JP6324248B2 - 電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法 - Google Patents
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Description
本発明による電池状態検知プログラムは、電池に接続された電池状態検知装置内のコンピュータにより実行されるプログラムであって、前記コンピュータを、前記電池の電圧検知結果、推定された前記電池の充電状態、および前記電池の電流検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流を求める第一許容電流演算部と、推定された前記電池の充電状態、前記電池の電流検知結果、前記電池の温度検知結果に基づく前記電池の第二の許容電流を求める第二許容電流演算部と、前記第一の許容電流と前記第二の許容電流を比較し、その比較結果に基づいて所定の補正処理を行う補正部として機能させ、前記第一許容電流演算部は、前記電池の充電時または放電時に前記第一の許容電流を演算し、前記補正部は、前記第二許容電流演算部による前記第二の許容電流の演算結果、または前記第二許容電流演算部が前記第二の許容電流を求めるために用いる前記電池の特性情報を補正することにより、前記補正処理を行う。
本発明による電池状態検知方法は、電池の状態を検知する方法であって、前記電池の電圧、電流、および温度を検知し、前記電池の充電状態を推定し、前記電池の充電時または放電時に、前記電池の電圧検知結果、前記電池の充電状態の推定結果、および前記電池の電流検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流の算出を行い、前記電池の充電状態の推定結果、前記電池の電流検知結果、および前記電池の温度検知結果に基づく前記電池の第二の許容電流を算出する第二許容電流算出処理を行い、前記第一の許容電流と前記第二の許容電流を比較し、その比較結果に基づいて、前記算出した前記第二の許容電流、または前記第二許容電流算出処理に用いる前記電池の特性情報を補正する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電池システム100とその周辺の構成を示す図である。電池システム100はリレー300aと300bを介してインバータ400に接続され、リレー300cと300dを介して充電器420に接続される。電池システム100は、組電池110、単電池管理部120、電流検知部130、電圧検知部140、組電池制御部150、記憶部180を備える。
CCV=OCV+I×Ro+Vp (1)
OCV=CCV−I×Ro−Vp (2)
SOCi=SOC0+100×∫Idt/Qmax (3)
VDdet=CCV−OCV_SOC (4)
Rdet=VDdet/I (5)
VDpred= I×ROpred+VPpred (6)
Imax_chg1=(Vmax−OCV_SOC)/Rdet_chg (7)
Imax_dis1=(Vmin−OCV_SOC)/Rdet_dis (8)
Imax_chg2=(Vmax−OCV_SOC)/Rpred_chg (9)
Imax_dis2=(Vmin−OCV_SOC)/Rpred_dis (10)
ROdet=(V(t)-V(t-1))/(I(t)-I(t-1) (11)
式(11)で得られる直流抵抗は、電圧検知部140と電流検知部130の測定性能や、式(11)を実行した条件によって、値が不安定になる場合がある。そこで、必要に応じて、式(11)を複数回実行して得られたROdetを平均化した後に以降の演算に活用すると良い。
VPdet=CCV−OCV_SOC- I×ROdet (12)
ここで、CCVは電圧検知部140が計測した充放電中の電圧値、OCV_SOCは図5に示したSOCテーブル501によりSOCの推定結果から得られるOCVの値、Iは電流検知部130で計測された電流値、ROdetは内部抵抗検知部701が検知した組電池110の充電側もしくは放電側で検知された直流抵抗である。VPdetの検知結果は、直流抵抗値ROdet_chgとROdet_dis、電池状態を検知できたかを示すRflag_chgとRflag_disと共に出力され、後述する許容電流の演算に活用される。
Imax_chg1={Vmax−(OCV_SOC+VPdet)}/ROdet_chg (13)
Imax_dis1={Vmin−(OCV_SOC+VPdet)}/ROdet_dis (14)
Imax_chg2={Vmax−(OCV_SOC+VP)}/ROpred_chg (15)
Imax_dis2={Vmin−(OCV_SOC+VP)}/ROpred_dis (16)
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の内部抵抗検知部701、許容充電電流決定部705および許容放電電流決定部706の処理内容にそれぞれ変更を加えた例について説明する。その他の機能は、第1の実施形態で説明したのと同じである。
Imax_chg=Wchg×Imax_chg1+(1−Wchg)×Imax_chg2 (17)
Imax_dis=Wdis×Imax_dis1+(1−Wdis)×Imax_dis2 (18)
次に本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第一許容電流演算部703、第二許容電流演算部704、許容充電電流決定部705および許容放電電流決定部706の処理内容にそれぞれ変更を加えた例について説明する。その他の機能は、第1の実施形態で説明したのと同じである。
Wchg=ΔImax_chg22/(ΔImax_chg12+ΔImax_chg22) (19)
Wdis=ΔImax_dis22/(ΔImax_dis12+ΔImax_dis22) (20)
次に本発明の第4の実施形態について説明する。本実施形態では、組電池110の内部抵抗の変化を考慮して、許容電流を補正する例について説明する。
次に本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態では、許容電流の演算結果を監視して組電池110の劣化状態を推定し、その推定結果に基づいて組電池110の寿命判定を行う例について説明する。
