JP6490882B1 - 蓄電池診断装置および蓄電池診断方法、並びに蓄電池制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る蓄電池診断装置100の構成を示した図である。なお、図1には、蓄電池診断装置100に接続されるN個(N≧2)の蓄電池101−1,・・・,101−Nも併せて図示している。
なお、典型的には1階微分(j=1)または2階微分(j=2)までを利用するが、3階微分以上(j≧3)までの有限階微分データまで用いて評価関数を作成してもよい。
本発明の実施の形態2に係る蓄電池診断装置および診断方法について説明する。実施の形態2に係る蓄電池診断装置の構成は、実施の形態1の図1に示した構成と同じであるため、ここでは、構成に関する説明は省略する。
本発明の実施の形態3に係る蓄電池制御システム200について説明する。図21は、本発明の実施の形態3に係る蓄電池制御システム200の構成を示した図である。なお、図21には、蓄電池制御システム200に接続されるN個(N≧2)の蓄電池101−1,・・・,101−N、および、蓄電池制御システム200から制御信号が送られる電力変換器201も併せて図示している。
Claims (9)
- 2個以上のN個の蓄電池のそれぞれの端子間電圧をN個の検出電圧として検出する電圧検出部と、
前記検出電圧の時系列データを含む前記N個の蓄電池の時系列データを保存するデータ保存部と、
前記データ保存部に保存された前記検出電圧の時系列データにフィッティングするOCV要素関数を求め、前記N個の蓄電池に対応する正極OCVモデル関数および負極OCVモデル関数を、それぞれ、前記OCV要素関数の和によって生成する正負極OCVモデル関数生成部と、
前記正極OCVモデル関数および前記負極OCVモデル関数に基づいて、各前記N個の蓄電池に対応する蓄電池モデル関数を生成するとともに、前記データ保存部に保存された前記時系列データと、前記蓄電池モデル関数を用いて算出した推定値の時系列データとの誤差を示す評価関数を生成して、前記評価関数の値が小さくなるように各前記N個の蓄電池に対応する前記N個の蓄電池モデル関数の推定パラメタ群を算出する、蓄電池モデル関数パラメタ群推定部と
を備えた、蓄電池診断装置。 - 前記蓄電池モデル関数パラメタ群推定部が算出する前記N個の蓄電池モデル関数の前記推定パラメタ群は、
前記N個の蓄電池間で同一である、前記正極OCVモデル関数のパラメタ群および前記負極OCVモデル関数のパラメタ群の少なくともひとつと、
前記N個の蓄電池間で異なる、正極容量維持率と負極容量維持率と正負極間SOCシフト量を含む容量パラメタ群の少なくともひとつと
を含んでいる、請求項1に記載の蓄電池診断装置。 - 前記N個の蓄電池のそれぞれの充放電電流をN個の検出電流として検出する電流検出部をさらに備え、
前記データ保存部は、
前記電流検出部が検出した前記N個の検出電流から前記N個の蓄電池の電気量の時系列データを算出する時系列電気量算出部と、
前記電圧検出部が検出した前記N個の検出電圧の時系列データを、前記N個の蓄電池の電気量の時系列データで微分して、時系列電圧微分データを算出する電圧微分データ算出部と、
前記検出電流の時系列データと前記検出電圧の時系列データと前記電気量の時系列データと前記時系列電圧微分データとを含む、前記N個の蓄電池の時系列データを保存する時系列データ格納部と
を備えた、請求項1または2に記載の蓄電池診断装置。 - 前記正負極OCVモデル関数生成部は、
前記電圧微分データ算出部が算出した前記時系列電圧微分データに基づいて、前記検出電圧の時系列データの中から特徴的な電圧変化を示す領域を検出し、前記領域にフィッティングするOCV要素関数を複数のOCV要素関数候補の中から選択して割り当てるOCV要素関数決定部と、
