JP2016006404A - Soundness calculation device, soundness calculation method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の健全度算出装置、健全度算出方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a battery soundness calculation device, a soundness calculation method, and a program.
従来、図1A及び図1Bに示すように、電池の劣化モード(劣化原因)を単一に捉え、内部抵抗演算によって推定された内部抵抗と、内部抵抗RとSOH(State Of Health)の関係とから、SOHを求める方法が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, as shown in FIG. 1A and FIG. 1B, the battery deterioration mode (cause of deterioration) is considered as a single, the internal resistance estimated by the internal resistance calculation, and the relationship between the internal resistance R and SOH (State Of Health) From this, a method for obtaining SOH is known (for example, Patent Document 1).
しかしながら、電池の内部抵抗の変化量は、劣化モードによって異なる。実際にバッテリ(電池)が使用される環境下の劣化モードとしては、例えば、電気自動車においてはサイクル劣化モード(充放電による劣化)と保存劣化モード(バッテリを放置している時の劣化)とが混在する。 However, the amount of change in the internal resistance of the battery varies depending on the deterioration mode. For example, in an electric vehicle, there are a cycle deterioration mode (deterioration due to charging / discharging) and a storage deterioration mode (deterioration when the battery is left) in an electric vehicle. Mixed.
バッテリの材料や形によっては、サイクル劣化と保存劣化の両方における内部抵抗とSOHとの関係は同じ場合もあるが異なる場合もある。特許文献1では、劣化モードは単一に捉えられていたため、つまり、サイクル劣化と保存劣化の両方における内部抵抗とSOHとの関係は同じであると考えられているため、実際にバッテリが使用される環境下では、内部抵抗によるSOH推定精度を確保するのが困難であった。
Depending on the material and shape of the battery, the relationship between internal resistance and SOH in both cycle deterioration and storage deterioration may be the same or different. In
実際、図2は、内部抵抗増加分=各内部抵抗値−新品相当内部抵抗値として、内部抵抗増加分とSOHとの関係を示す図である。図2からも分かる通り、サイクル劣化と保存劣化における内部抵抗とSOHとの関係は異なっている。 Actually, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the increase in internal resistance and SOH, where the increase in internal resistance = each internal resistance value−a new product equivalent internal resistance value. As can be seen from FIG. 2, the relationship between internal resistance and SOH in cycle deterioration and storage deterioration is different.
かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、精度良くSOHを推定することができる健全度算出装置、健全度算出方法及びプログラムを提供することにある。 The objective of this invention made | formed in view of this point is providing the soundness calculation apparatus, soundness calculation method, and program which can estimate SOH accurately.
上記課題を解決するため、第1の発明に係る、電池の内部抵抗から健全度を求める健全度算出装置は、保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する第1の記憶部と、電池の初期状態の内部抵抗である内部抵抗初期値を記憶する第2の記憶部と、サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する第3の記憶部と、保存劣化による健全度と保存劣化による健全度減少分とを電池の温度と充電率と保存時間の少なくともいずれか1つから算出する保存劣化健全度算出部と、前記保存劣化による健全度から、保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、保存劣化による内部抵抗増加分を算出する保存劣化内部抵抗増加分算出部と、前記電池の電流及び電圧から内部抵抗推定値を推定する内部抵抗推定部と、前記内部抵抗推定値から前記内部抵抗初期値を減算して、内部抵抗増加分を算出する内部抵抗増加分算出部と、前記内部抵抗増加分から前記保存劣化による内部抵抗増加分を減算して、サイクル劣化による内部抵抗増加分を算出するサイクル劣化内部抵抗増加分算出部と、前記サイクル劣化による内部抵抗増加分から、サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、サイクル劣化による健全度減少分を算出するサイクル劣化健全度減少分算出部と、健全度初期値から前記保存劣化による健全度減少分と前記サイクル劣化による健全度減少分とを減算して前記電池の健全度を算出する健全度算出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a soundness calculation device for obtaining soundness from internal resistance of a battery according to the first invention is a first storage unit that stores a relationship between soundness due to storage deterioration and an increase in internal resistance. A second storage unit that stores an internal resistance initial value that is an internal resistance of the battery in an initial state, a third storage unit that stores a relationship between a soundness level due to cycle deterioration and an increase in internal resistance, and storage deterioration A storage deterioration soundness calculation unit that calculates a soundness decrease due to storage deterioration and a soundness decrease due to storage deterioration from at least one of the battery temperature, the charging rate, and the storage time; A storage deterioration internal resistance increase calculation unit for calculating an increase in internal resistance due to storage deterioration with reference to the relationship between soundness and internal resistance increase, and an internal resistance estimation value from the current and voltage of the battery. Resistance estimation unit The internal resistance initial value is subtracted from the internal resistance estimated value to calculate an internal resistance increase, and an internal resistance increase due to storage deterioration is subtracted from the internal resistance increase. The cycle deterioration internal resistance increase calculation unit for calculating the internal resistance increase due to the cycle deterioration and the relationship between the soundness due to the cycle deterioration and the internal resistance increase from the internal resistance increase due to the cycle deterioration, A cycle deterioration soundness decrease calculation unit for calculating a soundness decrease, and subtracting the soundness decrease due to the storage deterioration and the soundness decrease due to the cycle deterioration from the soundness initial value to determine the soundness of the battery. And a soundness degree calculation unit for calculating.
