JP6577047B2 - 参照エネルギープロファイルを決定する方法および電池を形成するための装置 - Google Patents
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Description
Claims (52)
- 参照エネルギープロファイルを決定するための方法(100)であって、
複数の時間間隔(18a−18d)について、第1充電サイクルの間の第1電池の電気量の吸収を記述する第1コース(12)と、前記第1充電サイクルの後に続く第2充電サイクルの間の第1または第2電池の電気量の吸収を記述する第2コース(14)を比較するステップ(110)と、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1コース(12)と前記第2コース(14)とのずれ(16a−16d)を決定するステップ(120)と、
前記時間間隔(18a−18d)の各々について、前記ずれ(16a−16d)に基づいて前記電気量の量を決定するステップ(130)であって、前記電気量の量は、前記時間間隔(18a−18d)の各々について、形成されるべき電池(24)の形成プロセスの間に形成されるべき前記電池(24)へ供給されるべき前記電気量の量の参照エネルギープロファイルの予め設定されたデフォルト値を記述するステップと、を含む方法。 - 前記電気量の量を決定するステップ(120)は、少なくとも1つの関数引数を有する変換関数に基づいて行われ、前記関数引数は,決定される前記ずれ(16a−16d)であり、前記電気量は、電流強度または電荷量を記述する、請求項1に記載の方法。
- 前記変換関数は、前記形成プロセスにわたって可変である、請求項2に記載の方法。
- 参照エネルギープロファイルを決定するための方法(200)であって、
複数の時間間隔(18a−18d)について、第1充電サイクルの間の第1電池の電気量の吸収を記述する第1コース(12)と、前記第1充電サイクルの後に続く第2充電サイクルの間の第1または第2電池の電気量の吸収を記述する第2コース(14)と比較するステップ(210)と、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1コース(12)と前記第2コース(14)とのずれ(16a−16d)を決定するステップ(220)と、
前記電気量により引き起こされる形成の度合いが、前記電気量により引き起こされ得る形成の40%以上であることを前記比較が示す場合、前記比較に基づいて、ある時間間隔(18a−18d)において別の電池(24)へその形成の間に供給される前記電気量の量を減らすことを決定するステップ(230)と、を含み、
前記複数の時間間隔(18a−18d)にわたる前記電気量の量のコースは、前記参照エネルギープロファイルを少なくとも部分的に記述する、方法。 - 前記電気量により引き起こされ得る前記形成と比較した場合に、前記供給される電気量により引き起こされる前記形成の度合いを、前記ずれを用いて、かつ基準電池または対応する電池タイプのシミュレーションにおける測定値を用いて決定することをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記第1コース(12)と前記第2コース(14)を比較するステップ(110、210)は、さらに、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1または第2電池により吸収または放出される電荷量を決定するステップ(310)、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、吸収される前記電荷量と、前記第1電池の電池極へ印加される電圧の変化を記述する電圧変化との比(dU/dQ)を確立するステップ(320)、または、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、吸収される前記電荷量と、前記第2電池の電池極へ印加される電圧の変化を記述する電圧変化との比(dU/dQ)を確立するステップ(320)を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ずれを決定するステップ(120、220)は、前記第1コース(12)の値と前記第2コース(14)の値の商を計算すること、またはこれらの差を計算することを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1充電サイクルは、その間に前記第1電池が充電される時間的に最初の充電サイクルであり、前記第1電池の放電は、前記第1充電サイクルの後に続き、かつ前記第2充電サイクルは、前記放電の後に続く、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1コース(12)および/または前記第2コース(14)は、複数の電池について確立される充電サイクルの複数のコースの平均値を記述する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の時間間隔(18a−18d)は、前記第1または第2充電サイクルの持続時間に関連し、かつ1時間当たり少なくとも3つの時間間隔(18a−18d)を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の時間間隔(18a−18d)のうちの少なくとも1つの持