 includes an external I / F (interface) unit 30, a display unit 31, an input unit 32, a storage unit 33, and a control unit 34. Note that the function creation device 20 may include various functional units included in a known computer in addition to the functional units illustrated in FIG.

外部I/F部30は、他の装置と情報を入出力するインタフェースである。例えば、外部I/F部30は、他の装置との間で通信制御を行うインタフェースである。かかる外部I/F部30の一態様としては、LANカードなどのネットワークインタフェースカードを採用できる。例えば、外部I/F部30は、実験等によって測定されたセル11の電気的な特性を示す測定データ41や関数情報40を他の装置から受信する。なお、外部I/F部30は、例えば、USB(Universal Serial Bus)ポートなどのインタフェースであってもよい。   The external I / F unit 30 is an interface that inputs and outputs information with other devices. For example, the external I / F unit 30 is an interface that performs communication control with other devices. As an aspect of the external I / F unit 30, a network interface card such as a LAN card can be employed. For example, the external I / F unit 30 receives measurement data 41 and function information 40 indicating the electrical characteristics of the cell 11 measured by an experiment or the like from another device. The external I / F unit 30 may be an interface such as a USB (Universal Serial Bus) port.

表示部31は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部31としては、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)などの表示デバイスが挙げられる。表示部31は、各種情報を表示する。   The display unit 31 is a display device that displays various types of information. Examples of the display unit 31 include display devices such as an LCD (Liquid Crystal Display) and a CRT (Cathode Ray Tube). The display unit 31 displays various information.

入力部32は、各種の情報を入力する入力デバイスである。例えば、入力部32としては、マウスやキーボードなどの入力デバイスが挙げられる。入力部32は、管理者などからの操作入力を受付け、受付けた操作内容を示す操作情報を制御部34に入力する。   The input unit 32 is an input device that inputs various types of information. For example, examples of the input unit 32 include input devices such as a mouse and a keyboard. The input unit 32 receives an operation input from an administrator or the like, and inputs operation information indicating the received operation content to the control unit 34.

記憶部33は、各種のデータを記憶する記憶デバイスである。例えば、記憶部33は、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、光ディスクなどの記憶装置である。なお、記憶部33は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、NVSRAM(Non Volatile Static Random Access Memory)などのデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。   The storage unit 33 is a storage device that stores various data. For example, the storage unit 33 is a storage device such as a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or an optical disk. Note that the storage unit 33 may be a semiconductor memory that can rewrite data, such as a random access memory (RAM), a flash memory, and a non-volatile static random access memory (NVSRAM).

記憶部33は、制御部34で実行されるOS(Operating System)や各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部33は、後述する関数の作成に用いる各種のプログラムを記憶する。さらに、記憶部33は、制御部34で実行されるプログラムで用いられる各種データを記憶する。例えば、記憶部33は、関数情報40と、測定データ41と、特性データ42と、補正データ43とを記憶する。なお、記憶部33は、上記に例示した情報以外にも、他の電子データを併せて記憶することもできる。   The storage unit 33 stores an OS (Operating System) executed by the control unit 34 and various programs. For example, the storage unit 33 stores various programs used for creating a function to be described later. Furthermore, the storage unit 33 stores various data used in the program executed by the control unit 34. For example, the storage unit 33 stores function information 40, measurement data 41, characteristic data 42, and correction data 43. The storage unit 33 can also store other electronic data in addition to the information exemplified above.

関数情報40は、リチウムイオン電池10の電気的な特性値の変化を示した関数の情報を記憶したデータである。   The function information 40 is data storing function information indicating changes in the electrical characteristic values of the lithium ion battery 10.

ここで、リチウムイオン電池10は、電気化学部品であるが、例えば、抵抗RやコンデンサCなどの回路部品を複数組み合わせた等価回路によりモデル化することができる。このようにリチウムイオン電池10を等価回路でモデル化することにより、リチウムイオン電池10を含めて回路による標準的な設計が行える。   Here, the lithium ion battery 10 is an electrochemical component, but can be modeled by an equivalent circuit in which a plurality of circuit components such as a resistor R and a capacitor C are combined. By thus modeling the lithium ion battery 10 with an equivalent circuit, a standard design using a circuit including the lithium ion battery 10 can be performed.

図3は、リチウムイオン電池の等価回路の一例を示す図である。図3に示す等価回路60は、電源61と、抵抗62と、2つのRC回路63、64が直列に接続されている。等価回路60では、抵抗62、RC回路63、64は内部抵抗として機能する。RC回路63は、抵抗65とコンデンサ66とが並列に接続されて構成されている。RC回路64は、抵抗67とコンデンサ68とが並列に接続されて構成されている。電源61では、蓄積された電力により電圧が生じる。この電源61で生じる電圧が開回路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)である。電源61は、充電率(SoC)によってOCVが変化する。また、電源61は、充電率が同一でも充電時と放電時とでOCVが変化する。このため、図3の例では、電源61を充電時用と放電時用の2つの経路に分けて示している。抵抗62の両端の電位差をv0とし、RC回路63の両端の電位差をv1とし、RC回路64の両端の電位差をv2とすると、端子69の端子電圧vは、以下の式(1)のように表せる。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit of a lithium ion battery. In the equivalent circuit 60 shown in FIG. 3, a power source 61, a resistor 62, and two RC circuits 63 and 64 are connected in series. In the equivalent circuit 60, the resistor 62 and the RC circuits 63 and 64 function as internal resistors. The RC circuit 63 is configured by connecting a resistor 65 and a capacitor 66 in parallel. The RC circuit 64 is configured by connecting a resistor 67 and a capacitor 68 in parallel. In the power supply 61, a voltage is generated by the accumulated power. The voltage generated by the power supply 61 is an open circuit voltage (OCV). The power supply 61 has an OCV that varies depending on the charging rate (SoC). In addition, the power supply 61 has an OCV that varies between charging and discharging even when the charging rate is the same. For this reason, in the example of FIG. 3, the power source 61 is divided into two paths for charging and discharging. When the potential difference between both ends of the resistor 62 is v 0 , the potential difference between both ends of the RC circuit 63 is v 1, and the potential difference between both ends of the RC circuit 64 is v 2 , the terminal voltage v of the terminal 69 is expressed by the following equation (1). It can be expressed as

v =OCV+v0+v1+v2 (1) v = OCV + v 0 + v 1 + v 2 (1)

本実施例では、抵抗62の抵抗値をR0とし、抵抗65の抵抗値をR1とし、抵抗67の抵抗値をR2とし、コンデンサ66の容量をC1とし、コンデンサ68の容量をC2とする。等価回路60では、抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2が定まると、流れる電流Iから電位差v0、v1、v2を求めることができる。また、等価回路60では、電位差v0、v1、v2が求まると、OCVが求まり、OCVから充電率を求めることができる。例えば、抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2を実験等に求めた測定データを元に回帰分析を行って求めた場合、抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2が負になるなど論理的に破綻する値となる場合がある。また、抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2は、測定データに対して最適であるが、測定データが測定された条件と異なる条件では精度が低く、充電率の推定精度が低下する場合がある。そこで、内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を、電流値とパラメータとの演算により示した関数で表すものとする。この関数は、例えば、管理者やリチウムイオン電池10の設計者等が決定する。そして、関数のパラメータの値を回帰分析により求め、求めた値を設定した関数を用いて回路部品の電気的な特性値を特定する。 In this embodiment, the resistance value of the resistor 62 is R0, the resistance value of the resistor 65 is R1, the resistance value of the resistor 67 is R2, the capacitance of the capacitor 66 is C1, and the capacitance of the capacitor 68 is C2. In the equivalent circuit 60, when the resistance values R0, R1, R2, and the capacitors C1, C2 are determined, the potential differences v 0 , v 1 , v 2 can be obtained from the flowing current I. Further, in the equivalent circuit 60, when the potential differences v 0 , v 1 , and v 2 are obtained, the OCV is obtained, and the charging rate can be obtained from the OCV. For example, when the resistance values R0, R1, R2, and the capacitances C1, C2 are obtained by performing regression analysis based on the measurement data obtained through experiments, the resistance values R0, R1, R2, and the capacitances C1, C2 are negative. In some cases, the value may logically fail. In addition, the resistance values R0, R1, R2, and the capacitors C1, C2 are optimal for the measurement data, but the accuracy is low under conditions different from the conditions under which the measurement data is measured, and the estimation accuracy of the charging rate is reduced. There is. Therefore, the change in the electrical characteristic value of the circuit component constituting the internal resistance is represented by a function indicated by the calculation of the current value and the parameter. This function is determined by, for example, an administrator or a designer of the lithium ion battery 10. Then, the parameter value of the function is obtained by regression analysis, and the electrical characteristic value of the circuit component is specified using the function in which the obtained value is set.