前記領域に割り当てられた前記OCV要素関数を正極に帰属させるか負極に帰属させるかを決定して、前記OCV要素関数の正極または負極への帰属の組み合わせを生成し、各組み合わせごとに、前記正極に帰属する前記OCV要素関数の和によって前記正極OCVモデル関数を生成するとともに前記負極に帰属する前記OCV要素関数の和によって前記負極OCVモデル関数を生成する、正負極OCVモデル関数決定部と
を備えた、請求項3に記載の蓄電池診断装置。 - 前記複数のOCV要素関数候補は、ロジスティック関数、双曲線正接関数、コーシー分布の累積分布関数の少なくともいずれか1つを含む、
請求項4に記載の蓄電池診断装置。 - 蓄電池モデル関数パラメタ群推定部は、
前記データ保存部に保存された前記時系列データに基づいて、前記蓄電池モデル関数、前記蓄電池モデル関数の前記推定パラメタ群、および、前記評価関数を生成することで、解くべき最適化問題を決定する、最適化問題決定部と、
前記正負極OCVモデル関数決定部が生成した前記組み合わせごとに、前記最適化問題決定部が生成した前記評価関数の値が小さくなるように前記推定パラメタ群の値を算出し、前記推定パラメタ群の値と、当該推定パラメタ群を用いたときの前記蓄電池モデル関数および前記評価関数の値とを出力する推定演算部と、
推定演算部が出力する評価関数の値とそれ以前に算出されて最小の値として格納されている評価関数Lの値とを比較して、小さい方の評価関数の値およびそれに対応する推定パラメタ群の値を格納することを繰り返して、最終的に最小となった評価関数の値に対応する推定パラメタ群、あるいは、前記推定演算部が出力した前記評価関数の値が予め設定された閾値より小さいときの前記推定パラメタ群を、最適な推定パラメタ群として出力する判定部と
を備えた、請求項4または5に記載の蓄電池診断装置。 - 前記データ保存部は、前記N個の蓄電池のN個の時系列データに、過去に保存したM個の蓄電池の前記検出電流と前記検出電圧と前記電気量のM個の時系列データを加えたN+M個の時系列データを保存し、
前記正負極OCVモデル関数生成部および前記蓄電池モデル関数パラメタ群推定部は、前記時系列データの代わりに、前記N+M個の時系列データを用いる、
請求項3から6までのいずれか1項に記載の蓄電池診断装置。 - 請求項1から7までのいずれか1項に記載の蓄電池診断装置と、
前記蓄電池診断装置が出力する前記N個の蓄電池モデル関数の前記推定パラメタ群を用いて、前記N個の蓄電池の制御信号を生成し、前記N個の蓄電池を制御する電力変換器に対して前記制御信号を出力する制御装置と
を備えた、蓄電池制御システム。 - 2個以上のN個の蓄電池の端子間電圧をN個の検出電圧として検出する電圧検出ステップと、
前記検出電圧の時系列データを含む前記N個の蓄電池の時系列データをメモリに保存するデータ保存ステップと、
前記メモリに保存された前記検出電圧の時系列データにフィッティングするOCV要素関数を求め、前記N個の蓄電池に対応する正極OCVモデル関数および負極OCVモデル関数を、それぞれ、前記OCV要素関数の和によって生成する正負極OCVモデル関数生成ステップと、
前記正極OCVモデル関数および前記負極OCVモデル関数に基づいて前記N個の蓄電池のそれぞれに対応する蓄電池モデル関数を生成するとともに、前記メモリに保存された前記時系列データと、前記蓄電池モデル関数を用いて算出した推定データの時系列データとの誤差を示す評価関数を生成して、前記評価関数の値が小さくなるように前記N個の蓄電池のそれぞれに対応する前記N個の蓄電池モデル関数の推定パラメタ群を算出する蓄電池モデル関数パラメタ群推定ステップと
を備え、
前記蓄電池モデル関数パラメタ群推定ステップが算出する前記N個の蓄電池モデル関数の前記推定パラメタ群は、
前記N個の蓄電池間で同一である、前記正極OCVモデル関数のパラメタ群および前記負極OCVモデル関数のパラメタ群の少なくともひとつと、
前記N個の蓄電池間で異なる、正極容量維持率と負極容量維持率と正負極間SOCシフト量を含む容量パラメタ群の少なくともひとつと
を含んでいる、
蓄電池診断方法。
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