JP7524469B2 - 電池管理装置および方法 - Google Patents
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Description
本文書に開示された実施形態は、電池管理装置および方法に関する。
一実施形態に係る、前記近似式の係数に対してK-meansクラスタリングを行うことができる。
一実施形態に係る、前記複数のクラスタに関する情報を格納する格納部をさらに含むことができる。
一実施形態に係る、前記近似式は、一次または二次多項式であってもよい。
一実施形態に係る、前記近似式の係数に対してK-meansクラスタリングを行うことができる。
一実施形態に係る、前記複数のクラスタに関する情報を格納する格納部をさらに含むことができる。
一実施形態に係る、前記近似式は、一次または二次多項式であってもよい。
一実施形態に係る、前記近似式の係数に対してK-meansクラスタリングを行うステップをさらに含むことができる。
具体的に、図1は、本文書に開示された一実施形態に係る電池ラック10と、上位システムに含まれている上位制御器20と、を含む電池制御システム1を概略的に示す。
センサ14は、電池ラック10に流れる電流を検出することができる。この際、検出信号は、電池管理システム2に伝達されることができる。
このような電池ラック10の構成および電池管理システム2の構成は公知の構成であるため、より具体的な説明は省略することにする。
図2を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係る電池管理装置100は、算出部110、分析部120、判定部130、および格納部140を含むことができる。
図3を参照すると、x軸は、電池セルの電圧(V)を示し、y軸は、電池セルの電圧に対する容量の微分値(dQ/dV)を示す。また、図3の各グラフは、電池セルの充放電サイクル別に微分値を算出して示したものである。
図4を参照すると、x軸は、電池セルの充放電サイクル数を示し、y軸は、電池セルの代表値nonfixV dQ/dVを示す。この際、y軸の代表値は、電池セルのdQ/dVのうち充放電サイクル間の偏差が最も大きい値であってもよい。図4は、電池セルの代表値のグラフ(A)と、代表値に対する近似式を二次多項式(ax2+bx+c)により算出してグラフ(B)で示したものである。図4に示したように、代表値は、充放電サイクルが行われるほど減少して近似式と類似した形態で現れることが分かる。
図5に示した座標空間において、それぞれの座標軸は、代表値の近似式の係数であるa、b、およびc軸を示す。また、図5の各ポイントは、電池セルそれぞれの代表値に対する近似式の係数を示す。図5の例示においては、各電池セルをK-meansクラスタリングにより3個のクラスタ(Cluster1~3)に分類している。しかし、本実施形態はこれに制限されず、各電池セルのクラスタは任意の数に決められてもよい。
図6を参照すると、図5に示した座標空間上のクラスタ1~3に対するグラフを示している。また、図6のCluster1~3において、薄く表示したグラフは、電池セルの容量が正常範囲に属する場合(Pass)を示し、濃く表示したグラフは、電池セルの容量に異常がある部分(Fail)を示す。
図7を参照すると、x軸は、電池セルの充放電サイクル数であり、y軸は、電池セルの微分値に関する代表値を示す。図7から分かるように、Cluster1および2と比べてCluster3の場合が、微分値に関する代表値のサイクルに対する傾きが緩やかであることを確認することができる。すなわち、Cluster3に属する電池セルの場合、SOHと相関性が高い代表値の変化が少ないため、相対的に小さい正極の容量劣化を示すことができる。したがって、本文書に開示された電池管理装置を介して統計分析を行った結果、特定の電池セルがCluster3に属する場合、直ちに充放電実験を中断し、劣化度が正常な電池セルと判断することができる。
図8を参照すると、電池セルの電圧に対する容量の微分値のサイクル間の最大偏差値である代表値に対し、それぞれ一次多項式と二次多項式で近似させた後、容量劣化度の正常(Pass)または異常(Fail)有無を示した。図8に示したように、電池セルの充放電サイクルの初期には正常/異常の判定結果が拡散または振動しており、サイクルが一定回数以上行われた後には次第に結果値が収斂していくことが分かる。
図9を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係る電池管理方法は、先ず、電池セルの電圧に対する容量の微分値を算出する(S110)。具体的に、ステップS110においては、電池セルそれぞれの充放電サイクルごとの電圧および電流に基づいて、電池セルの電圧に対する容量の微分値であるdQ/dVを算出することができる。
図10を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るコンピューティングシステム30は、MCU32、メモリ34、入出力I/F36、および通信I/F38を含むことができる。
Claims (14)
- 電池セルの電圧に対する容量の微分値を算出する算出部と、
前記微分値に対する統計分析を行う分析部と、
前記統計分析に基づいて前記電池セルの容量を判定する判定部と、
を含み、
前記分析部は、前記電池セルの充放電サイクル間の前記微分値の偏差に基づいて代表値を選定し、前記代表値に対して統計分析を行う、電池管理装置。 - 前記分析部は、前記電池セルの充放電サイクル間の前記微分値の偏差のうち最も大きい値を代表値に選定し、前記代表値に対して統計分析を行う、請求項1に記載の電池管理装置。
- 前記分析部は、前記代表値に対する近似式を算出し、前記近似式の係数に対して統計分析を行う、請求項2に記載の電池管理装置。
- 前記分析部は、前記近似式の係数に対してK-meansクラスタリングを行う、請求項3に記載の電池管理装置。
- 前記判定部は、前記電池セルが複数のクラスタのうち予め決められたクラスタに属する場合、前記電池セルの容量が正常であると判定する、請求項4に記載の電池管理装置。
- 前記予め決められたクラスタは、前記代表値に対する近似式の傾きが基準値未満である電池セルを含む、請求項5に記載の電池管理装置。
- 前記複数のクラスタに関する情報を格納する格納部をさらに含む、請求項5又は6に記載の電池管理装置。
- 前記判定部は、前記電池セルが前記予め決められたクラスタに属しない場合、既に設定されたサイクル数まで前記電池セルの充放電を行った後に前記電池セルの容量を判定する、請求項5に記載の電池管理装置。
- 前記近似式は、一次または二次多項式である、請求項3又は4に記載の電池管理装置。
- 電池管理方法であって、
電池セルの電圧に対する容量の微分値を算出するステップと、
前記微分値に対する統計分析を行うステップと、
前記統計分析に基づいて前記電池セルの容量を判定するステップと、
を含み、
前記電池管理方法は、前記電池セルの充放電サイクル間の前記微分値の偏差に基づいて代表値を選定するステップをさらに含み、
前記統計分析を行うステップは、前記代表値に対して統計分析を行う、電池管理方法。 - 前記電池セルの充放電サイクル間の前記微分値の偏差のうち最も大きい値を代表値に選定するステップをさらに含み、
前記統計分析を行うステップは、前記代表値に対して統計分析を行う、請求項10に記載の電池管理方法。 - 前記代表値に対する近似式を算出するステップをさらに含み、
前記統計分析を行うステップは、前記近似式の係数に対して統計分析を行う、請求項11に記載の電池管理方法。 - 前記近似式の係数に対してK-meansクラスタリングを行うステップをさらに含む、請求項12に記載の電池管理方法。
- 前記電池セルの容量を判定するステップは、前記電池セルが複数のクラスタのうち予め決められたクラスタに属する場合、前記電池セルの容量が正常であると判定する、請求項13に記載の電池管理方法。
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