例えば、抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2を以下の(2)〜(6)式に示すように電流Iの関数で表す。なお、|I|は、電流Iの絶対値を表す。   For example, the resistance values R0, R1, R2, and the capacitors C1, C2 are expressed as a function of the current I as shown in the following equations (2) to (6). | I | represents the absolute value of the current I.

1/R0=a×|I|+b (2)
1/R1=a1×|I|+b1 (3)
1/R2=a2×|I|+b2 (4)
C1=m1×|I|+n1 (5)
C2=m2×|I|+n2 (6)
1 / R0 = a × | I | + b (2)
1 / R1 = a 1 × | I | + b 1 (3)
1 / R2 = a 2 × | I | + b 2 (4)
C1 = m 1 × | I | + n 1 (5)
C2 = m 2 × | I | + n 2 (6)

a、a1、a2、b、b1、b2、m1、m2、n1、n2は、パラメータを表す。 a, a 1 , a 2 , b, b 1 , b 2 , m 1 , m 2 , n 1 , n 2 represent parameters.

なお、本実施例では、等価回路60は、電源61と、1つの抵抗と、2つのRC回路が直列に接続されているものとしたが、これに限定されるものではない。等価回路60は、リチウムイオン電池10の特性を等価的に示すものであれば、何れであってもよい。例えば、等価回路60は、抵抗が1つ以上接続されていてもよく、RC回路が2つ以上接続されていてもよく、さらにコイルが接続されていてもよい。   In the present embodiment, the equivalent circuit 60 is configured such that the power supply 61, one resistor, and two RC circuits are connected in series, but is not limited thereto. The equivalent circuit 60 may be any as long as it shows the characteristics of the lithium ion battery 10 equivalently. For example, in the equivalent circuit 60, one or more resistors may be connected, two or more RC circuits may be connected, and a coil may be further connected.

図2に戻り、関数情報40には、抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2の電気的な特性値の変化を示す関数の情報が記憶されている。例えば、関数情報40には、(2)〜(6)式に示す関数の情報が記憶されている。この関数情報40は、入力部32から登録してもよい。また、関数情報40は、外部I/F部30を介して、外部の装置から登録してもよい。   Returning to FIG. 2, the function information 40 stores function information indicating changes in electrical characteristic values of the resistance values R0, R1, and R2, and the capacitors C1 and C2. For example, the function information 40 stores function information shown in equations (2) to (6). The function information 40 may be registered from the input unit 32. Also, the function information 40 may be registered from an external device via the external I / F unit 30.

測定データ41は、リチウムイオン電池10の電気的な特性を、例えば、実験等により求めたデータである。例えば、測定データ41は、リチウムイオン電池10の電力の充電および放電に用いる端子69を流れる電流Iを切り替えて当該電流I、端子69の電圧v、充電率を所定時間毎に計測したデータである。例えば、リチウムイオン電池10の端子69を流れる電流Iを+I1Aから−I1Aと電流を絶対値が同一で符号が異なる範囲変化させ、端子69の電圧v、充電率を1秒毎に計測する。電流Iの符号は、プラスの場合、リチウムイオン電池10へ電流が流れる充電状態であり、マイナスの場合、リチウムイオン電池10から電流が流れる放電状態を示す。また、測定データ41は、端子69を流れる電流を切り替えた範囲が異なるものを複数用意する。例えば、電流を切り替えた範囲が異なる3種類の測定を行って、切り替えた電流の範囲の情報と共に測定データ41をそれぞれ記憶部33に記憶させる。なお、以前の電流の切り替えによる影響を抑制するため、電流Iを切り替える前に十分に時間が経過してから計測を開始する。また、電流Iを切り替えた後も、電圧が安定するまで測定を行うものとする。例えば、経時的な電圧の変化が、電圧が安定したと見なせる範囲内となるまで測定を行うものとする。 The measurement data 41 is data obtained by, for example, experiments or the like regarding the electrical characteristics of the lithium ion battery 10. For example, the measurement data 41 is data obtained by switching the current I flowing through the terminal 69 used for charging and discharging the power of the lithium ion battery 10 and measuring the current I, the voltage v of the terminal 69, and the charging rate every predetermined time. . For example, the current I flowing through the terminal 69 of the lithium ion battery 10 is changed from + I 1 A to -I 1 A in a range where the current has the same absolute value and a different sign, and the voltage v and the charging rate of the terminal 69 are changed every second. measure. The sign of the current I indicates a charged state in which a current flows to the lithium ion battery 10 when positive, and a discharged state where a current flows from the lithium ion battery 10 when negative. A plurality of pieces of measurement data 41 having different ranges in which the current flowing through the terminal 69 is switched are prepared. For example, three types of measurements with different current switching ranges are performed, and measurement data 41 is stored in the storage unit 33 together with information on the switched current range. In addition, in order to suppress the influence by switching of the previous current, measurement is started after a sufficient time has passed before switching the current I. Further, even after the current I is switched, measurement is performed until the voltage becomes stable. For example, it is assumed that the measurement is performed until the change in voltage over time is within a range where the voltage can be considered stable.

図4は、測定データのデータ構成の一例を示す図である。図4の例は、電流を+I1Aから−I1Aへ切り替えて測定された測定データの例である。測定データ41は、時間、測定電圧、SoCなどの項目が対応付けられたテーブルを採用できる。時間の項目は、所定の時刻からの経過時間を記憶する領域である。なお、時間の項目には、時刻を記憶させてもよい。また、時間の項目には、測定を開始してからの経過時間を記憶させてもよい。測定電圧の項目は、測定された端子69の電圧値を記憶する領域である。SoCの項目は、測定された充電率を記憶する領域である。図4の例では、時間が234秒のとき、端子69の電圧値が2480mVであり、充電率が0.41であることを示す。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data configuration of measurement data. The example of FIG. 4 is an example of measurement data measured by switching the current from + I 1 A to −I 1 A. The measurement data 41 can employ a table in which items such as time, measurement voltage, and SoC are associated. The item of time is an area for storing an elapsed time from a predetermined time. In the time item, time may be stored. In the time item, an elapsed time after the start of measurement may be stored. The measurement voltage item is an area for storing the measured voltage value of the terminal 69. The item of SoC is an area for storing the measured charging rate. In the example of FIG. 4, when the time is 234 seconds, the voltage value of the terminal 69 is 2480 mV, and the charging rate is 0.41.

特性データ42は、リチウムイオン電池10のOCVと充電率との相関関係を示した特性曲線を、例えば、実験等に求めたデータである。例えば、特性データ42は、充電率毎にOCVを記憶する。   The characteristic data 42 is data obtained by, for example, an experiment or the like, for example, a characteristic curve showing a correlation between the OCV of the lithium ion battery 10 and the charging rate. For example, the characteristic data 42 stores an OCV for each charging rate.

図5は、特性曲線の一例を示す図である。図5の例は、リチウムイオン電池10のOCVと充電率との相関関係を示したものである。図5に示すように、リチウムイオン電池10のOCVと充電率には、相関関係がある。また、特性曲線は、充電率が高い範囲および充電率が低い範囲で、充電率の変化に対するOCVの変化が大きくなっている。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a characteristic curve. The example of FIG. 5 shows the correlation between the OCV of the lithium ion battery 10 and the charging rate. As shown in FIG. 5, there is a correlation between the OCV and the charging rate of the lithium ion battery 10. In the characteristic curve, the change in OCV with respect to the change in the charge rate is large in the range where the charge rate is high and the range where the charge rate is low.

なお、記憶部33に記憶される情報のうち上記の補正データ43については、これらの情報を生成、取得、あるいは使用する機能部の説明に合わせて後述する。   The correction data 43 among the information stored in the storage unit 33 will be described later in conjunction with the description of the functional unit that generates, acquires, or uses the information.

制御部34は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部34は、図2に示すように、取得部50と、算出部51と、第1特定部52と、第2特定部53と、第3特定部54と、出力部55とを有する。   The control unit 34 has an internal memory for storing programs defining various processing procedures and control data, and executes various processes using these. As shown in FIG. 2, the control unit 34 includes an acquisition unit 50, a calculation unit 51, a first specification unit 52, a second specification unit 53, a third specification unit 54, and an output unit 55.