また、上記課題を解決するため、第2の発明に係る健全度算出装置の前記内部抵抗推定部は、前記内部抵抗初期値、前記保存劣化による内部抵抗増加分及び前記サイクル劣化による内部抵抗増加分の少なくともいずれか1つについて、前記電池の温度又は充電率を用いて補正を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the internal resistance estimation unit of the soundness calculation device according to the second invention includes the internal resistance initial value, the internal resistance increase due to the storage deterioration, and the internal resistance increase due to the cycle deterioration. About at least any one of these, It correct | amends using the temperature or the charging rate of the said battery, It is characterized by the above-mentioned.
また、上記課題を解決するため、第3の発明に係る健全度算出装置の前記内部抵抗は、早い応答部分と遅い応答部分とを有し、前記内部抵抗推定部は、前記早い応答部分と前記遅い応答部分との、前記電池の劣化によって受ける影響の差異に基づいて前記内部抵抗を補正することを特徴とする。 Moreover, in order to solve the said subject, the said internal resistance of the soundness calculation apparatus which concerns on 3rd invention has an early response part and a late response part, The said internal resistance estimation part is the said early response part and the said The internal resistance is corrected on the basis of a difference in influence caused by deterioration of the battery with a slow response portion.
更に、上記課題を解決するため、第4の発明に係る、電池の内部抵抗から健全度を求める健全度算出方法は、第1の記憶部により保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶するステップと、第2の記憶部により電池の初期状態の内部抵抗である内部抵抗初期値を記憶するステップと、第3の記憶部によりサイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶するステップと、保存劣化健全度算出部により保存劣化による健全度と保存劣化による健全度減少分とを電池の温度と充電率と保存時間の少なくともいずれか1つから算出するステップと、保存劣化内部抵抗増加分算出部により前記保存劣化による健全度から、保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、保存劣化による内部抵抗増加分を算出するステップと、内部抵抗推定部により前記電池の電流及び電圧から内部抵抗推定値を推定するステップと、内部抵抗増加分算出部により前記内部抵抗推定値から前記内部抵抗初期値を減算して、内部抵抗増加分を算出するステップと、サイクル劣化内部抵抗増加分算出部により前記内部抵抗増加分から前記保存劣化による内部抵抗増加分を減算して、サイクル劣化による内部抵抗増加分を算出するステップと、サイクル劣化健全度減少分算出部により前記サイクル劣化による内部抵抗増加分から、サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、サイクル劣化による健全度減少分を算出するステップと、健全度算出部により健全度初期値から前記保存劣化による健全度減少分と前記サイクル劣化による健全度減少分とを減算して前記電池の健全度を算出するステップと、を含むことを特徴とする。 Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, according to the fourth invention, the soundness calculation method for obtaining the soundness from the internal resistance of the battery is the relationship between the soundness due to storage deterioration and the increase in internal resistance by the first storage unit. Between the step of storing the initial value of the internal resistance, which is the internal resistance of the battery in the initial state by the second storage unit, and the relationship between the soundness due to cycle deterioration and the increase in internal resistance by the third storage unit Storing, a storage deterioration soundness level calculation unit calculating a soundness level due to storage deterioration and a soundness decrease due to storage deterioration from at least one of battery temperature, charging rate, and storage time, and storage The deterioration internal resistance increase calculation unit calculates the internal resistance increase due to storage deterioration from the soundness due to storage deterioration with reference to the relationship between the soundness due to storage deterioration and the internal resistance increase. A step of estimating an internal resistance estimated value from the current and voltage of the battery by an internal resistance estimating unit, and subtracting the initial value of the internal resistance from the estimated internal resistance value by an internal resistance increasing amount calculating unit. A step of calculating an increase; a step of calculating an increase in internal resistance due to cycle deterioration by subtracting an increase in internal resistance due to storage deterioration from the increase in internal resistance by a cycle deterioration internal resistance increase calculation unit; and a cycle deterioration A step of calculating a soundness decrease due to cycle deterioration by referring to a relationship between the soundness due to cycle deterioration and an increase in internal resistance from the increase in internal resistance due to cycle deterioration by the soundness decrease calculation unit, and a soundness calculation Subtract the soundness decrease due to the storage deterioration and the soundness decrease due to the cycle deterioration from the initial soundness value. Characterized in that it comprises the steps of: calculating a degree of health of the battery.
