JP7246801B1 - リチウムイオン二次電池の管理装置およびリチウムイオン二次電池の状態推定方法 - Google Patents
リチウムイオン二次電池の管理装置およびリチウムイオン二次電池の状態推定方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、CCVが低い場合でもリチウムイオン二次電池の状態を高精度に推定することが可能なリチウムイオン二次電池の管理装置およびリチウムイオン二次電池の状態推定方法を提供することにある。
放電パルスおよび充電パルスの電流値は、リチウムイオン二次電池の最大電流の50~100%の範囲内の値であるのが好ましい。
放電パルスおよび充電パルスの容量は、リチウムイオン二次電池の充電容量の0.1~0.5%の範囲内の値であるのが好ましい。
放電パルスおよび充電パルスの容量は、リチウムイオン二次電池の充電容量の0.1~0.5%の範囲内の値であるのが好ましい。
リチウムイオン二次電池の連続放電中または連続充電中に、大電流の放電パルスおよび大電流の充電パルスの内の一方のパルスをリチウムイオン二次電池に入力し、その時に連続的に測定したCCVから、一方のパルスの入力前のCCV初期値を記憶させると共に、CCVの変化速度が速い第1a電圧変化量とCCVの変化速度が遅い第1b電圧変化量とを求める第1工程と、一方のパルスを停止した後、電流値の大きさおよびパルス幅が一方のパルスと同じ他方のパルスをリチウムイオン二次電池に入力し、その時に連続的に測定したCCVから、CCVの変化速度が遅い第2a電圧変化量を求める第2工程と、他方のパルスを停止し、その時に連続的に測定したCCVから、CCVの変化速度が速い第2b電圧変化量を求める第3工程と、第1a電圧変化量および第1b電圧変化量から算出した第1電圧補正量と第2a電圧変化量および第2b電圧変化量から算出した第2電圧補正量とを比較し、その内の絶対値が小さい方の電圧補正量とCCV初期値とからOCV推定値を求める第4工程と、を含むのが好ましい。
さらに、あらかじめ記憶した表または式を使用してOCV推定値からSOC推定値を求める第5工程を含むのが好ましい。
さらに、本発明の第1実施形態のリチウムイオン二次電池の管理装置および本発明の第2実施形態のリチウムイオン二次電池の状態推定方法によれば、上記効果に加え、CCVが低い場合でもリチウムイオン二次電池の状態を高精度に推定することができる。
[数2] 第2電圧補正量=V2a+V2b×(B/A2)
a)ここで、連続放電中に放電パルス、充電パルスの順に入力する場合
[数3(a)] A1=放電パルスの電流-連続放電中の電流
[数3(b)] A2=充電パルスの電流
[数3(c)] B=連続放電中の電流
[数4] OCV推定値=V0+絶対値が小さい方の値
b)また、連続充電中に充電パルス、放電パルスの順に入力する場合
[数5(a)] A1=充電パルスの電流-連続充電中の電流
[数5(b)] A2=放電パルスの電流
[数5(c)] B=連続充電中の電流
[数6] OCV推定値=V0-絶対値が小さい方の値
[数7(a)] A1=充電パルスの電流+連続放電中の電流
[数7(b)] A2=放電パルスの電流
[数7(c)] B=連続放電中の電流
[数8] OCV推定値=V0+絶対値が小さい方の値
d)また、連続充電中に放電パルス、充電パルスの順に入力する場合
[数9(a)] A1=放電パルスの電流+連続充電中の電流
[数9(b)] A2=充電パルスの電流
[数9(c)] B=連続充電中の電流
[数10] OCV推定値=V0-絶対値が小さい方の値
本発明の第1実施形態のリチウムイオン二次電池の管理装置は、基本的に以上のように構成される。
本発明のリチウムイオン二次電池の状態推定方法は、リチウムイオン二次電池20の連続放電中または連続充電中に、電流値およびパルス幅が互いに同じ放電パルスおよび充電パルスを順にまたは逆順にリチウムイオン二次電池20に入力し、その時に変化するリチウムイオン二次電池20のCCVを連続的に測定し、CCVからOCV推定値を求める。
本発明のリチウムイオン二次電池の状態推定方法は、さらに、第5工程を含むのが好ましい。その場合には、第5工程は、ステップS18に示すように、あらかじめ記憶した表または式を使用してOCV推定値からSOC推定値を求める。
本発明の第2実施形態のリチウムイオン二次電池の状態推定方法は、基本的に以上のように構成される。
[数12] 第2電圧補正量=V2a+V2b×(10/100)
この結果から、実施例1および実施例2のリチウムイオン二次電池の状態推定方法、およびその機能を有するリチウムイオン二次電池の管理装置は、CCVが低い場合でもリチウムイオン二次電池の状態を高精度に推定することができるのは明らかである。
12 CPU
14 放電パルス発生部
16 充電パルス発生部
18 CCV測定部
20 リチウムイオン二次電池
22 外部機器
24 記憶部
Claims (10)
- リチウムイオン二次電池のOCV推定値を求めるCPUと、
前記CPUからの信号に基づいて、前記CPUが前記リチウムイオン二次電池に入力する放電パルスを発生させる放電パルス発生部と、
前記CPUからの信号に基づいて、前記CPUが前記リチウムイオン二次電池に入力する、電流値の大きさおよびパルス幅が前記放電パルスと同じ充電パルスを発生させる充電パルス発生部と、