取得部50は、各種情報を取得する処理部である。例えば、取得部50は、等価回路60で内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を示した関数を取得する。例えば、取得部50は、関数情報40に記憶された抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2の電気的な特性値の変化を示す関数のデータを読み出すことにより、関数のデータを取得する。なお、本実施例では、関数情報40を記憶部33に記憶しているため、取得部50は、記憶部33から関数情報40を取得するものとするが、これに限定されるものではない。関数情報40が他の装置に記憶されている場合、取得部50は、ネットワーク23を介して当該他の装置から関数情報40を取得してもよい。   The acquisition unit 50 is a processing unit that acquires various types of information. For example, the acquisition unit 50 acquires a function indicating a change in the electrical characteristic value of a circuit component constituting the internal resistance in the equivalent circuit 60. For example, the acquisition unit 50 acquires function data by reading out function data indicating changes in electrical characteristic values of the resistance values R0, R1, and R2, and the capacitors C1 and C2 stored in the function information 40. . In this embodiment, since the function information 40 is stored in the storage unit 33, the acquisition unit 50 acquires the function information 40 from the storage unit 33. However, the present invention is not limited to this. When the function information 40 is stored in another device, the acquisition unit 50 may acquire the function information 40 from the other device via the network 23.

算出部51は、各種の算出を行う処理部である。例えば、算出部51は、特性データ42に基づいて、測定データ41の各時間の充電率から各時間のOCVを求める。そして、算出部51は、測定データ41の各時間の端子69の電圧から対応する時間のOCVを減算して各時間の内部抵抗による電圧を算出する。算出部51は、算出された各時間の電圧を補正データ43として格納する。すなわち、算出部51は、測定データ41の測定電圧から電源61のOCVを除く補正を行って補正データ43を生成する。また、算出部51は、測定データ41の各時間を、最初の時刻を測定開始の時間として、測定開始からの経過時間に補正する。   The calculation unit 51 is a processing unit that performs various calculations. For example, the calculation unit 51 obtains the OCV at each time from the charging rate at each time of the measurement data 41 based on the characteristic data 42. The calculation unit 51 then subtracts the OCV of the corresponding time from the voltage of the terminal 69 of each time of the measurement data 41 to calculate the voltage due to the internal resistance of each time. The calculation unit 51 stores the calculated voltage at each time as the correction data 43. That is, the calculation unit 51 generates correction data 43 by performing correction by removing the OCV of the power supply 61 from the measurement voltage of the measurement data 41. In addition, the calculation unit 51 corrects each time of the measurement data 41 to an elapsed time from the start of measurement, with the first time as the start time of measurement.

ここで、記憶部33に記憶される補正データ43の一例について説明する。図6は、補正データのデータ構成の一例を示す図である。補正データ43は、時間、補正電圧などの項目が対応付けられたテーブルを採用できる。時間の項目は、測定開始からの経過時間を記憶する領域である。補正電圧の項目は、測定電圧からOCVを除く補正を行った補正後の電圧値を記憶する領域である。図6の例では、時間が0秒のとき、補正電圧が2480−OCV(0.41)mVであることを示す。このOCV(0.41)は、図5に示す特性曲線の充電率が0.41のときのOCVである。   Here, an example of the correction data 43 stored in the storage unit 33 will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the data structure of the correction data. As the correction data 43, a table in which items such as time and correction voltage are associated can be adopted. The time item is an area for storing the elapsed time from the start of measurement. The item of the correction voltage is an area for storing a corrected voltage value obtained by correcting the measured voltage excluding the OCV. In the example of FIG. 6, when the time is 0 second, the correction voltage is 2480-OCV (0.41) mV. This OCV (0.41) is an OCV when the charging rate of the characteristic curve shown in FIG. 5 is 0.41.

ところで、図3に示す等価回路60において、抵抗62は、電流の変化に追随して電位差v0が変化し、過渡変化を生じない。この場合、抵抗62の抵抗値R0は、電流切り替えによる電流変化ΔIと電圧変化ΔVから求めることができる。 By the way, in the equivalent circuit 60 shown in FIG. 3, the resistor 62 changes its potential difference v 0 following the change of current, and does not cause a transient change. In this case, the resistance value R0 of the resistor 62 can be obtained from the current change ΔI and the voltage change ΔV due to current switching.

第1特定部52は、等価回路60に含まれる回路部品のうち過渡変化を生じない抵抗に関する各種の特定を行う処理部である。例えば、第1特定部52は、過渡変化を生じない抵抗62の抵抗値R0の変化を示した関数のパラメータの値を特定する。例えば、第1特定部52は、測定データ41毎に、電流切り替えによる電流変化ΔIと電圧変化ΔVを算出する。例えば、第1特定部52は、電流を+I1Aから−I1Aへ切り替えた場合、電流変化ΔIを2I1と算出する。また、第1特定部52は、補正データ43の測定開始の電圧と、時間に対する電圧変化が所定の許容値以下の安定状態となった電圧との差から電圧変化ΔVを算出する。そして、第1特定部52は、測定データ41毎に、電圧変化ΔV/電流変化ΔIの値を抵抗値R0と特定する。なお、リチウムイオン電池10が充電時と放電時の特性曲線にヒステリシスがある場合、充電時の特性曲線と放電時の特性曲線のヒステリシスによる電圧の誤差Hを求めて補正を行うことが好ましい。第1特定部52は、測定データ41が充電と放電を行っているデータである場合、電圧変化ΔVから誤差Hを減算した値(ΔV−H)を電流変化ΔIで除算して抵抗値R0の値を特定する。そして、第1特定部52は、(2)式について、測定データ41毎の抵抗値R0の値と切り替え後の電流値を用いた線形回帰分析を行ってパラメータa、bの値を特定する。 The first identification unit 52 is a processing unit that performs various types of identification regarding a resistance that does not cause a transient change among circuit components included in the equivalent circuit 60. For example, the first specifying unit 52 specifies a parameter value of a function indicating a change in the resistance value R0 of the resistor 62 that does not cause a transient change. For example, the first specifying unit 52 calculates a current change ΔI and a voltage change ΔV due to current switching for each measurement data 41. For example, when the current is switched from + I 1 A to −I 1 A, the first specifying unit 52 calculates the current change ΔI as 2I 1 . The first specifying unit 52 calculates the voltage change ΔV from the difference between the voltage at which the correction data 43 starts measurement and the voltage at which the voltage change with respect to time has reached a stable state that is equal to or less than a predetermined allowable value. The first specifying unit 52 specifies the value of voltage change ΔV / current change ΔI as the resistance value R0 for each measurement data 41. When the lithium ion battery 10 has hysteresis in the characteristic curves during charging and discharging, it is preferable to perform correction by obtaining the voltage error H due to the hysteresis of the characteristic curve during charging and the characteristic curve during discharging. When the measurement data 41 is data for charging and discharging, the first specifying unit 52 divides the value (ΔV−H) obtained by subtracting the error H from the voltage change ΔV by the current change ΔI to obtain the resistance value R0. Identify the value. And the 1st specific | specification part 52 performs the linear regression analysis using the value of resistance value R0 for every measurement data 41, and the electric current value after switching about (2) Formula, and specifies the value of parameters a and b.

第2特定部53は、等価回路60に含まれる回路部品のうち過渡変化を生じさせる回路部品に関する各種の特定を行う処理部である。例えば、第2特定部53は、過渡変化を生じさせる2つのRC回路63、64を構成する抵抗65、67、コンデンサ66、68に関するパラメータの特定を行う。   The second identification unit 53 is a processing unit that performs various types of identification regarding circuit components that cause a transient change among circuit components included in the equivalent circuit 60. For example, the second specifying unit 53 specifies parameters related to resistors 65 and 67 and capacitors 66 and 68 constituting the two RC circuits 63 and 64 that cause a transient change.

ここで、等価回路60から、電圧Vの過渡変化に関する時間変化は、以下の(7)式に示すことができる。   Here, from the equivalent circuit 60, the time change regarding the transient change of the voltage V can be expressed by the following equation (7).

Figure 0006287125
Figure 0006287125

ここで、v1 0、v2 0は、RC回路63、64部分の電圧の初期値である。 Here, v 1 0 and v 2 0 are initial values of voltages of the RC circuits 63 and 64, respectively.

ところで、上述の(3)〜(6)式に示すa1、a2、b1、b2、m1、m2、n1、n2のパラメータの値が定まると、抵抗値R1、R2、容量C1、C2が算出できる。この算出された抵抗値R1、R2、容量C1、C2および第1特定部52により特定された抵抗値R0を用いると、図3に示す、v0+v1+v2の電圧が算出できる。これにより、この電圧と補正データの補正電圧との誤差が測定できる。第2特定部53は、この誤差が最少となるパラメータの値を解析により特定する。 By the way, when the values of the parameters a 1 , a 2 , b 1 , b 2 , m 1 , m 2 , n 1 , n 2 shown in the above equations (3) to (6) are determined, the resistance values R1, R2 , Capacitances C1 and C2 can be calculated. Using the calculated resistance values R1 and R2, capacitances C1 and C2, and the resistance value R0 specified by the first specifying unit 52, the voltage of v 0 + v 1 + v 2 shown in FIG. 3 can be calculated. Thereby, an error between this voltage and the correction voltage of the correction data can be measured. The second specifying unit 53 specifies the value of the parameter that minimizes this error by analysis.

