JP7266125B2 - 電気車両用バッテリーの動的容量を推定するための方法とそのシステム - Google Patents
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Description
図8は、本発明との一貫性を有する実施形態を実行するためのコンピュータシステム800のブロック図を例示する。一実施態様において、該コンピュータシステム800を利用して、該推定ユニット101を実行する。該コンピュータシステム800は、中央処理装置(「CPU」あるいは「プロセッサー」)802を含んでよい。一実施態様において、該プロセッサー802は、該プロセッサー105を担持する。該プロセッサー802は、仮想的記憶装置領域ネットワーク内でプロセスを実行するための少なくとも一つのデータプロセッサーを含んでよい。該プロセッサー802は、統合システム(バス)コントローラー、メモリー管理制御ユニット、浮動小数点ユニット、グラフィック処理ユニット、デジタル信号処理ユニットなどの特化処理ユニットを含んでよい。
100 周囲環境例
101 推定ユニット
102 バッテリー
103 電気車両
104 通信ネットワーク
105 プロセッサー
106 I/Oインターフェース
107 メモリー
108 モジュール
109 データ
201 SOH受信モジュール
202 電圧プロファイル予測モジュール
203 動的容量推定モジュール
204 寿命インデックス確定モジュール
205 故障インデックス予測モジュール
206 その他のモジュール
207 SOHデータ
208 地理的位置データ
209 用途データ
210 電圧プロファイルデータ
211 動的容量データ
212 寿命インデックスデータ
213 故障インデックスデータ
214 負荷プロファイルデータ
215 エネルギー情報データ
216 その他のデータ
301 電圧ウィンドウ確定ユニット
302 抵抗挙動確定ユニット
303 OCVウィンドウ推定ユニット
304 第一OCVプロファイル推定ユニット
305 理想的電圧プロファイル予測ユニット
306 優しい取扱用理想的電圧プロファイル予測ユニット
307 激しい取扱用理想的電圧プロファイル予測ユニット
308 この先の旅程情報のためのエネルギー推定ユニット
309 バッテリーのSOC推定ユニット
310 SOCプロファイル推定ユニット
311 第二OCVプロファイル推定ユニット
312 リアルタイム電圧プロファイル予測ユニット
313 データベース
314 バッテリー抵抗挙動用プロット
315 バッテリー電圧ウィンドウ用プロット
316 OCVウィンドウ用プロット
317 第一OCVプロファイル用プロット
318 理想的電圧プロファイル用プロット
401 バッテリーパックモデル
402 理想的電圧プロファイル予測ユニット
403 リアルタイム電圧プロファイル予測ユニット
404 動的容量推定ユニット
406 動的容量プロット
407 理想的状態用動的容量
408 現行用途用動的容量
501 ワイブルパラメータ供与ユニット
502 寿命インデックス用プロット
503 理想的状態目的の寿命
504 現行用途目的の寿命
505 優しい取扱目的の寿命
506 激しい取扱目的の寿命
601 故障インデックス用プロット
602 激しい取扱についての故障
603 現行用途についての故障
604 優しい取扱についての故障
800 コンピュータシステム
801 I/Oインターフェース
802 プロセッサー
803 ネットワークインターフェース
804 記憶インターフェース
805 メモリー
806 ユーザーインターフェース
807 オペレーティングシステム
808 ウェブブラウザ
809 入力装置
810 出力装置
811 通信ネットワーク
Claims (16)
- 電気車両(103)の一つ以上の用途について、前記電気車両(103)用のバッテリー(102)の一つ以上の動的容量を推定するための方法であって、
前記動的容量は、前記バッテリー(102)から抽出可能な実際上の容量であり、
推定ユニット(101)により、前記電気車両(103)の前記バッテリー(102)の健全状態データを受信するステップと、
前記推定ユニット(101)により、前記健全状態データ、前記電気車両(103)の地理的位置データ(208)、前記バッテリー(102)の一つ以上の負荷プロファイルの少なくとも一つに基づき、前記電気車両(103)の前記一つ以上の用途それぞれについて、前記バッテリー(102)の一つ以上の電圧プロファイルを予測するステップと、
前記推定ユニット(101)により、前記一つ以上の電圧プロファイルに基づき、前記一つ以上の用途について、前記バッテリー(102)の前記一つ以上の動的容量を推定するステップと、を有し、
前記推定ユニット(101)により、前記一つ以上の被推定動的容量及びエネルギー情報に基づき、前記一つ以上の用途について、前記バッテリー(102)を用いる前記電気車両(103)が故障する時点を示す故障インデックスを予測するステップであって、前記エネルギー情報は、前記電気車両(103)のこの先の旅程情報に関して前記バッテリー(102)から必要となるエネルギー及びエネルギー割合を明示する予測ステップを更に有する、
