JP2016224022A - 蓄電池パラメータ推定装置および蓄電池パラメータ推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1では、蓄電池の定格FCCおよび等価回路の特性パラメータを既知としているために、蓄電池の定格FCCおよび等価回路の特性パラメータに誤差が含まれる場合には、これらの誤差がSoCや電流測定値のオフセット誤差の推定値に伝播してしまうという課題がある。
図1は、本発明の実施の形態1に係る蓄電池パラメータ推定装置101の全体構成図である。電流計測部102は、蓄電池103を流れる電流104を計測する。また、電圧計測部105は、蓄電池103の正極および負極の端子間の電圧106を計測する。ここで、電流計測部102が測定する電流104の測定値には、オフセット誤差116が含まれている。
図14は、本発明の実施の形態2に係る蓄電池パラメータ推定装置101の全体構成図である。図14に示す本実施の形態2の蓄電池パラメータ推定装置101は、先の実施の形態1の図1と比較して、図2に示した蓄電池103の等価回路の特性パラメータRd,Cd,R0の誤差を追加考慮して電流測定値のオフセット誤差116およびFCCの容量誤差117を推定する点が異なっている。
先の実施の形態1では、式(35)および式(36)によって定められる説明変数uk、および観測変数ykを基に、パラメータ推定ベクトルp^kを推定している。ここで、説明変数ukの第1要素は、tkに比例する項を含んでおり、これは時間の経過に従って際限なく増大する。このような際限なく増大する量を計算過程に含むことは、組み込みシステムにおけるソフトウェアの実装に適したものではない。
先の実施の形態1では、電流測定値のオフセット誤差116、およびFCCの容量誤差117の推定にRecursive Least Squares Filter (RLSフィルタ)を用いている。この手法は、観測変数ykにのみランダムな誤差が重畳し、説明変数ukのランダム誤差が無視できるほど小さい場合に、平均二乗誤差の観点から最適な推定を与える。
先の実施の形態4の蓄電池パラメータ推定装置101は、固有ベクトル計算部2302において、一般化固有値問題を解いており、一般的には、これは計算量が大きい処理である。そこで、本実施の形態5では、非特許文献1に開示された手法を応用し、共分散行列Rkがサンプル周期ごとに大きく変化しないことを利用して、計算量を削減する構成を開示する。
Claims (10)
- 蓄電池の端子間電圧を計測する電圧計測部と、
予め測定した、容量誤差を含む前記蓄電池の定格満充電容量および前記端子間電圧に依存するように前記蓄電池のSoC推定値を推定するSoC推定部と、
前記蓄電池を流れる、オフセット誤差を含む電流を計測する電流計測部と、
前記SoC推定値の、電流測定値の前記オフセット誤差に関する偏微分係数である第1係数を計算する第1係数計算部と、
前記SoC推定値の、予め測定された前記蓄電池の前記定格満充電容量と前記蓄電池の使用時における実際の満充電容量との差である容量誤差に関する偏微分係数である第2係数を計算する第2係数計算部と、
前記第1係数および前記第2係数を含む係数情報と、前記蓄電池を流れる電流と、前記SoC推定値とから、電流測定値の前記オフセット誤差および前記満充電容量の容量誤差を推定する誤差推定部と、
を備える
蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記電流計測部によって計測された前記電流を積算して電流積算値を計算する電流積算部を更に備え、
前記誤差推定部は、前記係数情報と、前記電流積算値と、前記SoC推定値とから、前記オフセット誤差および容量誤差を推定する
請求項1に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記誤差推定部は、前記係数情報の今回の計算値と前回の計算値との差分と、前記SoC推定値の今回の計算値と前回の計算値との差分と、記蓄電池を流れる電流とから、前記オフセット誤差および容量誤差を推定する
請求項1に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記SoC推定部は、前記定格満充電容量と、前記端子間電圧と、予め測定した前記蓄電池の等価回路の特性パラメータとから、前記蓄電池の前記SoC推定値を推定し、