第2特定部53は、抵抗値R1>0、R2>0、容量C1>0、C2>0を制約条件と定めて、例えば、遺伝的アルゴリズム、粒子群最適化のアルゴリズムなどの最適化アルゴリズムを用いた解析を行い、測定データ41毎に、関数のパラメータの値を特定する。例えば、第2特定部53は、a1、a2、b1、b2、m1、m2、n1、n2の値をそれぞれ仮定する。そして、第2特定部53は、補正データ43の各時間の抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2を算出し、(7)式から各時間の過渡変化の電圧Vを算出する。そして、第2特定部53は、各時間毎に、等価回路60から予測される電圧と、測定された電圧との誤差を求める。例えば、第2特定部53は、各時間毎に、電流と抵抗値R0を乗算した電圧および過渡変化の電圧Vを加算した電圧と、補正電圧との誤差を求める。第2特定部53は、補正データ43の各時間の誤差の二乗平均を誤差の指標値として、指標値が小さくなるようにa1、a2、b1、b2、m1、m2、n1、n2の値を変化させることを繰り返す解析を行って、誤差が最も小さいa1、a2、b1、b2、m1、m2、n1、n2の値を特定する。 The second specifying unit 53 defines resistance values R1> 0, R2> 0, capacitances C1> 0, and C2> 0 as constraints, and uses an optimization algorithm such as a genetic algorithm or a particle swarm optimization algorithm, for example. The analysis used is performed, and the parameter value of the function is specified for each measurement data 41. For example, the second specifying unit 53 assumes values of a 1 , a 2 , b 1 , b 2 , m 1 , m 2 , n 1 , and n 2 , respectively. And the 2nd specific | specification part 53 calculates resistance value R0, R1, R2, capacitance C1, C2 of each time of the correction data 43, and calculates the voltage V of the transient change of each time from Formula (7). And the 2nd specific | specification part 53 calculates | requires the difference | error of the voltage estimated from the equivalent circuit 60, and the measured voltage for every time. For example, the second specifying unit 53 obtains an error between the correction voltage and the voltage obtained by adding the voltage obtained by multiplying the current and the resistance value R0 and the voltage V of the transient change for each time. The second specifying unit 53 uses the mean square error of each time of the correction data 43 as an error index value, and a 1 , a 2 , b 1 , b 2 , m 1 , m 2 , Analyzing repeatedly changing the values of n 1 and n 2 is performed, and the values of a 1 , a 2 , b 1 , b 2 , m 1 , m 2 , n 1 , n 2 with the smallest error are specified. .

ここで、(7)式に示すv1 0、v2 0は、最適化アルゴリズムでは特定されない。 Here, v 1 0 and v 2 0 shown in the equation (7) are not specified by the optimization algorithm.

第3特定部54は、回路部品の電圧の初期値を特定する処理部である。例えば、第3特定部54は、v1 0、v2 0を特定する。第3特定部54は、測定データ41が対称データである場合、電流を切り替えた直後の端子69の電圧V1と、電流を切り替え後、安定状態となった際の端子69の電圧V2との平均((V1+V2)/2)がゼロとなるように補正データ43の補正電圧を平行移動させる。これにより、電流を切り替えた直後の端子69の電圧をV´、電流を切り替え後、安定状態となった際の端子69の電圧を−V´とすることができる。これにより、以下の(8)〜(10)式が成り立つ。 The third specifying unit 54 is a processing unit that specifies the initial value of the voltage of the circuit component. For example, the third specifying unit 54 specifies v 1 0 and v 2 0 . When the measurement data 41 is symmetric data, the third specifying unit 54 averages the voltage V1 of the terminal 69 immediately after switching the current and the voltage V2 of the terminal 69 when the current is switched to the stable state. The correction voltage of the correction data 43 is translated so that ((V1 + V2) / 2) becomes zero. As a result, the voltage at the terminal 69 immediately after switching the current can be set to V ′, and the voltage at the terminal 69 when the current becomes stable after switching the current can be set to −V ′. Thereby, the following formulas (8) to (10) are established.

V´=v1 0+v2 0 (8)
1 0=I×R1=(V´×R1)/(R1+R2) (9)
2 0=I×R2=(V´×R2)/(R1+R2) (10)
V ′ = v 1 0 + v 2 0 (8)
v 1 0 = I × R1 = (V ′ × R1) / (R1 + R2) (9)
v 2 0 = I × R2 = (V ′ × R2) / (R1 + R2) (10)

これにより、v1 0、v2 0は、抵抗値R1、R2のみによって決定できる。第3特定部54は、電圧V´からv1 0、v2 0を抵抗値R1、R2の式として求め、上述の(7)式に代入する。 Thus, v 1 0, v 2 0 can be determined by only the resistance value R1, R 2. The third specifying unit 54 obtains v 1 0 and v 2 0 from the voltage V ′ as equations of the resistance values R1 and R2, and substitutes them into the above-described equation (7).

一方、第3特定部54は、測定データ41が対称データではない場合、電流を切り替え後の電流Iから(2)式を用いて抵抗値R0を算出する。そして、第3特定部54は、補正データ43の補正電圧からI×R0を差し引いて平行移動させる。これにより、補正データ43の電流を切り替える前の初期電圧V0´は、以下の(11)式が成り立つ。 On the other hand, when the measurement data 41 is not symmetrical data, the third specifying unit 54 calculates the resistance value R0 from the current I after switching the current using the equation (2). Then, the third specifying unit 54 subtracts I × R0 from the correction voltage of the correction data 43 and performs translation. As a result, the following equation (11) is established for the initial voltage V 0 ′ before switching the current of the correction data 43.

0´=v1 0+v2 0 (11) V 0 ′ = v 1 0 + v 2 0 (11)

また、切り替え前の電流Ipに対する抵抗値R1をRP1、抵抗値R2をRP2とすると、以下の(12)、(13)式が成り立つ。 Further, assuming that the resistance value R1 for the current Ip before switching is R P 1 and the resistance value R2 is R P 2, the following equations (12) and (13) are established.

1 0=Ip×RP1=(V0´×RP1)/(RP1+RP2) (12)
2 0=Ip×RP2=(V0´×RP2)/(RP1+RP2) (13)
v 1 0 = Ip × R P 1 = (V 0 ′ × R P 1) / (R P 1 + R P 2) (12)
v 2 0 = Ip × R P 2 = (V 0 ′ × R P 2) / (R P 1 + R P 2) (13)

これにより、v1 0、v2 0は、抵抗値R1、R2のみによって決定できる。 Thus, v 1 0, v 2 0 can be determined by only the resistance value R1, R 2.

第2特定部53は、第3特定部54に決定されたv1 0、v2 0を(7)式に代入して測定データ41毎に解析を行い、関数のパラメータの値を特定する。第2特定部53は、測定データ41毎に求めたパラメータの値をパラメータ毎に平均化、あるいは、回帰分析を行うことにより、各パラメータの値を特定する。 The second specifying unit 53 assigns v 1 0 and v 2 0 determined by the third specifying unit 54 to the equation (7), performs analysis for each measurement data 41, and specifies the value of the parameter of the function. The second specifying unit 53 specifies the value of each parameter by averaging the parameter values obtained for each measurement data 41 or performing regression analysis for each parameter.

出力部55は、各種の出力を行う処理部である。例えば、出力部55は、特定結果に関する情報を出力する。例えば、出力部55は、特定されたパラメータの値をパラメータに設定した関数を出力する。なお、出力部55は、特定されたパラメータの値を出力するものとしてもよい。出力部55による出力は、表示部31に情報を表示させるものであってもよい。また、出力部55による出力は、外部I/F部30を介して外部の装置へ情報を出力するものであってもよい。   The output unit 55 is a processing unit that performs various outputs. For example, the output unit 55 outputs information related to the specific result. For example, the output unit 55 outputs a function in which the specified parameter value is set as a parameter. The output unit 55 may output the value of the specified parameter. The output by the output unit 55 may display information on the display unit 31. The output by the output unit 55 may output information to an external device via the external I / F unit 30.