ことを特徴とする動的容量推定方法。 - 前記推定ユニット(101)により、前記一つ以上の被推定動的容量に基づき、前記一つ以上の用途について、前記バッテリー(102)のライフサイクルを示す寿命インデックスを確定するステップを更に有することを特徴とする、請求項1記載の動的容量推定方法。
- 前記健全状態データは、前記バッテリー(102)の容量健全状態及び前記バッテリー(102)の抵抗健全状態とから成ることを特徴とする、請求項1記載の動的容量推定方法。
- 前記健全状態データは、前記バッテリーに関したバッテリーパックモデル(401)に基づいており、前記バッテリーパックモデル(401)は、前記バッテリー(102)に関連した現行データ、電圧データ、温度データ及び充電状態(SOC)データから成るリアルタイムバッテリーデータを利用して定期的に更新されることを特徴とする、請求項1記載の動的容量推定方法。
- 前記バッテリー(102)の前記一つ以上の電圧プロファイルは、理想的電圧プロファイルとリアルタイム電圧プロファイルから成ることを特徴とする、請求項1記載の動的容量推定方法。
- 前記理想的電圧プロファイルは、各々、前記電気車両(103)の前記一つ以上の用途を基に、対応する用途について確定された電圧を明示し、前記理想的電圧プロファイルを予測するステップは、
前記電気車両(103)の現在ルートと速度について測定された電流値を示す前記一つ以上の負荷プロファイルの被測定負荷プロファイルから、前記電気車両(103)の前記一つ以上の用途それぞれについて、前記バッテリー(102)の電圧ウィンドウを確定するステップと、
SOCと抵抗健全状態を比較することにより、前記バッテリー(102)の抵抗挙動を確定するステップと、
前記一つ以上の用途プロファイルそれぞれについて、前記抵抗挙動に基づく被確定電圧ウィンドウから推定されたOCVウィンドウに基づき前記バッテリー(102)の第一開回路電圧(OCV)プロファイルを推定するステップと、
完全OCVプロファイルと被推定第一OCVプロファイルとの平均差異を示すオフセット手法に基づき、前記バッテリー(102)の前記完全OCVプロファイルを推定するステップと、
前記バッテリー(102)の前記完全OCVプロファイル、前記抵抗挙動、所定の放電率に基づき、前記一つ以上の用途プロファイルそれぞれについて、前記理想的電圧プロファイルを予測するステップと
から成ることを特徴とする、請求項5記載の動的容量推定方法。 - 前記リアルタイム電圧プロファイルは、前記電気車両(103)の現行用途について確定された電圧を明示し、前記リアルタイム電圧プロファイルを予測するステップは、
この先の旅程情報について、前記バッテリー(102)のSOCプロファイルを確定するステップと、
被確定SOCプロファイル及び前記電気車両(103)の前記この先の旅程情報についての前記一つ以上の負荷プロファイルの被予測負荷プロファイル並びに前記バッテリー(102)の開始SOCに基づき、前記バッテリー(102)の第二OCVプロファイルを推定するステップであって、前記被予測負荷プロファイルは、前記電気車両(103)の地理的位置データ(208)、この先の旅程ルートと速度について推定された電流値を示すステップと、
前記バッテリー(102)の前記第二OCVプロファイルと、抵抗挙動及び前記バッテリー(102)の所定の放電率に基づき、前記リアルタイム電圧プロファイルを予測するステップと
から成ることを特徴とする、請求項5記載の動的容量推定方法。 - 前記一つ以上の用途について、前記一つ以上の動的容量を推定するステップは、
前記バッテリー(102)の電圧の値であって、降下して、バッテリー管理システム(BMS)が、前記バッテリー(102)の放電を停止する場合の電圧値を示す所定の下限値に達する前記電圧の値を得るため、理想的電圧プロファイルとリアルタイム電圧プロファイルを比較するステップと、
前記バッテリー(102)の前記電圧値に基づき、前記バッテリー(102)により放電される全容量を特定するステップと、前記一つ以上の用途を基に、対応する用途についての前記全容量を前記バッテリー(102)の容量健全状態と比較し、前記一つ以上の用途についての前記一つ以上の動的容量を推定するステップと
を更に有することを特徴とする、請求項1記載の動的容量推定方法。 - 電気車両(103)の一つ以上の用途について、前記電気車両(103)用のバッテリー(102)の一つ以上の動的容量を推定する推定ユニット(101)であって、
前記動的容量は、前記バッテリー(102)から抽出可能な実際上の容量であり、
プロセッサー(105)と、
前記プロセッサー(105)と通信可能状態で結合されて、前記プロセッサーにより実行可能な指令を記憶するメモリー(107)であって、前記指令は、実行時に、前記プロセッサー(105)に、前記電気車両(103)の前記バッテリー(102)の健全状態データを受信させ、
前記健全状態データ、前記電気車両(103)の地理的位置データ(208)と前記バッテリー(102)の少なくとも一つ以上の負荷プロファイルの少なくとも一つに基づき、前記電気車両(103)の前記一つ以上の用途それぞれについて、前記バッテリー(102)の一つ以上の電圧プロファイルを予測させ、