更に、上記課題を解決するため、第5の発明に係るプログラムは、コンピュータに、保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する手順と、電池の初期状態の内部抵抗である内部抵抗初期値を記憶する手順と、サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する手順と、保存劣化による健全度と保存劣化による健全度減少分とを電池の温度と充電率と保存時間の少なくともいずれか1つから算出する手順と、前記保存劣化による健全度から、保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、保存劣化による内部抵抗増加分を算出する手順と、前記電池の電流及び電圧から内部抵抗推定値を推定する手順と、前記内部抵抗推定値から前記内部抵抗初期値を減算して、内部抵抗増加分を算出する手順と、前記内部抵抗増加分から前記保存劣化による内部抵抗増加分を減算して、サイクル劣化による内部抵抗増加分を算出する手順と、前記サイクル劣化による内部抵抗増加分から、サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、サイクル劣化による健全度減少分を算出する手順と、健全度初期値から前記保存劣化による健全度減少分と前記サイクル劣化による健全度減少分とを減算して前記電池の健全度を算出する手順と、を実行させる。 Furthermore, in order to solve the above-described problem, a program according to a fifth aspect of the invention is a program for storing a relationship between a soundness level due to storage deterioration and an increase in internal resistance and an internal resistance that is an internal resistance in an initial state of the battery. The procedure for storing the initial resistance value, the procedure for storing the relationship between the soundness due to cycle deterioration and the increase in internal resistance, the soundness due to storage deterioration and the decrease in soundness due to storage deterioration, and the battery temperature and charge rate From the procedure for calculating from at least one of the storage times and the soundness due to storage deterioration, the increase in internal resistance due to storage deterioration is calculated with reference to the relationship between the soundness due to storage deterioration and the increase in internal resistance. A procedure, a procedure for estimating an internal resistance estimated value from the current and voltage of the battery, a procedure for calculating an increase in internal resistance by subtracting the internal resistance initial value from the internal resistance estimated value, By subtracting the increase in internal resistance due to storage degradation from the increase in internal resistance to calculate the increase in internal resistance due to cycle deterioration, and from the increase in internal resistance due to cycle deterioration, the soundness and internal resistance increase due to cycle deterioration Referring to the relationship, the procedure for calculating the soundness decrease due to cycle deterioration, and subtracting the soundness decrease due to storage deterioration and the soundness decrease due to cycle deterioration from the initial soundness value And a procedure for calculating the soundness level.
第1の発明に係る健全度算出装置によれば、保存劣化による健全度減少分と内部抵抗増加分の関係と、サイクル劣化による健全度減少分と内部抵抗増加分の関係とが異なる電池であっても、全体の内部抵抗増加分が分かれば、従来よりも精度良く健全度(SOC:State Of Charge)を推定することができる。 According to the soundness calculation apparatus according to the first aspect of the invention, the relationship between the decrease in soundness due to storage deterioration and the increase in internal resistance and the relationship between the decrease in soundness due to cycle deterioration and the increase in internal resistance are different batteries. However, if the overall increase in internal resistance is known, the state of charge (SOC) can be estimated more accurately than in the past.
第2の発明に係る健全度算出装置によれば、電池の温度又はSOCを用いて補正することで健全度算出の精度をより向上させることができる。 According to the soundness level calculation apparatus according to the second aspect of the present invention, the accuracy of soundness level calculation can be further improved by correcting using the battery temperature or SOC.
第3の発明に係る健全度算出装置によれば、早く反応する部分と遅く反応する部分との差異に基づいて内部抵抗を補正することで健全度算出の精度をより向上させることができる。 According to the soundness level calculation device according to the third aspect of the present invention, the accuracy of soundness level calculation can be further improved by correcting the internal resistance based on the difference between the part that reacts early and the part that reacts late.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[システム構成]
図3は、本発明の一実施形態に係る健全度算出装置1の機能ブロック図である。健全度算出装置1は、例えば、バッテリに接続されるコントローラの一機能である。
[System configuration]
FIG. 3 is a functional block diagram of the soundness
本実施形態においては、記憶部11、保存劣化健全度算出部12、保存劣化内部抵抗増加分算出部13、内部抵抗推定部14、内部抵抗増加分算出部15、サイクル劣化内部抵抗増加分算出部16、サイクル劣化健全度減少分算出部17及び健全度算出部18を有する。更に、記憶部11は、保存劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11a、内部抵抗初期値記憶部11b及びサイクル劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11cを有する。本発明に係る健全度算出装置1の各機能を説明するが、健全度算出装置1が備える他の機能を排除することを意図したものではないことに留意されたい。なお保存劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11a、内部抵抗初期値記憶部11b及びサイクル劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11cは、それぞれ、本発明の「第1の記憶部」、「第2の記憶部」、及び「第3の記憶部」に対応する。
In the present embodiment, the
保存劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11aは、あらかじめ実験により求めた、保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する。その関係は、例えば図2に示すように、保存劣化による健全度が減少すると(劣化度が増加すると)内部抵抗が増加する関係である。保存劣化による健全度(SOH)と内部抵抗との関係を数値で示す表の一例を以下の表1に示す。
内部抵抗初期値記憶部11bは、電池の初期状態の内部抵抗である内部抵抗初期値を記憶する。 The internal resistance initial value storage unit 11b stores an internal resistance initial value that is an internal resistance in the initial state of the battery.