この出力されたパラメータの値をパラメータに設定した関数の情報は、リチウムイオン電池10の制御チップ12の記憶部12Aに格納される。制御チップ12の推定部12Bは、記憶部12Aから関数の情報を読み出すことにより取得する。そして、推定部12Bは、取得した関数の情報を用いてリチウムイオン電池10の充電率を推定する。例えば、推定部12Bは、リチウムイオン電池10の電流および端子電圧を測定する。また、推定部12Bは、電流から関数の情報を用いてリチウムイオン電池10の等価回路の回路部品の電気的な特性値を算出し、カルマンフィルタ等を用いて、算出結果からセル11の充電率を推定する。ここで、関数の情報は、電流に対するリチウムイオン電池10の等価回路の回路部品の特性の変化を予測できる。このため、制御チップ12は、近似関数の情報を用いて充電率を精度よく推定できる。   Information on the function in which the output parameter value is set as a parameter is stored in the storage unit 12 </ b> A of the control chip 12 of the lithium ion battery 10. The estimation unit 12B of the control chip 12 obtains the function information by reading it from the storage unit 12A. And the estimation part 12B estimates the charging rate of the lithium ion battery 10 using the information of the acquired function. For example, the estimation unit 12B measures the current and terminal voltage of the lithium ion battery 10. Further, the estimation unit 12B calculates the electrical characteristic value of the circuit component of the equivalent circuit of the lithium ion battery 10 using the function information from the current, and uses the Kalman filter or the like to calculate the charging rate of the cell 11 from the calculation result. presume. Here, the function information can predict a change in characteristics of the circuit components of the equivalent circuit of the lithium ion battery 10 with respect to the current. For this reason, the control chip 12 can estimate the charging rate with high accuracy using the information of the approximate function.

なお、制御部34には、各種の集積回路や電子回路を採用できる。また、制御部34が有する機能部の一部を別の集積回路や電子回路とすることもできる。例えば、集積回路としては、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)が挙げられる。また、電子回路としては、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)などが挙げられる。   Note that various integrated circuits and electronic circuits can be employed for the control unit 34. Further, a part of the functional unit included in the control unit 34 may be another integrated circuit or an electronic circuit. For example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) is an example of the integrated circuit. Examples of the electronic circuit include a central processing unit (CPU) and a micro processing unit (MPU).

[処理の流れ]
続いて、本実施例に係る関数作成装置20が等価回路60の内部抵抗を構成する回路部品の関数を作成する関数作成処理の流れについて説明する。図7は、関数作成処理の手順を示すフローチャートである。この関数作成処理は、所定のタイミング、例えば、入力部32あるいは外部I/F部30を介して他の装置から関数の作成が指示されたタイミングで処理が開始される。
[Process flow]
Next, a function creation process flow in which the function creation device 20 according to the present embodiment creates a function of a circuit component constituting the internal resistance of the equivalent circuit 60 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the function creation process. The function creation processing is started at a predetermined timing, for example, at a timing when a function creation is instructed from another device via the input unit 32 or the external I / F unit 30.

図7に示すように、取得部50は、記憶部33の関数情報40に記憶された抵抗値R0、R1、R2、容量C1、C2の電気的な特性値の変化を示す関数のデータを読み出すことにより、関数のデータを取得する(S10)。また、取得部50は、記憶部33の測定データ41を読み出すことにより、測定データ41を取得する(S11)。算出部51は、特性データ42に基づいて、測定データ41の測定電圧から電源61のOCVを除く補正を行って補正データ43を生成する(S12)。第1特定部52は、測定データ41毎に、電流変化ΔIと電圧変化ΔVを算出して電圧変化ΔV/電流変化ΔIの値を抵抗値R0と特定する(S13)。   As illustrated in FIG. 7, the acquisition unit 50 reads out function data indicating changes in the electrical characteristic values of the resistance values R0, R1, R2, and the capacitors C1, C2 stored in the function information 40 of the storage unit 33. Thus, function data is acquired (S10). Moreover, the acquisition part 50 acquires the measurement data 41 by reading the measurement data 41 of the memory | storage part 33 (S11). Based on the characteristic data 42, the calculation unit 51 performs correction by excluding the OCV of the power supply 61 from the measurement voltage of the measurement data 41 to generate correction data 43 (S12). For each measurement data 41, the first specifying unit 52 calculates the current change ΔI and the voltage change ΔV, and specifies the value of voltage change ΔV / current change ΔI as the resistance value R0 (S13).

第3特定部54は、測定データ41毎に、v1 0、v2 0を特定する(S14)。例えば、測定データ41が対称データである場合、第3特定部54は、電流を切り替えた直後の端子69の電圧V1と、電流を切り替え後、安定状態となった際の端子69の電圧V2との平均がゼロとなるように補正データ43の補正電圧を平行移動させる。そして、第3特定部54は、電流を切り替えた直後の端子69の電圧をV´から(9)、(10)式により、v1 0、v2 0を抵抗値R1、R2、容量C1、C2の式として特定する。一方、測定データ41が対称データではない場合、第3特定部54は、補正データ43の補正電圧からI×R0を差し引いて平行移動させる。そして、第3特定部54は、補正データ43の初期電圧V0´と、変換前の電流Ipに対する抵抗値RP1、RP2を計算する。そして、第3特定部54は、初期電圧V0´と、抵抗値RP1、RP2から(12)、(13)式により、v1 0、v2 0を抵抗値R1、R2、容量C1、C2の式として特定する。 The third specifying unit 54 specifies v 1 0 and v 2 0 for each measurement data 41 (S14). For example, when the measurement data 41 is symmetric data, the third specifying unit 54 determines the voltage V1 of the terminal 69 immediately after switching the current and the voltage V2 of the terminal 69 when the current becomes stable after switching the current. The correction voltage of the correction data 43 is moved in parallel so that the average of is zero. The third identifying unit 54, the voltage (9) from V'the immediately following terminal 69 of switching the current, the equation (10), v 1 0, v 2 0 the resistance values R1, R2, capacitor C1, It is specified as an expression of C2. On the other hand, when the measurement data 41 is not symmetric data, the third specifying unit 54 subtracts I × R0 from the correction voltage of the correction data 43 and translates it. Then, the third specifying unit 54 calculates the initial voltage V 0 ′ of the correction data 43 and the resistance values R P 1 and R P 2 for the current Ip before conversion. Then, the third specifying unit 54 calculates the v 1 0 and v 2 0 from the initial voltage V 0 ′ and the resistance values R P 1 and R P 2 to the resistance values R 1, R 2, It is specified as an expression of capacitances C1 and C2.

第2特定部53は、各測定データ41の補正データ43を用いて、最適化アルゴリズムを用いた解析を行い、関数の各パラメータの値を特定する(S15)。出力部55は、特定結果に関する情報を出力し(S16)、処理を終了する。   The 2nd specific | specification part 53 performs the analysis using an optimization algorithm using the correction data 43 of each measurement data 41, and specifies the value of each parameter of a function (S15). The output unit 55 outputs information on the specific result (S16), and ends the process.

[実施例1の効果]
上述してきたように、関数作成装置20は、リチウムイオン電池10を等価的に示した等価回路60で内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を、電流値とパラメータとの演算により示した関数を取得する。関数作成装置20は、リチウムイオン電池10の電力の充電および放電に用いる端子69を流れる電流を切り替えて当該電流および端子69の電圧が所定時間毎に計測された測定データ41を用いた解析により、関数のパラメータの値を特定する。そして、関数作成装置20は、特定結果に関する情報を出力する。これにより、関数作成装置20は、特定結果に関する情報から内部抵抗の電気的な特性を求める関数を特定でき、電流値から内部抵抗の電気的な特性を求めることができるため、充電率の推定精度の低下を抑制できる。
[Effect of Example 1]
As described above, the function creation device 20 calculates the change in the electrical characteristic value of the circuit component that constitutes the internal resistance by the equivalent circuit 60 that equivalently shows the lithium ion battery 10 and calculates the current value and the parameter. Get the function indicated by. The function creation device 20 switches the current flowing through the terminal 69 used for charging and discharging the power of the lithium ion battery 10 and performs analysis using the measurement data 41 in which the current and the voltage of the terminal 69 are measured every predetermined time. Identify function parameter values. And the function production apparatus 20 outputs the information regarding a specific result. Thereby, since the function creation apparatus 20 can specify the function for obtaining the electrical characteristics of the internal resistance from the information on the identification result and can obtain the electrical characteristics of the internal resistance from the current value, the charging rate estimation accuracy Can be suppressed.