前記一つ以上の電圧プロファイルに基づき、前記一つ以上の用途について、前記バッテリー(102)の前記一つ以上の動的容量を推定させるメモリーと、を有し、
前記一つ以上の被推定動的容量とエネルギー情報に基づき、前記一つ以上の用途について、前記バッテリー(102)を用いる前記電気車両(103)が故障する時点を示す故障インデックスを前記プロセッサー(105)に予測させる前記指令を更に含み、前記エネルギー情報は、前記電気車両(103)のこの先の旅程情報に関して前記バッテリー(102)から必要となるエネルギー及びエネルギー割合を明示する、
ことを特徴とする推定ユニット(101)。 - 前記一つ以上の被推定動的容量に基づき、前記一つ以上の用途について、前記バッテリー(102)のライフサイクルを示す寿命インデックスを前記プロセッサー(105)に確定させる前記指令を更に含むことを特徴とする、請求項9記載の推定ユニット(101)。
- 前記健全状態データは、前記バッテリー(102)の容量健全状態と前記バッテリー(102)の抵抗健全状態とから成ることを特徴とする、請求項9記載の推定ユニット(101)。
- 前記健全状態データは、前記バッテリー(102)に関連したバッテリーパックモデル(401)に基づいており、前記バッテリーパックモデル(401)は、前記バッテリー(102)に関連した現行データ、電圧データ、温度データ、充電状態(SOC)データから成るリアルタイムデータを利用して定期的に更新されることを特徴とする、請求項9記載の推定ユニット(101)。
- 前記バッテリー(102)の前記一つ以上の電圧プロファイルは、理想的電圧プロファイルとリアルタイム電圧プロファイルから成ることを特徴とする、請求項9記載の推定ユニット(101)。
- 前記理想的電圧プロファイルは、各々、前記電気車両(103)の前記一つ以上の用途を基に、対応する用途について確定された電圧を明示し、前記プロセッサー(105)は、前記電気車両(103)の現在ルートと速度について測定された電流値を示す前記一つ以上の負荷プロファイルの被測定負荷プロファイルから、前記電気車両(103)の前記一つ以上の用途それぞれについて、前記バッテリー(102)の電圧ウィンドウを確定し、SOCと抵抗健全状態を比較することにより、前記バッテリー(102)の抵抗挙動を確定し、
前記一つ以上の用途プロファイルそれぞれについて、前記抵抗挙動に基づく被確定電圧ウィンドウから推定されたOCVウィンドウに基づき前記バッテリー(102)の第一開回路電圧(OCV)プロファイルを推定し、
完全OCVプロファイルと被推定第一OCVプロファイルとの平均差異を示すオフセット手法に基づき、前記バッテリー(102)の前記完全OCVプロファイルを推定し、
前記バッテリー(102)の前記完全OCVプロファイル、前記抵抗挙動、所定の放電率に基づき、前記一つ以上の用途プロファイルそれぞれについて、前記理想的電圧プロファイルを予測する
ことにより前記理想的電圧プロファイルを予測する構成としたことを特徴とする、請求項13記載の推定ユニット(101)。 - 前記リアルタイム電圧プロファイルは、前記電気車両(103)の現行用途について確定された電圧を明示し、前記プロセッサー(105)は、
この先の旅程情報について、前記バッテリー(102)のSOCプロファイルを確定し、
被確定SOCプロファイル及び前記電気車両(103)の前記この先の旅程情報についての前記一つ以上の負荷プロファイルの被予測負荷プロファイル並びに前記バッテリー(102)の開始SOCに基づき、前記バッテリー(102)の第二OCVプロファイルを推定し、前記被予測負荷プロファイルは、前記電気車両(103)の地理的位置データ(208)、この先の旅程ルートと速度について推定された電流値を示し、
前記バッテリー(102)の前記第二OCVプロファイルと、抵抗挙動及び前記バッテリー(102)の所定の放電率に基づき、前記リアルタイム電圧プロファイルを予測することにより前記リアルタイム電圧プロファイルを予測する構成としたことを特徴とする、請求項13記載の推定ユニット(101)。 - 前記プロセッサー(105)は、
前記バッテリー(102)の電圧の値であって、降下して、バッテリー管理システム(BMS)が、前記バッテリー(102)の放電を停止する場合の電圧値を示す所定の下限値に達する前記電圧の値を得るため、理想的電圧プロファイルとリアルタイム電圧プロファイルを比較し、前記バッテリー(102)の前記電圧値に基づき、前記バッテリー(102)により放電される全容量を特定し、
前記一つ以上の用途を基に、対応する用途についての前記全容量を前記バッテリー(102)の容量健全状態と比較し、前記一つ以上の用途についての前記一つ以上の動的容量を推定する
ことにより、前記一つ以上の用途について、前記一つ以上の動的容量を推定する構成としたことを特徴とする、請求項9記載の推定ユニット(101)。
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