JP6314543B2 - 蓄電池の充電状態推定方法及び装置 - Google Patents
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Description
また本発明の蓄電池の充電状態推定装置は、蓄電池の電流、電圧、温度の計測部と、蓄電池の電圧、充放電電流、温度の情報からある係数群を用いた演算式により充電状態を算出する充電状態算出部と、所定の条件成立時に前記係数群の更新の要否を判定する判定部と、判定部の指示により前記係数群の更新のために蓄電池の充放電動作及び蓄電池の電流、電圧、温度の計測を制御して前記係数群を算出する係数更新部と、前記係数更新部において係数算出に用いる計測値の取得に時間的に先行して充電状態を好ましい値に調整すると共に開放電圧より高い端子電圧もしくは低い端子電圧となるよう充放電方向の切り替えを行う制御部と、前記制御部の切り替え方向の異なる条件下で作成した複数の係数群から複数の充電状態を算出し該複数の充電状態の推定値を内外分する演算を行いあらたな充電状態の推定値を算出する演算部とを備える。
Imesの印加に伴い蓄電池の端子電圧は、一定値への漸近に近い変化を示す(但し、Imes印加前の電流値(=Icond)とImesの電流値が異なる場合)。同変化量が十分に小さくなった点、若しくはΔSOC換算量で一定値を超えた点、或いは所定時間Tmesの経過により計測を終了する(s534)。以上のステップを、複数のImesに関し順次に印加し、全てのImesに関する印加をもって終了する(s535)。Imesの値に関しては、例えばIcondより小さい値、Icond程度の値、Icond以上の値を3点程度以上選択する。また、s532を含むループ中では、Imesは絶対値の小さい値から絶対値の大きな値の順で印加すると、直前のImesの印加による端子電圧変動の影響を軽減できる。
・sign(Icond)=sign(Imes)かつsign(Imes)=-1の条件下の測定データにより導出された係数群を、順方向の充電係数(以降Ccf)、
・sign(Icond)=sign(Imes)かつsign(Imes)=1の条件下の測定データにより導出された係数群を、順方向の放電係数(以降Cdf)、
・sign(Icond)≠sign(Imes)かつsign(Imes)=-1の条件下の測定データにより導出された係数群を、逆方向の充電係数(以降Ccr)、
・sign(Icond)≠sign(Imes)かつsign(Imes)=1の条件下の測定データにより導出された係数群を、逆方向の放電係数(以降Cdr)、
と定義する。
Sl=Sc(Ccf)+Sd(Cdr) (式3)
上記(式3)の右辺第一項は、SOC推定の対象の蓄電池に対し、充電方向の電流が印加されている場合のSOC推定(Sc)において、係数群Ccfを適用し、同じく右辺第二項は放電方向のSOC推定(Sd)において、係数群Cdrを適用しSOCを算出することを擬似的に表現した。上記(式3)の左辺Slは、同演算結果が、低め(SOC Low)のSOC推定値となることが予め予想される推定結果であることを示している。
Sh=Sc(Ccr)+Sd(Cdf) (式4)
上記、(式3)及び(式4)の結果を用い、本実施例のSOC推定結果Soutは、下記(式5)で示される。
Sout=p*Sl+(1-p)*Sh (式5)
ここで、pはSlとShを内外分する係数で、例えば0.5を用いると、両者の中点がSOC推定結果となることを示している。上記pは、蓄電池の特性の他、実際に適用する風力サイトの特性に応じ、適宜調整する。
Sl=Sc(Ccf)+Sd(Cdr), Sh=Sc(Ccr)+Sd(Cdf)
に替えて、下記の組み合わせを用いることができる。
Sl=Sc(Ccf)+Sd(Cdf), Sh=Sc(Ccr)+Sd(Cdf) (式6)
Sl=Sc(Ccf)+Sd(Cdr), Sh=Sc(Ccr)+Sd(Cdr) (式7)
充電方向の端子電圧変動が小さい場合、下記(式8)或いは(式9)を用いる。
Sl=Sc(Ccf)+Sd(Cdr), Sh=Sc(Ccf)+Sd(Cdf) (式8)
Sl=Sc(Ccr)+Sd(Cdr), Sh=Sc(Ccr)+Sd(Cdf) (式9)
上記(式6)〜(式9)のどれかを用いると、SOC推定のための係数群決定のための測定回数を減らせるため、工数削減のほか風力サイトの稼働時間への影響を低減できる。若しくは同じ稼働時間であれば、係数の更新頻度を増やすことができる。
pの可変は、特に(式6)〜(式9)のように、非対称性からSOC推定の誤差が残りやすい形式に適用すると効果が高い。これらの処理を模式的に示したものが図9である。同図で直前の推定分極量の演算部は、前出のpを算出する。ShとSlの演算結果とpを用いた傾倒の具合から、SOCを算出する。図9の模式的回路では内分のみだが、そのまま外分にも拡張できる。
Claims (5)
- 蓄電池の充電状態推定方法において、
蓄電池の電圧、充放電電流、温度の情報からある係数群を用いた演算式により充電状態を算出する第1の手順と、前記係数群の作成若しくは更新に際し、係数群の作成のための蓄電池の電圧、電流、温度の計測時における充電若しくは放電の方向と、その計測に時間的に先行し充電状態を好ましい値に調整する際の充電若しくは放電の方向とを同一にするか異にするかの切り替えを行う第2の手順と、前記第2の手順を適用して得られた計測値から充電状態推定のための係数群を作成/更新する手順とを有することを特徴とする蓄電池の充電状態推定方法。 - 請求項1に記載の蓄電池の充電状態推定方法において、
充電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果と放電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を異にして作成した係数群による演算結果との双方を用いて演算した第一の充電状態値と、
充電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を異にして作成した係数群による演算結果と放電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果との双方を用いて演算した第二の充電状態値と、
を用いて充電状態を推定することを特徴とする蓄電池の充電状態推定方法。 - 請求項1に記載の蓄電池の充電状態推定方法において、
充電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果と放電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を異にして作成した係数群による演算結果との双方を用いて演算した第一の充電状態値と、
充電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果と放電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果の双方を用いて演算した第三の充電状態値と、
を用いて充電状態を推定することを特徴とする蓄電池の充電状態推定方法。 - 請求項1に記載の蓄電池の充電状態推定方法において、
充電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果と放電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果との双方を用いて演算した第三の充電状態値と、
充電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を異にして作成した係数群による演算結果と放電時の蓄電池に関し前記2つの電流の方向を同一にして作成した係数群による演算結果との双方を用いて演算した第二の充電状態値と、
を用いて充電状態を推定することを特徴とする蓄電池の充電状態推定方法。 - 蓄電池の充電状態推定装置において、
蓄電池の電流、電圧、温度の計測部と、蓄電池の電圧、充放電電流、温度の情報からある係数群を用いた演算式により充電状態を算出する充電状態算出部と、所定の条件成立時に前記係数群の更新の要否を判定する判定部と、判定部の指示により前記係数群の更新のために蓄電池の充放電動作及び蓄電池の電流、電圧、温度の計測を制御して前記係数群を算出する係数更新部と、前記係数更新部において係数算出に用いる計測値の取得に時間的に先行して充電状態を好ましい値に調整すると共に開放電圧より高い端子電圧もしくは低い端子電圧となるよう充放電方向の切り替えを行う制御部と、前記制御部の切り替え方向の異なる条件下で作成した複数の係数群から複数の充電状態を算出し該複数の充電状態の推定値を内外分する演算を行いあらたな充電状態の推定値を算出する演算部とを備えたことを特徴とする蓄電池の充電状態推定装置。
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