また、関数作成装置20は、特性データ42に基づいて、測定データ41の各時間の充電率から各時間の開回路電圧を求め、測定データ41の各時間の端子69の電圧から対応する時間の開回路電圧を減算して各時間の内部抵抗による電圧を算出する。そして、関数作成装置20は、算出された各時間の内部抵抗による電圧と、測定データ41の各時間の電流値を関数に設定して演算した回路部品の電気的な特性値から求められる各時間の内部抵抗の電圧との誤差が最少となるパラメータの値を解析により特定する。このように、開回路電圧を影響を除くことにより、本実施例に係る関数作成装置20は、内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を示す関数のパラメータを精度良く特定することができる。 Further, the function creation device 20 obtains an open circuit voltage at each time from the charging rate at each time of the measurement data 41 based on the characteristic data 42, and calculates the corresponding time from the voltage at the terminal 69 at each time in the measurement data 41. The voltage due to the internal resistance at each time is calculated by subtracting the open circuit voltage . The function creation device 20 then calculates each time obtained from the calculated voltage due to the internal resistance at each time and the electrical characteristic value of the circuit component calculated by setting the current value of each time of the measurement data 41 as a function. The value of the parameter that minimizes the error from the voltage of the internal resistance is identified by analysis. As described above, by removing the influence of the open circuit voltage , the function creation device 20 according to the present embodiment accurately specifies the parameter of the function indicating the change in the electrical characteristic value of the circuit component constituting the internal resistance. be able to.

また、関数作成装置20は、測定データ41から、電流の切り替えによる端子69の電圧変化に対する電流変化の割合を求め、電流変化の割合から、回路部品のうち過渡変化を生じない抵抗62の抵抗値R0の変化を示した関数のパラメータの値を特定する。これにより、本実施例に係る関数作成装置20は、抵抗値R0を求める関数を特定できる。   Further, the function creation device 20 obtains the ratio of the current change with respect to the voltage change of the terminal 69 due to the switching of the current from the measurement data 41, and the resistance value of the resistor 62 that does not cause a transient change among the circuit components from the current change ratio. The value of the parameter of the function indicating the change in R0 is specified. Thereby, the function creation apparatus 20 according to the present embodiment can specify a function for obtaining the resistance value R0.

また、関数作成装置20は、測定データ41が、電流を絶対値が同一で符号が異なる範囲変化させて測定されたものである場合、電流を切り替えた直後の端子69の第1電圧、または、電流を切り替え後、安定状態となった際の端子69の第2電圧を、第1電圧と前記第2電圧との平均をゼロとして変換した値を用いて回路部品の電圧の初期値を特定する。関数作成装置20は、測定データ41が、電流を絶対値が同一で符号が異なる範囲変化させて測定されたものではない場合、電流を切り替えた直後の端子69の第1電圧から前記過渡変化を生じない抵抗による電圧の低下分を除算した値を用いて回路部品の電圧の初期値を特定する。これにより、本実施例に係る関数作成装置20は、回路部品の電圧の初期値を特定できる。   In addition, when the measurement data 41 is measured by changing the range of the current having the same absolute value and different signs, the function creating device 20 uses the first voltage at the terminal 69 immediately after switching the current, or After the current is switched, the initial value of the voltage of the circuit component is specified using a value obtained by converting the second voltage of the terminal 69 when the stable state is obtained with the average of the first voltage and the second voltage being zero. . If the measurement data 41 is not measured by changing the range of the current with the same absolute value and different sign, the function creation device 20 calculates the transient change from the first voltage at the terminal 69 immediately after switching the current. The initial value of the voltage of the circuit component is specified using a value obtained by dividing the voltage drop due to the resistor that does not occur. Thereby, the function creation apparatus 20 according to the present embodiment can specify the initial value of the voltage of the circuit component.

さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。   Although the embodiments related to the disclosed apparatus have been described above, the present invention may be implemented in various different forms other than the above-described embodiments. Therefore, another embodiment included in the present invention will be described below.

例えば、上記の実施例では、二次電池としてリチウムイオン電池を用いた場合について説明したが、開示の装置はこれに限定されない。二次電池は、リチウムイオンポリマー二次電池、カルシウムイオン二次電池、ナノワイヤバッテリ、ニッケル水素二次電池、鉛蓄電池であってもよい。また、リチウムイオン電池としては、コバルト酸リチウムイオン電池、リン酸鉄リチウムイオン電池等にも適用できる。これにより、多種の電池の充電率を測定できる。   For example, in the above-described embodiment, the case where a lithium ion battery is used as the secondary battery has been described, but the disclosed apparatus is not limited thereto. The secondary battery may be a lithium ion polymer secondary battery, a calcium ion secondary battery, a nanowire battery, a nickel metal hydride secondary battery, or a lead storage battery. Moreover, as a lithium ion battery, it is applicable also to a lithium cobalt ion battery, a lithium iron phosphate battery, etc. Thereby, the charge rate of various batteries can be measured.

また、上記の実施例では、等価回路で内部抵抗を構成する抵抗の抵抗値Rを1/Rに対して線形な関数とした場合について説明したが、関数はこれに限定されない。例えば、抵抗値Rは、電流によって単調減少し、減少率が電流が大きくなるほど小さくなる傾向を有する。このような傾向を有する関数であれば、何れを用いてもよい。例えば、以下の(14)〜(18)式に示す関数を用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the resistance value R of the resistor constituting the internal resistance in the equivalent circuit is a linear function with respect to 1 / R has been described, but the function is not limited to this. For example, the resistance value R monotonously decreases with current, and the decrease rate tends to decrease as the current increases. Any function having such a tendency may be used. For example, the functions shown in the following equations (14) to (18) may be used.

Figure 0006287125
Figure 0006287125

また、上記の実施例では、等価回路で内部抵抗を構成するコンデンサの容量Cに対して線形な関数とした場合について説明したが、関数はこれに限定されない。例えば、容量Cは、電流の大きさによって単調増加し、増加率が電流が大きくなるほど小さくなる傾向を有する。このような傾向を有する関数であれば、何れを用いてもよい。例えば、以下の(19)〜(23)式に示す関数を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the function is a linear function with respect to the capacitance C of the capacitor constituting the internal resistance in the equivalent circuit has been described. However, the function is not limited to this. For example, the capacitance C increases monotonously with the magnitude of the current, and the increase rate tends to decrease as the current increases. Any function having such a tendency may be used. For example, the functions shown in the following equations (19) to (23) may be used.

Figure 0006287125
Figure 0006287125

[分散および統合]
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、取得部50、算出部51、第1特定部52、第2特定部53、第3特定部54および出力部55を関数作成装置20の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。また、取得部50、算出部51、第1特定部52、第2特定部53、第3特定部54および出力部55を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記の関数作成装置20の機能を実現するようにしてもよい。
[Distribution and integration]
In addition, each component of each illustrated apparatus does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed or arbitrarily distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured. For example, the acquisition unit 50, the calculation unit 51, the first specification unit 52, the second specification unit 53, the third specification unit 54, and the output unit 55 may be connected as an external device of the function creation device 20 via a network. . In addition, the acquisition unit 50, the calculation unit 51, the first specification unit 52, the second specification unit 53, the third specification unit 54, and the output unit 55 are provided in different devices, and are connected via a network to cooperate. You may make it implement | achieve the function of said function production apparatus 20. FIG.

[関数作成プログラム]
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図8を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する関数作成プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。図8は、関数作成プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
[Function creation program]
The various processes described in the above embodiments can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation. In the following, an example of a computer that executes a function creation program having the same function as that of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a computer that executes a function creation program.

図8に示すように、コンピュータ300は、CPU(Central Processing Unit)310、ROM(Read Only Memory)320、HDD(Hard Disk Drive)330、RAM(Random Access Memory)340を有する。これら310〜340の各部は、バス400を介して接続される。   As illustrated in FIG. 8, the computer 300 includes a central processing unit (CPU) 310, a read only memory (ROM) 320, a hard disk drive (HDD) 330, and a random access memory (RAM) 340. These units 310 to 340 are connected via a bus 400.

ROM320には上記実施例の各処理部と同様の機能を発揮する関数作成プログラム320aが予め記憶される。例えば、上記実施例の取得部50、算出部51、第1特定部52、第2特定部53、第3特定部54および出力部55と同様の機能を発揮する関数作成プログラム320aを記憶させる。なお、関数作成プログラム320aについては、適宜分離しても良い。   The ROM 320 stores in advance a function creation program 320a that exhibits the same function as each processing unit of the above embodiment. For example, the function creation program 320a that performs the same functions as those of the acquisition unit 50, the calculation unit 51, the first specification unit 52, the second specification unit 53, the third specification unit 54, and the output unit 55 of the above embodiment is stored. Note that the function creation program 320a may be separated as appropriate.