サイクル劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11cは、あらかじめ実験により求めた、サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する。その関係は、例えば図2に示すように、サイクル劣化による健全度が減少すると内部抵抗が増加する関係である。サイクル劣化による健全度(SOH)と内部抵抗との関係を数値で示す表の一例を以下の表2に示す。
保存劣化とサイクル劣化とでは、劣化する電池の部位が異なる。例えば、保存劣化は、負極の表面に被膜が成長することによる劣化であり、サイクル劣化は、リチウムイオンが出入りするために電極表面材料にストレスがかかることによる劣化である。このため、電池全体の健全度減少分は、保存劣化による健全度減少分とサイクル劣化による健全度減少分とを加算して求めることができる。同様に、電池全体の内部抵抗増加分は、保存劣化による内部抵抗増加分とサイクル劣化による内部抵抗増加分とを加算して求めることができる。本実施形態では、このことを用いて健全度を算出する。 The storage deterioration and the cycle deterioration differ in the part of the battery that deteriorates. For example, storage deterioration is deterioration due to the growth of a film on the surface of the negative electrode, and cycle deterioration is deterioration due to stress applied to the electrode surface material because lithium ions enter and exit. For this reason, the soundness decrease of the whole battery can be obtained by adding the soundness decrease due to storage deterioration and the soundness decrease due to cycle deterioration. Similarly, the increase in internal resistance of the entire battery can be obtained by adding the increase in internal resistance due to storage deterioration and the increase in internal resistance due to cycle deterioration. In the present embodiment, the soundness level is calculated using this fact.
保存劣化健全度算出部12は、電池の温度とSOCと保存時間を履歴することで、保存劣化によりどの程度のSOHが変化したかを求める。保存劣化健全度算出部12は、あらかじめ実験により求めたデータ(図4A及び図4Bに示す)を参照し、電池の温度と充電率と保存時間の少なくともいずれか1つから保存劣化による健全度(SOH保存)と保存劣化による健全度減少分(ΔSOH保存)を算出する。
The storage deterioration
図4Aは、各温度における保存時の放電容量と時間との関係を示す図である。図4Aに示す通り、電池の温度が高いほど、経時による放電容量の増加幅は大きくなる。SOH=100−Capacity lossという関係があるため、電池温度が高いほど、経時による健全度減少分が大きいということができる。 FIG. 4A is a diagram showing the relationship between discharge capacity and time during storage at each temperature. As shown in FIG. 4A, the higher the battery temperature, the greater the increase in discharge capacity over time. Since there is a relationship of SOH = 100−Capacity loss, it can be said that the higher the battery temperature, the greater the degree of soundness reduction with time.
図4Bは、各SOCにおける保存時の容量保持率と時間との関係を示す図である。図4Bに示す通り、SOCが高いほど、経時による容量保持率の減少幅は大きくなる。SOH=容量保持率という関係があるため、SOCが高いほど、経時によるSOHの減少幅は大きいということができる。 FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the capacity retention rate and time during storage in each SOC. As shown in FIG. 4B, the higher the SOC, the greater the decrease in capacity retention over time. Since there is a relationship of SOH = capacity retention, it can be said that the higher the SOC, the greater the decrease in SOH over time.
保存劣化内部抵抗増加分算出部13は、保存劣化健全度算出部12で算出された保存劣化による健全度と、保存劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11aとを用いて、保存劣化により変化した内部抵抗増加分(ΔR保存)を算出する。
The storage deterioration internal resistance
内部抵抗推定部14は、電池の電流と電圧の情報を取得して、電圧を電流で除算することにより、現在の内部抵抗推定値を逐次推定する。内部抵抗推定部14は、更に、内部抵抗値を所定の標準条件の値に補正することもできる。例えば、記憶部11が含む各記憶部の標準条件が「電池温度25℃」である場合、電池温度が0℃である場合の電池の電流と電圧から求まる内部抵抗値をそのまま後の健全度算出に用いてしまうと、条件が平等でないため健全度算出の精度に影響する可能性がある。そのため、内部抵抗値を標準条件である「電池温度25℃」の場合の値に補正することで、健全度算出の精度を向上させることができる。
The internal
なお、電池温度ではなくSOCを基準として条件を合わせることも有効である。また、補正の対象は、内部抵抗初期値、保存劣化内部抵抗増加分又はサイクル劣化内部抵抗増加分のいずれか又は全てである。この構成によって、温度又はSOCで変動する内部抵抗に対応できるため、健全度算出の精度が向上する。 It is also effective to match the conditions based on SOC instead of battery temperature. The correction target is any or all of the internal resistance initial value, the storage deterioration internal resistance increase, or the cycle deterioration internal resistance increase. With this configuration, it is possible to cope with internal resistance that varies with temperature or SOC, so that the accuracy of soundness calculation is improved.