前記リチウムイオン二次電池の連続放電中または連続充電中に前記放電パルスおよび前記充電パルスを順にまたは逆順に前記リチウムイオン二次電池に入力した時に変化する前記リチウムイオン二次電池のCCVを連続的に測定するCCV測定部と、を備え、
前記CPUは、外部機器からの入力信号に基づいて、前記CCV測定部が連続的に測定した前記CCVから前記OCV推定値を求め、前記OCV推定値を前記外部機器に送信する機能を有するものであり、
前記CPUは、前記リチウムイオン二次電池に前記放電パルスを入力した時のCCVと前記充電パルスを入力した時のCCVとを比較し、その内の一方のCCVから前記OCV推定値を求めるリチウムイオン二次電池の管理装置。 - さらに、前記リチウムイオン二次電池のOCVの測定値とSOCの測定値との関係を示す表または式を記憶した記憶部を備え、
前記CPUは、前記表または式を使用して前記OCV推定値からSOC推定値を求める機能と、前記OCV推定値の代わりにまたは前記OCV推定値に加えて、前記SOC推定値を前記外部機器に送信する機能と、を有する請求項1に記載のリチウムイオン二次電池の管理装置。 - 前記放電パルスおよび前記充電パルスの電流値は、前記リチウムイオン二次電池の最大電流の50~100%の範囲内の値である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池の管理装置。
- 前記放電パルスおよび前記充電パルスの容量は、前記リチウムイオン二次電池の充電容量の0.1~0.5%の範囲内の値である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池の管理装置。
- 前記CPUは、さらに、
前記リチウムイオン二次電池の連続放電中または連続充電中に、大電流の放電パルスおよび大電流の充電パルスの内の一方のパルスを前記リチウムイオン二次電池に入力し、その時に連続的に測定したCCVから、前記一方のパルスの入力前のCCV初期値を記憶させると共に、CCVの変化速度が速い第1a電圧変化量とCCVの変化速度が遅い第1b電圧変化量とを求める第1機能と、
前記一方のパルスを停止した後、電流値の大きさおよびパルス幅が前記一方のパルスと同じ他方のパルスを前記リチウムイオン二次電池に入力し、その時に連続的に測定したCCVから、CCVの変化速度が遅い第2a電圧変化量を求める第2機能と、
前記他方のパルスを停止し、その時に連続的に測定したCCVから、CCVの変化速度が速い第2b電圧変化量を求める第3機能と、
前記第1a電圧変化量および前記第1b電圧変化量から算出した第1電圧補正量と前記第2a電圧変化量および前記第2b電圧変化量から算出した第2電圧補正量とを比較し、その内の絶対値が小さい方の電圧補正量と前記CCV初期値とから前記OCV推定値を求める第4機能と、を有する請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池の管理装置。 - リチウムイオン二次電池の連続放電中または連続充電中に、電流値の大きさおよびパルス幅が互いに同じ放電パルスおよび充電パルスを順にまたは逆順に前記リチウムイオン二次電池に入力し、その時に変化する前記リチウムイオン二次電池のCCVを連続的に測定し、前記CCVからOCV推定値を求めるリチウムイオン二次電池の状態推定方法であって、
前記リチウムイオン二次電池に前記放電パルスを入力した時のCCVと前記充電パルスを入力した時のCCVとを比較し、その内の一方のCCVから前記OCV推定値を求めるリチウムイオン二次電池の状態推定方法。 - 前記放電パルスおよび前記充電パルスの電流値は、前記リチウムイオン二次電池の最大電流の50~100%の範囲内の値である請求項6に記載のリチウムイオン二次電池の状態推定方法。
- 前記放電パルスおよび前記充電パルスの容量は、前記リチウムイオン二次電池の充電容量の0.1~0.5%の範囲内の値である請求項6または7に記載のリチウムイオン二次電池の状態推定方法。
- 前記リチウムイオン二次電池の連続放電中または連続充電中に、大電流の放電パルスおよび大電流の充電パルスの内の一方のパルスを前記リチウムイオン二次電池に入力し、その時に連続的に測定したCCVから、前記一方のパルスの入力前のCCV初期値を記憶させると共に、CCVの変化速度が速い第1a電圧変化量とCCVの変化速度が遅い第1b電圧変化量とを求める第1工程と、
前記一方のパルスを停止した後、電流値の大きさおよびパルス幅が前記一方のパルスと同じ他方のパルスを前記リチウムイオン二次電池に入力し、その時に連続的に測定したCCVから、CCVの変化速度が遅い第2a電圧変化量を求める第2工程と、
前記他方のパルスを停止し、その時に連続的に測定したCCVから、CCVの変化速度が速い第2b電圧変化量を求める第3工程と、
前記第1a電圧変化量および前記第1b電圧変化量から算出した第1電圧補正量と前記第2a電圧変化量および前記第2b電圧変化量から算出した第2電圧補正量とを比較し、その内の絶対値が小さい方の電圧補正量と前記CCV初期値とからOCV推定値を求める第4工程と、を含む請求項6または7に記載のリチウムイオン二次電池の状態推定方法。 - さらに、あらかじめ記憶した表または式を使用して前記OCV推定値からSOC推定値を求める第5工程を含む請求項9に記載のリチウムイオン二次電池の状態推定方法。
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