そして、CPU310が、関数作成プログラム320aをROM320から読み出して実行することで、上記実施例と同様の動作を実行する。すなわち、関数作成プログラム320aは、取得部50、算出部51、第1特定部52、第2特定部53、第3特定部54および出力部55と同様の動作を実行する。   Then, the CPU 310 reads the function creation program 320a from the ROM 320 and executes it, thereby executing the same operation as in the above embodiment. That is, the function creation program 320a performs the same operations as the acquisition unit 50, the calculation unit 51, the first specification unit 52, the second specification unit 53, the third specification unit 54, and the output unit 55.

なお、上記した関数作成プログラム320aについては、必ずしも最初からROM320に記憶させることを要しない。関数作成プログラム320aはHDD330に記憶させてもよい。   The function creation program 320a described above does not necessarily need to be stored in the ROM 320 from the beginning. The function creation program 320a may be stored in the HDD 330.

また、ROM320には、充電率を推定する充電率推定プログラムが記憶されてもよい。この場合、上記実施例の推定部12Bと同様の機能を発揮する充電率推定プログラムを記憶させる。なお、充電率推定プログラムについても、適宜分離しても良い。   The ROM 320 may store a charging rate estimation program for estimating the charging rate. In this case, a charging rate estimation program that exhibits the same function as the estimation unit 12B of the above embodiment is stored. Note that the charging rate estimation program may be appropriately separated.

この場合、CPU310が、充電率推定プログラムをROM320から読み出して実行することで、上記実施例と同様の動作を実行する。すなわち、充電率推定プログラムは、推定部12Bと同様の動作を実行する。   In this case, the CPU 310 reads the charge rate estimation program from the ROM 320 and executes it, thereby executing the same operation as in the above embodiment. That is, the charging rate estimation program performs the same operation as that of the estimation unit 12B.

なお、上記した充電率推定プログラムについても、必ずしも最初からROM320に記憶させることを要しない。充電率推定プログラムはHDD330に記憶させてもよい。   Note that the above-described charging rate estimation program is not necessarily stored in the ROM 320 from the beginning. The charging rate estimation program may be stored in the HDD 330.

また、例えば、コンピュータ300に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。   Further, for example, the program is stored in a “portable physical medium” such as a flexible disk (FD), a CD-ROM, a DVD disk, a magneto-optical disk, an IC card or the like inserted into the computer 300. Then, the computer 300 may read and execute the program from these.

さらには、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ300に接続される「他のコンピュータ(またはサーバ)」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。   Furthermore, the program is stored in “another computer (or server)” connected to the computer 300 via a public line, the Internet, a LAN, a WAN, or the like. Then, the computer 300 may read and execute the program from these.

10 リチウムイオン電池
20 関数作成装置
33 記憶部
34 制御部
40 関数情報
41 測定データ
42 特性データ
43 補正データ
50 取得部
51 算出部
52 第1特定部
53 第2特定部
54 第3特定部
55 出力部
60 等価回路
61 電源
62、65、67 抵抗
63、64 RC回路
66、68 コンデンサ
69 端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lithium ion battery 20 Function preparation apparatus 33 Memory | storage part 34 Control part 40 Function information 41 Measurement data 42 Characteristic data 43 Correction data 50 Acquisition part 51 Calculation part 52 1st specific part 53 2nd specific part 54 3rd specific part 55 Output part 60 Equivalent circuit 61 Power supply 62, 65, 67 Resistor 63, 64 RC circuit 66, 68 Capacitor 69 Terminal

Claims (7)