続時間は、前記第1または第2電池へ印加される電圧が少なくとも0.1%および最大30%の許容範囲内で不変であるタイムスパンと相関する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1または第2コースは、前記第1または第2電池の前記充電または放電プロセスのコンピュータシミュレーションによって得られる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、少なくとも1回の繰返しで繰り返し実行され、個々の繰返しの前記第1コース(12)および前記第2コース(14)は、形成されるべき前記電池(24)の充電または放電サイクルに関連づけられ、繰返しの前記第1コース(12)および前記第2コース(14)は、前記方法の先行する実行の前記第1コース(12)および前記第2コース(14)とそれぞれ比較すると変化しており、かつ、繰り返される前記電池の充電または放電に関して、個々の参照電流プロファイルが確立される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記時間間隔のうちの少なくとも1つにおける前記第1または第2電池の補助量を決定し、決定される前記補助量を前記参照エネルギープロファイルに記憶するステップをさらに含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 電池(24)を形成するための方法(500)であって、
前記電池(24)を形成するための参照エネルギープロファイルを取得するステップ(510)であって、
複数の時間間隔(18a−18d)について、第1充電サイクルの間の第1電池の電気量の吸収を記述する第1コース(12)と、第1充電サイクルの後に続く第2充電サイクルの間の第1または第2電池の電気量の吸収を記述する第2コース(14)を比較すること(110)と、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1コース(12)と前記第2コース(14)とのずれ(16a−16d)を決定すること(120)と、
前記時間間隔(18a−18d)の各々について、前記ずれ(16a〜d)に基づいて前記電気量の量を決定すること(130)であって、前記電気量の量は、前記時間間隔(18a−18d)の各々について、形成されるべき電池(24)の形成プロセスの間に形成されるべき前記電池(24)へ供給されるべき前記電気量の量の参照エネルギープロファイルの予め設定されたデフォルト値を記述すること、を含むステップ(510)と、
前記電池(24)に、ある電気量の量を充電するステップ(520)であって、前記電気量の量の時間的コースは、前記参照エネルギープロファイルに基づくステップ(520)と、を含む方法。 - 前記電気量の量を決定すること(120)は、少なくとも1つの関数引数を有する変換関数に基づいて行われ、前記関数引数は,決定される前記ずれ(16a−16d)であり、前記電気量は、電流強度または電荷量を記述する、請求項15に記載の方法。
- 前記変換関数は、前記形成プロセスにわたって可変である、請求項16に記載の方法。
- 電池(24)を形成するための方法(500)であって、
前記電池(24)を形成するための参照エネルギープロファイルを取得するステップ(510)であって、
複数の時間間隔(18a−18d)について、第1充電サイクルの間の第1電池の電気量の吸収を記述する第1コース(12)と、第1充電サイクルの後に続く第2充電サイクルの間の第1または第2電池の電気量の吸収を記述する第2コース(14)を比較すること(210)と、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1コース(12)と前記第2コース(14)とのずれ(16a−16d)を決定すること(220)と、
前記電気量により引き起こされる形成の度合いが、前記電気量により引き起こされ得る形成の40%以上であることを前記比較が示す場合、前記比較に基づいて、ある時間間隔(18a−18d)において別の電池(24)へその形成の間に供給される前記電気量の量を減らすことを決定すること(230)、を含み、
前記複数の時間間隔(18a−18d)にわたる前記電気量の量のコースは、前記参照エネルギープロファイルを少なくとも部分的に記述する、ステップ(510)と、
前記電池(24)に、ある電気量の量を充電するステップ(520)であって、前記電気量の量の時間的コースは、前記参照エネルギープロファイルに基づくステップ(520)と、を含む方法。 - 前記電気量により引き起こされ得る形成と比較した場合に、前記供給される電気量により引き起こされる前記形成の度合いを、前記ずれを用いて、かつ基準電池または対応する電池タイプのシミュレーションにおける測定値を用いて決定することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記第1コース(12)と前記第2コース(14)を比較すること(110、210)は、さらに、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1または第2電池により吸収または放出される電荷量を決定するステップ(310)、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、吸収される前記電荷量と、前記第1電池の電池極へ印加される電圧の変化を記述する電圧変化との