JP6287125B2 - Function creation program, function creation method, function creation device, and charging rate estimation program - Google Patents
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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.
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.
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
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
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
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 /
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
V´=v1 0+v2 0 (8)
v1 0=I×R1=(V´×R1)/(R1+R2) (9)
v2 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,
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
V0´=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
v1 0=Ip×RP1=(V0´×RP1)/(RP1+RP2) (12)
v2 0=Ip×RP2=(V0´×RP2)/(RP1+RP2) (13)
v 1 0 = Ip ×
v 2 0 = Ip ×
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,
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
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
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
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
[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
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
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
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 |
[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
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
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
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
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.
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.
[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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (7)
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.
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1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.
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電圧と、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2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 .
ことを特徴とする請求項1〜3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.
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.
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:
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.
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