ここで内部抵抗は結線抵抗、電解液抵抗、電荷移動抵抗、及び拡散抵抗の総和である。結線抵抗、電解液抵抗、及び電荷移動抵抗は早く反応する部分であり(以下、早い応答部分という。)拡散抵抗は遅く反応する部分である(以下、遅い応答部分という)。遅い応答部分は、早い応答部分に比べて電池の劣化によっては比較的影響を受けない。なお電気自動車(EV)では、遅い応答部分も変化することがわかっている。このため、この差を考慮して内部抵抗の補正を行うことで、より健全度算出の精度を向上させることができる。 Here, the internal resistance is the sum of connection resistance, electrolyte resistance, charge transfer resistance, and diffusion resistance. The wiring resistance, the electrolyte resistance, and the charge transfer resistance are parts that react quickly (hereinafter referred to as a fast response part), and the diffusion resistances are parts that react slowly (hereinafter referred to as a slow response part). The slow response portion is relatively unaffected by battery degradation compared to the fast response portion. It is known that the slow response part also changes in the electric vehicle (EV). For this reason, the accuracy of soundness calculation can be further improved by correcting the internal resistance in consideration of this difference.
内部抵抗増加分算出部15は、内部抵抗推定部14が推定した値から、電池の新品相当の内部抵抗値を減算して、サイクル劣化及び保存劣化により変化した内部抵抗増加分ΔRサイクル+ΔR保存を求める。これは、内部抵抗R=ΔR保存+ΔRサイクル+新品相当内部抵抗という関係を利用するものである。なお、全体の内部抵抗増加分は、電圧と電流を用いる方法以外にも、パラメータ推定によって求めることもできる。減算の際に、標準条件を合わせて計算することも可能であり、これによって健全度算出の精度をより向上させることができる。
The internal resistance
サイクル劣化内部抵抗増加分算出部16は、内部抵抗増加分算出部15で求めたΔRサイクル+ΔR保存から、保存劣化内部抵抗増加分算出部13で求めたΔR保存を減算して、サイクル劣化によって変化した内部抵抗増加分ΔRサイクルを求める。
The cycle deterioration internal resistance
サイクル劣化健全度減少分算出部17は、サイクル劣化内部抵抗増加分算出部16で求めたサイクル劣化によって変化した内部抵抗増加分ΔRサイクルと、あらかじめ実験により求めた、サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶するサイクル劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11cとを用いて、サイクル劣化による健全度減少分(ΔSOHサイクル)を算出する。
The cycle deterioration soundness
健全度算出部18は、健全度初期値の100(%)から、サイクル劣化健全度減少分算出部17で算出されたサイクル劣化による健全度減少分(ΔSOHサイクル)と、保存劣化健全度算出部12で算出された保存劣化による健全度減少分(ΔSOH保存)とを減算することで、電池全体の健全度を算出する。
The soundness
従来技術においては、サイクル劣化と保存劣化の両方における内部抵抗とSOHとの関係は同じであると考えられているため、実際にバッテリが使用される環境下では、内部抵抗によるSOH推定精度を確保するのが困難であった。しかしながら、本発明によれば、保存劣化による内部抵抗増加分とサイクル劣化による内部抵抗増加分とを分離することで、電池全体のSOHを精度良く求めることができる。 In the conventional technology, the relationship between the internal resistance and SOH in both cycle deterioration and storage deterioration is considered to be the same, so in the environment where the battery is actually used, the SOH estimation accuracy based on the internal resistance is ensured. It was difficult to do. However, according to the present invention, the SOH of the entire battery can be accurately obtained by separating the increase in internal resistance due to storage deterioration and the increase in internal resistance due to cycle deterioration.