比(dU/dQ)を確立するステップ(320)、または、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、吸収される前記電荷量と、前記第2電池の電池極へ印加される電圧の変化を記述する電圧変化との比(dU/dQ)を確立するステップ(320)を含む、請求項15〜19のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ずれを決定すること(120、220)は、前記第1コース(12)の値と前記第2コース(14)の値の商を計算すること、またはこれらの差を計算することを含む、請求項15〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1充電サイクルは、その間に前記第1電池が充電される時間的に最初の充電サイクルであり、前記第1電池の放電は、前記第1充電サイクルの後に続き、かつ前記第2充電サイクルは、前記放電の後に続く、請求項15〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1コース(12)および/または前記第2コース(14)は、複数の電池について確立される充電サイクルの複数のコースの平均値を記述する、請求項15〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の時間間隔(18a−18d)は、前記第1または第2充電サイクルの持続時間に関連し、かつ1時間当たり少なくとも3つの時間間隔(18a−18d)を含む、請求項15〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の時間間隔(18a−18d)のうちの少なくとも1つの持続時間は、前記第1または第2電池へ印加される電圧が少なくとも0.1%および最大30%の許容範囲内で不変であるタイムスパンと相関する、請求項15〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1または第2コースは、前記第1または第2電池の前記充電または放電プロセスのコンピュータシミュレーションによって得られる、請求項15〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、少なくとも1回の繰返しで繰り返し実行され、個々の繰返しの前記第1コース(12)および前記第2コース(14)は、形成されるべき前記電池(24)の充電または放電サイクルに関連づけられ、繰返しの前記第1コース(12)および前記第2コース(14)は、前記方法の先行する実行の前記第1コース(12)および前記第2コース(14)とそれぞれ比較すると変化しており、かつ、繰り返される前記電池の充電または放電に関して、個々の参照電流プロファイルが確立される、請求項15〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記時間間隔のうちの少なくとも1つにおける前記第1または第2電池の補助量を決定し、決定される前記補助量を前記参照エネルギープロファイルに記憶するステップをさらに含む、請求項15〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記時間的コースは、前記第1または第2電池へ印加される電圧が少なくとも0.1%および最大30%の許容範囲内で不変であるタイムスパンと相関する複数の時間間隔(18a−18d)を含む、請求項15〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 第1時点(t1)における前記電池(24)の第1物理量を決定するステップと、
前記第1時点(t1)の後に続く第2の時点(t2)において、前記電池(24)の充電を中断して、前記電池(24)の前記第1物理量を決定するステップと、
前記第1時点における前記第1物理量と前記第2時点における前記第1物理量とのずれを決定するステップと、
決定される前記ずれに基づいて、前記参照エネルギープロファイルを補正するステップと、
充電または放電を再開するステップと、をさらに含む、請求項15〜29のいずれか一項に記載の方法。 - 前記電気量の量は、前記電池(24)の電池極へ印加される電圧(U)に依存して前記電池(24)へ供給されるべき電気量に関連し、前記第1物理的状態は、前記電池の電池極へ印加される前記電圧(U)であり、かつ前記参照エネルギープロファイルは、決定される前記ずれに基づいて補正される、請求項30に記載の方法。
- 前記電気量の量は、前記電池(24)の電池極へ印加される電圧(U)に依存して前記電池(24)へ供給されるべき電気量の値を指し、前記参照エネルギープロファイルは、さらに、前記電池極へ印加される前記電圧に依存する基準電池の補助量に関する情報を含み、かつ前記方法は、さらに、
前記ずれに基づいて、また前記中断前に第1の値で前記電池(24)へ供給される前記電気量に基づいて、前記電池(24)の補助量を決定するステップと、
前記補助量に基づいて、また再開後に印加される、前記電池(24)へ供給される前記電気量の第2の値に基づいて、前記参照エネルギープロファイルの補正値を決定するステップと、