コンピュータに
二次電池を等価的に示した等価回路で内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を、電流値とパラメータとの演算により示した関数を取得し、
前記二次電池の開回路電圧と充電率との関係を示した特性データに基づいて、前記二次電池の電力の充電および放電に用いる端子を流れる電流を切り替えて当該電流、前記端子の電圧および前記二次電池の充電率が所定時間毎に計測された測定データの各時間の充電率から各時間の開回路電圧を求め、前記測定データの各時間の端子の電圧から対応する時間の開回路電圧を減算して各時間の前記内部抵抗による電圧を算出し、
算出された各時間の前記内部抵抗による電圧と、前記測定データの各時間の電流値を前記関数に設定して演算した前記回路部品の電気的な特性値から求められる各時間の前記内部抵抗の電圧との誤差が最少となる前記パラメータの値を解析により特定し、
特定結果に関する情報を出力する
処理を実行させることを特徴とする関数作成プログラム。
Obtain a function that shows the change in the electrical characteristic value of the circuit components that make up the internal resistance in an equivalent circuit that shows the secondary battery equivalent to the computer, by calculating the current value and the parameter,
Based on the characteristic data indicating the relationship between the open circuit voltage of the secondary battery and the charging rate, the current flowing through the terminal used for charging and discharging the power of the secondary battery is switched, the current, the voltage of the terminal, and An open circuit voltage of each time is obtained from a charge rate of each time of measurement data in which the charge rate of the secondary battery is measured every predetermined time, and an open circuit of a corresponding time is obtained from the voltage of the terminal of each time of the measurement data Subtract the voltage to calculate the voltage due to the internal resistance at each time,
The voltage of the internal resistance at each time calculated and the current value at each time of the measurement data set as the function to calculate the internal resistance at each time obtained from the electrical characteristic value of the circuit component. The value of the parameter that minimizes the error from the voltage is identified by analysis,
A function creation program characterized by causing a process to output information about a specific result to be executed.
コンピュータに、
前記測定データから、電流の切り替えによる端子の電流変化に対する電圧変化の割合を求め、電圧変化の割合から、前記回路部品のうち過渡変化を生じない抵抗の抵抗値の変化を示した関数のパラメータの値を特定する処理をさらに実行させることを特徴とする請求項に記載の関数作成プログラム。
On the computer,
From the measurement data, the ratio of the voltage change with respect to the current change of the terminal by switching the current is obtained, and the parameter of the function indicating the change in the resistance value of the resistor that does not cause a transient change among the circuit components is obtained from the voltage change ratio. The function creating program according to claim 1 , further comprising executing a process of specifying a value.
コンピュータに、
前記測定データが、電流を絶対値が同一で符号が異なる範囲変化させて測定されたものである場合、算出された各時間の前記内部抵抗による電圧から、電流を切り替えた直後の端子の第1電圧、電流を切り替え後、安定状態となった際の端子の第2電圧との平均を差し引いた値を用いて前記回路部品のうち過渡変化が生じる回路部分の電圧の初期値を特定し、前記測定データが、電流を前記範囲変化させて測定されたものではない場合、電流を切り替えた直後の端子の第1電圧から前記過渡変化を生じない抵抗による電圧の低下分を差し引いた値を用いて前記回路部品のうち過渡変化が生じる回路部分の電圧の初期値を特定する処理をさらに実行させ
前記パラメータの値を特定する処理は、前記等価回路のうち過渡変化が生じる回路部分の電圧の初期値に、特定した初期値を設定した解析により前記パラメータの値を特定することを特徴とする請求項に記載の関数作成プログラム。
On the computer,
When the measurement data is measured by changing the current in a range where the absolute value is the same and the sign is different, the first terminal of the terminal immediately after switching the current from the calculated voltage due to the internal resistance at each time . after switching the voltage, the current, using an average of the subtracted value of the second voltage terminal at the time of a stable state to identify the initial value of the voltage of the circuit portion transient change occurs among the circuit components If the measurement data is not measured by changing the current in the range, a value obtained by subtracting the voltage drop due to the resistor that does not cause the transient change from the first voltage immediately after switching the current is used. And further executing a process of specifying an initial value of a voltage of a circuit part in which a transient change occurs among the circuit components ,
The process of specifying the parameter value specifies the parameter value by an analysis in which the specified initial value is set to an initial voltage value of a circuit portion in which a transient change occurs in the equivalent circuit. Item 3. The function creation program according to Item 2 .
前記測定データは、複数とされ、各々前記端子を流れる電流を切り替えた範囲が異なり、前記端子の電圧が安定するまで計測されたものとする
ことを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の関数作成プログラム。
The measurement data is a plurality, different ranges of switching the current through each said terminal, any one of claims 1 to 3 in which the voltage of the terminal is characterized in that with those measured to stabilize Function creation program described in the section.
コンピュータが、
二次電池を等価的に示した等価回路で内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を、電流値とパラメータとの演算により示した関数を取得し、
前記二次電池の開回路電圧と充電率との関係を示した特性データに基づいて、前記二次電池の電力の充電および放電に用いる端子を流れる電流を切り替えて当該電流、前記端子の電圧および前記二次電池の充電率が所定時間毎に計測された測定データの各時間の充電率から各時間の開回路電圧を求め、前記測定データの各時間の端子の電圧から対応する時間の開回路電圧を減算して各時間の前記内部抵抗による電圧を算出し、
算出された各時間の前記内部抵抗による電圧と、前記測定データの各時間の電流値を前記関数に設定して演算した前記回路部品の電気的な特性値から求められる各時間の前記内部抵抗の電圧との誤差が最少となる前記パラメータの値を解析により特定し、
特定結果に関する情報を出力する
処理を実行することを特徴とする関数作成方法。
Computer
Obtain the function that shows the change in the electrical characteristic value of the circuit component that constitutes the internal resistance in the equivalent circuit that equivalently shows the secondary battery, by calculating the current value and the parameter,
Based on the characteristic data indicating the relationship between the open circuit voltage of the secondary battery and the charging rate, the current flowing through the terminal used for charging and discharging the power of the secondary battery is switched, the current, the voltage of the terminal, and An open circuit voltage of each time is obtained from a charge rate of each time of measurement data in which the charge rate of the secondary battery is measured every predetermined time, and an open circuit of a corresponding time is obtained from the voltage of the terminal of each time of the measurement data Subtract the voltage to calculate the voltage due to the internal resistance at each time,
The voltage of the internal resistance at each time calculated and the current value at each time of the measurement data set as the function to calculate the internal resistance at each time obtained from the electrical characteristic value of the circuit component. The value of the parameter that minimizes the error from the voltage is identified by analysis,
A function creation method characterized by executing a process for outputting information on a specific result.
二次電池を等価的に示した等価回路で内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を、電流値とパラメータとの演算により示した関数を取得する取得部と、
前記二次電池の開回路電圧と充電率との関係を示した特性データに基づいて、前記二次電池の電力の充電および放電に用いる端子を流れる電流を切り替えて当該電流、前記端子の電圧および前記二次電池の充電率が所定時間毎に計測された測定データの各時間の充電率から各時間の開回路電圧を求め、前記測定データの各時間の端子の電圧から対応する時間の開回路電圧を減算して各時間の前記内部抵抗による電圧を算出する算出部と、
前記算出部により算出された各時間の前記内部抵抗による電圧と、前記測定データの各時間の電流値を前記関数に設定して演算した前記回路部品の電気的な特性値から求められる各時間の前記内部抵抗の電圧との誤差が最少となる前記パラメータの値を解析により特定する特定部と、
前記特定部による特定結果に関する情報を出力する出力部と、
を有することを特徴とする関数作成装置。
An acquisition unit for acquiring a function indicating a change in an electrical characteristic value of a circuit component constituting an internal resistance in an equivalent circuit equivalently showing a secondary battery by calculating a current value and a parameter;
Based on the characteristic data indicating the relationship between the open circuit voltage of the secondary battery and the charging rate, the current flowing through the terminal used for charging and discharging the power of the secondary battery is switched, the current, the voltage of the terminal, and An open circuit voltage of each time is obtained from a charge rate of each time of measurement data in which the charge rate of the secondary battery is measured every predetermined time, and an open circuit of a corresponding time is obtained from the voltage of the terminal of each time of the measurement data A calculation unit that subtracts the voltage to calculate the voltage due to the internal resistance at each time;
For each time obtained from the electrical characteristic value of the circuit component calculated by setting the voltage of the internal resistance for each time calculated by the calculation unit and the current value for each time of the measurement data set to the function. A specifying unit that specifies by analysis the value of the parameter that minimizes an error from the voltage of the internal resistance ;
An output unit for outputting information on a specific result by the specific unit;
A function creation device characterized by comprising:
コンピュータに
二次電池を等価的に示した等価回路で内部抵抗を構成する回路部品の電気的な特性値の変化を、電流値とパラメータとの演算により示した関数であって、前記二次電池の開回路電圧と充電率との関係を示した特性データに基づいて、前記二次電池の電力の充電および放電に用いる端子を流れる電流を切り替えて当該電流、前記端子の電圧および前記二次電池の充電率が所定時間毎に計測された測定データの各時間の充電率から各時間の開回路電圧を求め、前記測定データの各時間の端子の電圧から対応する時間の開回路電圧を減算して各時間の前記内部抵抗による電圧を算出し、算出された各時間の前記内部抵抗による電圧と、前記測定データの各時間の電流値を前記関数に設定して演算した前記回路部品の電気的な特性値から求められる各時間の前記内部抵抗の電圧との誤差が最少となる前記パラメータの値を解析により特定されて設定された前記関数の情報を取得し、
取得した前記関数の情報を用いて前記二次電池の充電率を推定する
処理を実行させることを特徴とする充電率推定プログラム。
On the computer
A function that shows a change in the electrical characteristic value of a circuit component that constitutes the internal resistance in an equivalent circuit that shows the secondary battery in an equivalent manner by calculating a current value and a parameter, and Based on the characteristic data indicating the relationship between the circuit voltage and the charging rate, the current flowing through the terminal used for charging and discharging the power of the secondary battery is switched to change the current, the voltage of the terminal, and the charging of the secondary battery. The open circuit voltage at each time is obtained from the charging rate at each time of the measurement data measured at predetermined time intervals, and the open circuit voltage at the corresponding time is subtracted from the voltage at each time terminal of the measurement data. Electrical characteristics of the circuit components calculated by calculating the voltage due to the internal resistance of time and setting the calculated voltage due to the internal resistance of each time and the current value of each time of the measurement data as the function Each calculated from the value Acquires the information of the function error of the voltage of the internal resistance is set is identified by analyzing the value of the parameter is minimized between,
A charge rate estimation program for executing a process of estimating a charge rate of the secondary battery using information of the acquired function.
JP2013247934A 2013-11-29 2013-11-29 Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program Active JP6287125B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013247934A JP6287125B2 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013247934A JP6287125B2 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015105874A JP2015105874A (en) 2015-06-08
JP6287125B2 true JP6287125B2 (en) 2018-03-07

Family

ID=53436059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013247934A Active JP6287125B2 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6287125B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017179175A1 (en) * 2016-04-14 2017-10-19 富士通株式会社 Estimation device, estimation program, and charging control device
JP6711981B2 (en) * 2016-04-27 2020-06-17 マレリ株式会社 Battery parameter estimation device
CN112352341B (en) * 2018-06-27 2024-06-11 松下知识产权经营株式会社 Battery system and battery management device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4547908B2 (en) * 2003-12-25 2010-09-22 日産自動車株式会社 Secondary battery input / output possible power estimation device
JP5324196B2 (en) * 2008-11-27 2013-10-23 カルソニックカンセイ株式会社 Battery degradation estimation method and apparatus
DE102009049320A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for determining and / or predicting the high-current capacity of a battery
JP5404964B2 (en) * 2011-10-07 2014-02-05 カルソニックカンセイ株式会社 Battery charging rate estimation device and charging rate estimation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015105874A (en) 2015-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6488105B2 (en) Storage battery evaluation apparatus and method
CN107690585B (en) Method and apparatus for determining the state of health and state of charge of a lithium sulfur battery
Wang et al. Fractional-order modeling and parameter identification for lithium-ion batteries
CN110488194B (en) Lithium battery SOC estimation method and system based on electrochemical impedance model
JP6171897B2 (en) Approximation function creation program, approximation function creation method, approximation function creation device, and charging rate estimation program
JP6555773B2 (en) Storage power remaining amount estimation device, method for estimating remaining power storage amount of storage battery, and computer program
JP6221884B2 (en) Estimation program, estimation method, and estimation apparatus
US20140244225A1 (en) Battery state of charge tracking, equivalent circuit selection and benchmarking
US9846200B2 (en) Battery state estimation device and storage battery system
JP5878088B2 (en) Battery module and state estimation method thereof
JP6711981B2 (en) Battery parameter estimation device
JP6299187B2 (en) Estimation program, estimation method, and estimation apparatus
JP2015215169A (en) Parameter calculation device, parameter calculation method, and program
JP6330605B2 (en) Estimation program, estimation method, and estimation apparatus
JP2017223536A (en) Device for estimating battery state and method for estimating battery state
JP6421411B2 (en) Estimation program for estimating battery charging rate, estimation method for estimating battery charging rate, and estimation device for estimating battery charging rate
JP2015184217A (en) Estimation program, estimation method, and estimation device
JP6287125B2 (en) Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program
WO2018025350A1 (en) Estimation device, estimation program, and charging control device
AU2022263786A1 (en) Battery state estimation device and power system
JP2018009939A (en) Simulation method and simulation device
JP2016211923A (en) Charging amount estimation method and charging amount estimation device
JP6459914B2 (en) Battery characteristics learning device
WO2018029849A1 (en) Estimation device, estimation program, and charging control device
JP2016065844A (en) Battery system control apparatus and control method of battery system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170704

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170904

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6287125

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150