[動作フロー]
図5及び図6は、本発明の一実施形態に係る健全度算出装置1の動作フローを示す図である。
[Operation flow]
FIG.5 and FIG.6 is a figure which shows the operation | movement flow of the
健全度算出装置1の保存劣化健全度算出部12は、あらかじめ実験により求めたデータを参照し、電池の温度と充電率と保存時間とから、保存劣化による健全度(SOH保存)と保存劣化による健全度減少分(ΔSOH保存)とを算出する(ステップS1)。
The storage deterioration
健全度算出装置1の保存劣化内部抵抗増加分算出部13は、ステップS1で算出された保存劣化による健全度と、保存劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11aとを用いて、保存劣化により変化した内部抵抗増加分(ΔR保存)を算出する(ステップS2)。
The storage deterioration internal resistance
健全度算出装置1の内部抵抗推定部14は、現在の内部抵抗値を逐次推定する(ステップS3)。内部抵抗推定部14は、更に、内部抵抗値(内部抵抗初期値、保存劣化内部抵抗増加分又はサイクル劣化内部抵抗増加分のいずれか又は全て)を、電池温度又はSOCを用いて所定の標準条件の値に補正することもできる。
The internal
健全度算出装置1の内部抵抗増加分算出部15は、ステップS3で推定した値から電池の新品相当の内部抵抗値を減算して、サイクル劣化及び保存劣化により変化した内部抵抗増加分ΔRサイクル+ΔR保存を求める(ステップS4)。
The internal resistance
なお、ステップS1及びステップS2とステップS3及びステップS4とは、同時に行ってもよいし、どちらかを先に行ってもよい。 In addition, step S1 and step S2, and step S3 and step S4 may be performed simultaneously, or either may be performed first.
健全度算出装置1のサイクル劣化内部抵抗増加分算出部16は、ステップS4で求めたΔRサイクル+ΔR保存から、ステップS2で求めたΔR保存を減算して、サイクル劣化によって変化した内部抵抗増加分ΔRサイクルを求める(ステップS5)。
The cycle deterioration internal resistance
サイクル劣化健全度減少分算出部17は、ステップS5で求めたサイクル劣化によって変化した内部抵抗増加分ΔRサイクルと、サイクル劣化健全度−内部抵抗データ記憶部11cとを用いて、サイクル劣化による健全度減少分(ΔSOHサイクル)を算出する(ステップS6)。
The cycle deterioration soundness
健全度算出部18は、健全度初期値の100(%)から、ステップS6で算出されたサイクル劣化による健全度減少分(ΔSOHサイクル)と、ステップS1で算出された保存劣化による健全度減少分(ΔSOH保存)とを減算することで、電池全体の健全度を算出し出力する(ステップS7)。
The soundness
これらの本発明に係る健全度算出装置1をコンピュータで構成した場合、各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの内部又は外部の記憶部に格納しておき、当該コンピュータの中央演算処理装置(CPU)によってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。また、このようなプログラムは、例えばDVD又はCD−ROM等の可搬型記録媒体の販売、譲渡、貸与等により流通させることができるほか、そのようなプログラムを、例えばネットワーク上にあるサーバの記憶部に記憶しておき、ネットワークを介してサーバから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、流通させることができる。また、そのようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部に記憶することができる。また、このプログラムの別の実施態様として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、更に、このコンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。従って、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において組み合わせたり一部削除したりするなどして種々変更可能である。
When the
11 記憶部
11a 保存劣化健全度−内部抵抗データ記憶部
11b 内部抵抗初期値記憶部
11c サイクル劣化健全度−内部抵抗データ記憶部
12 保存劣化健全度算出部
13 保存劣化内部抵抗増加分算出部
14 内部抵抗推定部
15 内部抵抗増加分算出部
16 サイクル劣化内部抵抗増加分算出部
17 サイクル劣化健全度減少分算出部
18 健全度算出部
11 storage unit 11a preservation deterioration soundness-internal resistance data storage unit 11b internal resistance initial
Claims (5)
保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する第1の記憶部と、
電池の初期状態の内部抵抗である内部抵抗初期値を記憶する第2の記憶部と、
サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する第3の記憶部と、
保存劣化による健全度と保存劣化による健全度減少分とを電池の温度と充電率と保存時間の少なくともいずれか1つから算出する保存劣化健全度算出部と、
前記保存劣化による健全度から、前記保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、保存劣化による内部抵抗増加分を算出する保存劣化内部抵抗増加分算出部と、
前記電池の電流及び電圧から内部抵抗推定値を推定する内部抵抗推定部と、
前記内部抵抗推定値から前記内部抵抗初期値を減算して、内部抵抗増加分を算出する内部抵抗増加分算出部と、
前記内部抵抗増加分から前記保存劣化による内部抵抗増加分を減算して、サイクル劣化による内部抵抗増加分を算出するサイクル劣化内部抵抗増加分算出部と、
前記サイクル劣化による内部抵抗増加分から、前記サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、サイクル劣化による健全度減少分を算出するサイクル劣化健全度減少分算出部と、
健全度初期値から前記保存劣化による健全度減少分と前記サイクル劣化による健全度減少分とを減算して前記電池の健全度を算出する健全度算出部と、
を備えることを特徴とする健全度算出装置。 In the soundness calculation device that calculates the soundness from the internal resistance of the battery,
A first storage unit for storing a relationship between a soundness level due to storage deterioration and an increase in internal resistance;
A second storage unit that stores an internal resistance initial value that is an internal resistance in an initial state of the battery;
A third storage unit for storing the relationship between the degree of soundness due to cycle deterioration and the increase in internal resistance;
A storage deterioration soundness level calculation unit that calculates a soundness level due to storage deterioration and a decrease in soundness level due to storage deterioration from at least one of a battery temperature, a charging rate, and a storage time;
From the soundness due to the storage deterioration, referring to the relationship between the soundness due to the storage deterioration and the internal resistance increase, a storage deterioration internal resistance increase calculation unit for calculating the internal resistance increase due to the storage deterioration, and
An internal resistance estimator for estimating an internal resistance estimated value from the current and voltage of the battery;
An internal resistance increase calculation unit that calculates an internal resistance increase by subtracting the internal resistance initial value from the internal resistance estimated value;
A cycle deterioration internal resistance increase calculation unit for calculating an internal resistance increase due to cycle deterioration by subtracting the internal resistance increase due to storage deterioration from the internal resistance increase; and