決定される前記補正値に基づいて、前記参照エネルギープロファイルを補正するステップとを含む、請求項30または31に記載の方法。 - 前記第2時点(t2)における前記電池(24)の前記第1物理量は、前記電池(24)の開路電圧(U2)である、請求項30〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記参照エネルギープロファイルは、形成されるべき電池(24)を形成するために制御可能なエネルギー源により供給されるべき電気エネルギーに関する情報を含み、前記制御可能なエネルギー源により供給されるべき電気エネルギーに関する前記情報は、形成されるべき前記電池の充電または放電をもたらすエネルギー自体、電流強度、電荷量、または電圧に関する情報である、請求項1〜33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電気量の量は、形成されるべき前記電池の充電または放電をもたらす電流強度、および/または電荷量、および/または電圧である、請求項1〜34のいずれか一項に記載の方法。
- プログラムがコンピュータ上で実行されると、請求項1〜35のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
- 参照エネルギープロファイルに基づいて、形成されるべき電池(24)へ前記電気量を印加するための、請求項1〜35のいずれか一項に記載の方法(100、200)を用いて確立されている参照エネルギープロファイルの使用法。
- 電池(24)を形成するための装置(70、80)であって、
前記電池(24)を形成するために、制御可能なエネルギー源(28)に結合される電池(24)へ電気量を供給するように構成される制御可能なエネルギー源(28)と、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の間に前記電池(24)を形成するために、前記制御可能なエネルギー源(28)を複数の時間間隔(18a−18d)において制御するように構成される制御手段(34、34’)と、
前記時間間隔(18a−18d)の各々における前記電池(24)の物理的状態を決定するように構成される検出手段(36)と、を備え、
前記制御手段(34、34’)は、後続の時間間隔(18a−18d)の間に前記電池(24)へ供給される前記電気量の量を増加または低減するように、検出された前記物理的状態に基づいて、前記制御可能なエネルギー源(28)を制御するように構成される、装置。 - 前記物理的状態は、前記電池(24)の電池極へ印加される電圧(U)、前記電池(24)へ誘導される電流強度、前記電池(24)により吸収される電荷量(Q)、前記電池(24)により電気量が吸収される持続時間、および、前記電池(24)に適用される温度または前記電池(24)における温度、のうちの少なくとも1つに関連する、請求項38に記載の装置。
- 前記制御手段(34’)は、検出される前記物理的状態の値をエネルギー量に関連づけ、かつ前記制御可能なエネルギー源(28)を制御して、前記制御可能なエネルギー源(28)に、前記決定されるエネルギー量を後続の時間間隔(18a−18d)内に前記電池(24)へ供給させるように構成される、請求項38または39に記載の装置。
- 前記装置(80)は、前記電気量を前記電池(24)へ供給する充電サイクルの前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について予め設定されたデフォルト値と前記物理的状態を含む参照エネルギープロファイルを記憶するように構成されるメモリ(38)を備え、
前記制御手段(34’)は、前記制御可能なエネルギー源(28)を制御して、前記制御可能なエネルギー源(28)が、電気量の前記予め設定されたデフォルト値に基づいて、前記電池(24)を充電するように構成され、
前記制御手段(34’)は、前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、決定される前記電池(24)の物理的状態と前記物理的状態の前記予め設定されたデフォルト値とのずれ(16a−16d)を決定するように構成され、
前記制御手段(34’)は、前記物理的状態の前記予め設定されたデフォルト値と検出される前記物理的状態との前記ずれ(16a−16d)が少なくとも1%を超えれば、前記電池(24)がより少ない、またはより多い測度の前記電気量を充電されるように、前記制御可能なエネルギー源(28)を前記電気量の前記予め設定されたデフォルト値から逸脱する方法で制御するように構成される、請求項25〜27のいずれか一項に記載の装置。 - 前記物理的状態は、少なくとも部分的に、前記電池(24)により吸収される電荷量(dQ)に対する、前記電池(24)の電池極へ印加される電圧の変化(dU)に関連する、請求項41に記載の装置。
- 電池(24)を形成するための方法(900)であって、
前記電池(24)を形成するために、制御可能なエネルギー源(28)により、前記制御可能なエネルギー源(28)に結合される電池へ電気量を供給するステップ(910)と、
複数の時間間隔(18a−18d)の間に前記電池(24)を形成するために、前記制御可能なエネルギー源(28)を、複数の時間間隔において制御するステップ(920)と、
前記時間間隔の各々において、前記電池(24)の物理的状態を決定するステップ(930)と、を含み、
前記制御可能なエネルギー源(28)は、決定される前記物理的状態に基づいて、後続の時間間隔の間に前記電池(24)へ供給される前記電気量の量が増加または低減するように制御される、方法。 - 第1時点(t1)における前記電池(24)の第1物理量を決定するステップと、