前記SoC推定値の、前記蓄電池の前記等価回路の特性パラメータの定格値と実際値との差に関する偏微分係数である第3係数を計算する第3係数計算部を更に備え、
前記誤差推定部が参照する前記係数情報は、前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数を含む
請求項1から3のいずれか1項に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記SoC推定部は、Kalmanフィルタを用いて、前記蓄電池の前記SoC推定値を推定する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記誤差推定部は、
前記係数情報またはその今回の計算値と前回の計算値との差分と、前記SoC推定値またはその今回の計算値と前回の計算値との差分とから、説明変数を計算する説明変数計算部と、
前記係数情報またはその今回の計算値と前回の計算値との差分と、前記SoC推定値またはその今回の計算値と前回の計算値との差分とから、観測変数を計算する観測変数計算部と、
前記説明変数および前記観測変数に基づいて、前記オフセット誤差および前記容量誤差に関するパラメータの推定値であるパラメータ推定ベクトルを計算するパラメータ推定部と、
前記パラメータ推定ベクトルに基づいて、前記オフセット誤差を補正するオフセット計算部と、
前記パラメータ推定ベクトルに基づいて、容量誤差を推定する容量計算部と、
を備える
請求項1から5のいずれか1項に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記誤差推定部は、
前記説明変数と、前周期の逆分散とから、RLSゲインを計算するRLSゲイン計算部と、
前周期の前記逆分散と、前記RLSゲインと、前記説明変数とから、前記逆分散を計算する逆分散計算部と、
を更に備え、
前記パラメータ推定部は、前記説明変数と、前記観測変数と、前記RLSゲインと、前周期のパラメータ推定ベクトルとから、前記パラメータ推定ベクトルを計算する
請求項6に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記誤差推定部は、
前記説明変数と、前記観測変数と、前周期の共分散行列とから、前記共分散行列を計算する共分散計算部と、
前記共分散行列に関する固有値問題を解くことにより、前記共分散行列の最小固有値に対応する固有ベクトルを計算する固有ベクトル計算部と、
を更に備え、
前記パラメータ推定部は、前記固有ベクトルから、前記パラメータ推定ベクトルを計算する
請求項6に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 前記誤差推定部は、
前記説明変数と、前記観測変数と、前周期の共分散行列とから、前記共分散行列を計算する共分散計算部と、
前記説明変数と、前記共分散行列と、前周期のパラメータ推定ベクトルとから、前記パラメータ推定ベクトルを求めるための2次式の係数を計算する係数計算部と、
前記2次式の係数を持つ2次式の実数根を求める2次式求解部と、
を更に備え、
前記パラメータ推定部は、前記2次式の係数と、前記2次式の実数根とから、前記パラメータ推定ベクトルを計算する
請求項6に記載の蓄電池パラメータ推定装置。 - 蓄電池の端子間電圧を計測する電圧計測ステップと、
予め測定した、容量誤差を含む前記蓄電池の定格満充電容量および前記端子間電圧に依存するように前記蓄電池のSoC推定値を推定するSoC推定ステップと、
前記蓄電池を流れる、オフセット誤差を含む電流を計測する電流計測ステップと、
前記SoC推定値の、電流測定値の前記オフセット誤差に関する偏微分係数である第1係数を計算する第1係数計算ステップと、
前記SoC推定値の、予め測定された前記蓄電池の前記定格満充電容量と前記蓄電池の使用時における実際の満充電容量との差である容量誤差に関する偏微分係数である第2係数を計算する第2係数計算ステップと、
前記第1係数および前記第2係数を含む係数情報と、前記蓄電池を流れる電流と、前記SoC推定値とから、電流測定値の前記オフセット誤差および前記満充電容量の容量誤差を推定する誤差推定ステップと、
を有する
蓄電池パラメータ推定方法。
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