From the internal resistance increase due to the cycle deterioration, referring to the relationship between the soundness due to the cycle deterioration and the internal resistance increase, a cycle deterioration soundness decrease calculation unit that calculates a soundness decrease due to the cycle deterioration;
A soundness calculation unit that calculates the soundness of the battery by subtracting the soundness decrease due to the storage deterioration and the soundness decrease due to the cycle deterioration from a soundness initial value;
A soundness calculation device comprising:
前記内部抵抗推定部は、前記内部抵抗初期値、前記保存劣化による内部抵抗増加分及び前記サイクル劣化による内部抵抗増加分の少なくともいずれか1つについて、前記電池の温度又は充電率を用いて補正を行うことを特徴とする健全度算出装置。 The soundness calculation apparatus according to claim 1,
The internal resistance estimator corrects at least one of the initial value of the internal resistance, the internal resistance increase due to the storage deterioration, and the internal resistance increase due to the cycle deterioration using the temperature or the charging rate of the battery. A soundness calculation device characterized by performing.
前記内部抵抗は、早い応答部分と遅い応答部分とを有し、
前記内部抵抗推定部は、前記早い応答部分と前記遅い応答部分との、前記電池の劣化によって受ける影響の差異に基づいて前記内部抵抗を補正する
ことを特徴とする健全度算出装置。 In the soundness calculation apparatus according to claim 1 or 2,
The internal resistance has a fast response portion and a slow response portion,
The soundness calculation device, wherein the internal resistance estimator corrects the internal resistance based on a difference in influence caused by deterioration of the battery between the fast response portion and the slow response portion.
第1の記憶部により保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶するステップと、
第2の記憶部により電池の初期状態の内部抵抗である内部抵抗初期値を記憶するステップと、
第3の記憶部によりサイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶するステップと、
保存劣化健全度算出部により保存劣化による健全度と保存劣化による健全度減少分とを電池の温度と充電率と保存時間の少なくともいずれか1つから算出するステップと、
保存劣化内部抵抗増加分算出部により前記保存劣化による健全度から、前記保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、保存劣化による内部抵抗増加分を算出するステップと、
内部抵抗推定部により前記電池の電流及び電圧から内部抵抗推定値を推定するステップと、
内部抵抗増加分算出部により前記内部抵抗推定値から前記内部抵抗初期値を減算して、内部抵抗増加分を算出するステップと、
サイクル劣化内部抵抗増加分算出部により前記内部抵抗増加分から前記保存劣化による内部抵抗増加分を減算して、サイクル劣化による内部抵抗増加分を算出するステップと、
サイクル劣化健全度減少分算出部により前記サイクル劣化による内部抵抗増加分から、前記サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、サイクル劣化による健全度減少分を算出するステップと、
健全度算出部により健全度初期値から前記保存劣化による健全度減少分と前記サイクル劣化による健全度減少分とを減算して前記電池の健全度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする健全度算出方法。 In the soundness calculation method for obtaining the soundness from the internal resistance of the battery,
Storing the relationship between the degree of soundness due to storage deterioration and the increase in internal resistance by the first storage unit;
Storing an internal resistance initial value which is an internal resistance of the battery in an initial state by the second storage unit;
Storing a relationship between a soundness level due to cycle deterioration and an increase in internal resistance by a third storage unit;
Calculating a soundness level due to storage deterioration and a soundness decrease due to storage deterioration from at least one of battery temperature, charging rate, and storage time by a storage deterioration soundness level calculation unit;
From the soundness due to the storage deterioration by the storage deterioration internal resistance increase calculation unit, referring to the relationship between the soundness due to the storage deterioration and the internal resistance increase, calculating the internal resistance increase due to the storage deterioration,
Estimating an internal resistance estimated value from the current and voltage of the battery by an internal resistance estimating unit;
Subtracting the internal resistance initial value from the internal resistance estimation value by an internal resistance increase calculation unit to calculate an internal resistance increase; and
Subtracting the internal resistance increase due to the storage deterioration from the internal resistance increase by the cycle deterioration internal resistance increase calculation unit to calculate the internal resistance increase due to the cycle deterioration;
A step of calculating a soundness decrease due to cycle deterioration by referring to a relationship between the soundness due to cycle deterioration and an increase in internal resistance from the increase in internal resistance due to the cycle deterioration by the cycle deterioration soundness decrease calculation unit;
Subtracting the soundness decrease due to the storage deterioration and the soundness decrease due to the cycle deterioration from the soundness initial value by the soundness calculation unit, and calculating the soundness of the battery;
The soundness calculation method characterized by including.