前記第1時点(t1)の後に続く第2時点(t2)において、前記電池(24)への前記電気量の供給を中断して、前記電池(24)の前記第1物理量を決定するステップと、
前記第1時点における前記第1物理量と前記第2時点における前記第1物理量とのずれを決定するステップと、
決定される前記ずれに基づいて、前記電池へ供給されるべき前記電気量の量を補正するステップと、
補正される前記電気量の量に基づいて、充電または放電を再開するステップと、をさらに含む、請求項30に記載の方法。 - 供給されるべき前記電気量の量は、前記電池(24)の電池極へ印加される電圧(U)に依存して、前記電池(24)へ供給されるべき電気量に関連づけられ、前記第1物理的状態は、前記電池の電池極へ印加される前記電圧(U)である、請求項43に記載の方法。
- 供給されるべき前記電気量の量は、前記電池(24)の電池極へ印加される電圧(U)に依存して前記電池(24)へ供給されるべき電気量の値に関連し、かつ前記方法は、さらに、
前記ずれに基づいて、また前記中断前に第1の値で前記電池(24)へ供給される前記電気量に基づいて、前記電池(24)の補助量を決定するステップと、
前記補助量に基づいて、また再開後に印加される、前記電池(24)へ供給される前記電気量の第2の値に基づいて、前記電気量の量の補正値を決定するステップと、
決定される前記補正値に基づいて、前記電気量の量を補正するステップとを含む、請求項44または45に記載の方法。 - 形成されるべき電池(24)を形成するために制御可能なエネルギー源により供給されるべき電流に関する情報を含む参照電流プロファイルを決定するための方法(100)であって、
コース(12、14)の複数の時間間隔(18a−d)について、第1充電サイクルの間の第1電池の充電に伴う電圧変化を記述する第1コース(12)と、前記第1充電サイクルの後に続く第2充電サイクルの間の第1または第2電池の充電に伴う前記電圧変化を記述する第2コース(14)を比較するステップ(110)と、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1コース(12)と前記第2コース(14)とのずれ(16a−16d)を決定するステップ(120)と、
前記時間間隔(18a−18d)の各々について、前記ずれ(16a−16d)に基づいて電流を決定するステップ(130)であって、前記電流は、前記時間間隔(18a−d)の各々について、形成されるべき前記電池(24)の形成プロセスの間に前記制御可能なエネルギー源により形成されるべき前記電池(24)へ供給されるべき電流の量の前記参照エネルギープロファイルの予め設定されたデフォルト値を記述するステップと、を含む方法。 - 前記第1コース(12)と第2コース(14)を比較するステップ(110)は、さらに、
前記複数の時間間隔(18a−18d)の各々について、前記第1または第2電池により吸収または放出される電荷量を決定するステップ(310)であって、前記電気量の正の量は、前記第1または第2電池の充電をもたらし、かつ前記電気量の負の量は、前記第1または第2電池の放電をもたらすステップと、
前記複数の時間間隔(18a−d)の各々について、吸収される前記電荷量と、前記第1電池の電池極へ印加される電圧の変化を記述する電圧変化との比(dU/dQ)、または、吸収される前記電荷量と、前記第2電池の電池極へ印加される電圧の変化を記述する電圧変化との比(dU/dQ)、を確立するステップ(320)とを含む、請求項47に記載の方法。 - 参照エネルギープロファイルを補正するための方法であって、
電池(24)へ供給されるべき電気量の値に関する情報を含む前記参照エネルギープロファイルによって、形成されるべき電池(24)を充電または放電するステップと、
第1時点(t1)における前記電池(24)の第1物理量を決定するステップと、
前記第1時点(t1)の後に続く第2時点(t2)において、前記電池(24)の充電または放電を中断して、前記電池(24)の前記第1物理量を決定するステップと、
前記第1時点における前記第1物理量と前記第2時点における前記第1物理量とのずれを決定するステップと、
決定される前記ずれに基づいて、前記参照エネルギープロファイルを補正するステップと、
充電または放電を再開するステップと、を含む方法。 - 前記参照エネルギープロファイルは、前記電池(24)の電池極へ印加される電圧(U)に依存して前記電池(24)へ供給されるべき前記電気量の値に関する情報を含み、前記第1物理的状態は、前記電池の電池極へ印加される前記電圧(U)であり、かつ前記参照エネルギープロファイルは、決定される前記ずれに基づいて補正される、請求項49に記載の方法。
- 前記ずれに基づいて、また前記中断前に第1の値で前記電池(24)へ供給される前記電気量に基づいて、前記電池(24)の補助量を決定するステップと、
前記補助量に基づいて、また再開後に印加される、前記電池(24)へ供給される前記電気量の第2の値に基づいて、前記参照エネルギープロファイルの補正値を決定するステップと、
決定される前記補正値に基づいて、前記参照エネルギープロファイルを補正するステップとをさらに含む、請求項49または50に記載の方法。 - 前記第2時点(t2)における前記電池(24)の前記第1物理量は、前記電池(24)の開路電圧(U2)である、請求項49〜51のいずれか一項に記載の方法。
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