SOH=Imax_det/Imax_new (21)
次に本発明の第6の実施形態について説明する。本実施形態では、許容電流の補正結果を監視して組電池110の劣化状態を推定し、その推定結果に基づいて組電池110の寿命判定を行う例について説明する。
次に本発明の第7の実施形態について説明する。本実施形態では、組電池110の特定情報の補正結果を監視して組電池110の劣化状態を推定し、その推定結果に基づいて組電池110の寿命判定を行う例について説明する。
SOH=R_det/R_new (22)
Claims (9)
- 電池の状態を検知する装置であって、
電圧検知部により検知された前記電池の電圧、推定された前記電池の充電状態、および電流検知部により検知された前記電池の電流に基づく前記電池の第一の許容電流を求める第一許容電流演算部と、
推定された前記電池の充電状態、前記電流検知部により検知された前記電池の電流、および前記電池の温度に基づく前記電池の第二の許容電流を求める第二許容電流演算部と、
前記第一の許容電流と前記第二の許容電流を比較し、その比較結果に基づいて所定の補正処理を行う補正部と、を備え、
前記第一許容電流演算部は、前記電池の充電時または放電時に前記第一の許容電流を演算し、
前記補正部は、前記第二許容電流演算部による前記第二の許容電流の演算結果、または前記第二許容電流演算部が前記第二の許容電流を求めるために用いる前記電池の特性情報を補正することにより、前記補正処理を行うことを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1に記載の電池状態検知装置において、
前記補正部は、前記第一の許容電流と前記第二の許容電流の差に応じた複数の補正係数を予め保持しており、前記複数の補正係数の中から選択した補正係数を用いて前記補正処理を行うことを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項2に記載の電池状態検知装置において、
前記補正部は、
前記電池の充放電時間または前記電池の分極電圧の一方と、前記第一の許容電流と前記第二の許容電流の差とに応じた複数の補正係数を予め保持しており、
前記電池の充放電時間または前記電池の分極電圧の一方と、前記第一の許容電流と前記第二の許容電流の差とに基づいて、前記補正処理に用いる前記補正係数を決定することを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電池状態検知装置において、
前記第一許容電流演算部による前記第一の許容電流の演算結果、および前記第二許容電流演算部による前記第二の許容電流の演算結果の少なくとも一つ、または、前記補正部による前記補正処理の結果を監視し、前記電池の劣化状態を推定する劣化推定部をさらに備えることを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項4に記載の電池状態検知装置において、
前記劣化推定部は、前記電池の劣化状態の推定結果に基づいて、前記電池が寿命であるか否かを判定することを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1に記載の電池状態検知装置において、
前記第一の許容電流は、前記電池の充電に対する第一の許容充電電流と、前記電池の放電に対応する第一の許容放電電流とを含み、
前記第二の許容電流は、前記電池の充電に対する第二の許容充電電流と、前記電池の放電に対応する第二の許容放電電流とを含み、
前記補正部は、
前記電池が充電されているときには、前記第一の許容充電電流と前記第二の許容充電電流を比較し、その比較結果に基づいて前記補正処理を行い、
前記補正部は、
前記電池が放電されているときには、前記第一の許容放電電流と前記第二の許容放電電流を比較し、その比較結果に基づいて前記補正処理を行うことを特徴とする電池状態検知装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の電池状態検知装置と、
前記電圧検知部により電圧が検知され、前記第一の許容電流および前記第二の許容電流の少なくとも一つに基づいて決定された許容電流に基づいて充放電される二次電池と、を備えることを特徴とする二次電池システム。 - 電池に接続された電池状態検知装置内のコンピュータにより実行されるプログラムであって、前記コンピュータを、
前記電池の電圧検知結果、推定された前記電池の充電状態、および前記電池の電流検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流を求める第一許容電流演算部と、
推定された前記電池の充電状態、前記電池の電流検知結果、前記電池の温度検知結果に基づく前記電池の第二の許容電流を求める第二許容電流演算部と、
前記第一の許容電流と前記第二の許容電流を比較し、その比較結果に基づいて所定の補正処理を行う補正部として機能させ、
前記第一許容電流演算部は、前記電池の充電時または放電時に前記第一の許容電流を演算し、
前記補正部は、前記第二許容電流演算部による前記第二の許容電流の演算結果、または前記第二許容電流演算部が前記第二の許容電流を求めるために用いる前記電池の特性情報を補正することにより、前記補正処理を行うことを特徴とする電池状態検知プログラム。 - 電池の状態を検知する方法であって、
前記電池の電圧、電流、および温度を検知し、
前記電池の充電状態を推定し、
前記電池の充電時または放電時に、前記電池の電圧検知結果、前記電池の充電状態の推定結果、および前記電池の電流検知結果に基づく前記電池の第一の許容電流の算出を行い、
前記電池の充電状態の推定結果、前記電池の電流検知結果、および前記電池の温度検知結果に基づく前記電池の第二の許容電流を算出する第二許容電流算出処理を行い、
前記第一の許容電流と前記第二の許容電流を比較し、その比較結果に基づいて、前記算出した前記第二の許容電流、または前記第二許容電流算出処理に用いる前記電池の特性情報を補正することを特徴とする電池状態検知方法。
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