保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する手順と、
電池の初期状態の内部抵抗である内部抵抗初期値を記憶する手順と、
サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を記憶する手順と、
保存劣化による健全度と保存劣化による健全度減少分とを電池の温度と充電率と保存時間の少なくともいずれか1つから算出する手順と、
前記保存劣化による健全度から、前記保存劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、保存劣化による内部抵抗増加分を算出する手順と、
前記電池の電流及び電圧から内部抵抗推定値を推定する手順と、
前記内部抵抗推定値から前記内部抵抗初期値を減算して、内部抵抗増加分を算出する手順と、
前記内部抵抗増加分から前記保存劣化による内部抵抗増加分を減算して、サイクル劣化による内部抵抗増加分を算出する手順と、
前記サイクル劣化による内部抵抗増加分から、前記サイクル劣化による健全度と内部抵抗増加分との関係を参照して、サイクル劣化による健全度減少分を算出する手順と、
健全度初期値から前記保存劣化による健全度減少分と前記サイクル劣化による健全度減少分とを減算して前記電池の健全度を算出する手順と、
を実行させるためのプログラム。 On the computer,
A procedure for memorizing the relationship between the degree of soundness due to storage deterioration and the increase in internal resistance,
A procedure for storing an internal resistance initial value that is an internal resistance in an initial state of the battery;
A procedure for storing the relationship between the degree of soundness due to cycle deterioration and the increase in internal resistance,
A procedure for calculating the soundness due to storage deterioration and the decrease in soundness due to storage deterioration from at least one of battery temperature, charge rate, and storage time;
From the soundness due to the storage deterioration, referring to the relationship between the soundness due to the storage deterioration and the increase in internal resistance, a procedure for calculating the increase in internal resistance due to the storage deterioration,
A procedure for estimating an internal resistance estimate from the current and voltage of the battery;
Subtracting the initial value of the internal resistance from the estimated internal resistance value to calculate an increase in internal resistance;
Subtracting the increase in internal resistance due to storage deterioration from the increase in internal resistance to calculate the increase in internal resistance due to cycle deterioration;
From the internal resistance increase due to the cycle deterioration, referring to the relationship between the soundness due to the cycle deterioration and the internal resistance increase, a procedure for calculating the soundness decrease due to the cycle deterioration;
A procedure for calculating the soundness of the battery by subtracting the soundness decrease due to the storage deterioration and the soundness decrease due to the cycle deterioration from the soundness initial value;
A program for running
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018014210A (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | トヨタ自動車株式会社 | Battery system |
WO2019016998A1 (en) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | 三菱電機株式会社 | Accumulator system charging control device, accumulator system, and accumulator charging control method |
JP2019053074A (en) * | 2017-03-29 | 2019-04-04 | 株式会社Gsユアサ | Degradation estimation device, method for estimating degradation, and computer program |
JPWO2020021944A1 (en) * | 2018-07-25 | 2021-08-12 | 株式会社Gsユアサ | Estimator, battery, vehicle, estimation method |
US11846681B2 (en) | 2019-04-26 | 2023-12-19 | Gs Yuasa International Ltd. | Estimation apparatus and estimation method |
-
2014
- 2014-06-20 JP JP2014127421A patent/JP2016006404A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018014210A (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | トヨタ自動車株式会社 | Battery system |
JP2019053074A (en) * | 2017-03-29 | 2019-04-04 | 株式会社Gsユアサ | Degradation estimation device, method for estimating degradation, and computer program |
WO2019016998A1 (en) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | 三菱電機株式会社 | Accumulator system charging control device, accumulator system, and accumulator charging control method |
CN110870130A (en) * | 2017-07-19 | 2020-03-06 | 三菱电机株式会社 | Battery system charge control device, battery system, and battery charge control method |
JPWO2019016998A1 (en) * | 2017-07-19 | 2020-05-28 | 三菱電機株式会社 | Storage battery system charge control device, storage battery system and storage battery charge control method |
CN110870130B (en) * | 2017-07-19 | 2022-08-12 | 三菱电机株式会社 | Battery system charge control device, battery system, and battery charge control method |
JPWO2020021944A1 (en) * | 2018-07-25 | 2021-08-12 | 株式会社Gsユアサ | Estimator, battery, vehicle, estimation method |
US11846681B2 (en) | 2019-04-26 | 2023-12-19 | Gs Yuasa International Ltd. | Estimation apparatus and estimation method |
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