JP4835757B2 - 電池特性評価装置 - Google Patents
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Description
特許文献2には、電池の内部インピーダンス測定の際に、分極による応答電圧の影響を除去する手法が説明されている。
電池の電流-電圧特性に基づき、等価回路モデルに対する回路定数を同定するように構成された電池特性評価装置において、
交流周波数成分を含む任意の電池実測電流波形データを複数の微小時間区間におけるステップ関数に分割して出力する電流波形分割部と、
これらステップ関数と前記電圧実測値と等価回路モデルデータが入力され、最適化された等価回路モデルの回路定数を演算して出力する回路定数最適化部、
を含むことを特徴とする。
前記回路定数最適化部は、
前記電流波形分割部から出力される複数のステップ関数と等価回路モデルデータが入力され、前記複数のステップ関数に対応したステップ応答電圧を演算出力するステップ応答演算部と、
このステップ応答演算部から演算出力されるステップ応答電圧を加算して電圧計算値を出力する電圧加算部と、
この電圧計算値と前記電圧実測値が入力されてこれら電圧実測値と電圧計算値を比較して最適値か否かを判定し、最適でなければ比較結果から新たな回路定数を生成して前記各ステップ応答演算部に入力し、再び電圧を計算させる判定部、
とで構成されていることを特徴とする。
電池の電流-電圧特性に基づき、等価回路モデルに対する回路定数を同定するように構成された電池特性評価装置において、
交流周波数成分を含む任意の電池実測電圧波形データを複数の微小時間区間におけるステップ関数に分割して出力する電圧波形分割部と、
これらステップ関数と前記電流実測値と等価回路モデルデータが入力され、最適化された等価回路モデルの回路定数を演算して出力する回路定数最適化部、
を含むことを特徴とする。
前記回路定数最適化部は、
前記電圧波形分割部から出力される複数のステップ関数と等価回路モデルデータが入力され、前記複数のステップ関数に対応したステップ応答電流を演算出力するステップ応答演算部と、
このステップ応答演算部から演算出力されるステップ応答電流を加算して電流計算値を出力する電流加算部と、
この電流計算値と前記電流実測値が入力されてこれら電流実測値と電流計算値を比較して最適値か否かを判定し、最適でなければ比較結果から新たな回路定数を生成して前記各ステップ応答演算部に入力し、再び電流を計算させる判定部、
とで構成されていることを特徴とする。
前記各等価回路モデルは、ワールブルグインピーダンスを含むことを特徴とする。
+In・u(t−bn)−In+1・u(t−bn+1)−In+2・u(t−bn+2)−…
−In+m・u(t−bn+m)
=I1・u(t1)+I2・u(t2)+I3・u(t3)+…+In・u(tn)−In+1・u(tn+1)−In+2・u(tn+2)−…−In+m・u(tn+m) (1)
ここでu(t)は、時間ti(i=1〜n+m)においてu(ti)=0(ti<0),1(ti≧0)である。
Ii(s)=L(Ii・u(t−bi))=Ii・(1/s) (2)
Ii(s)=−L(Ii・u(t−bi))=−Ii・(1/s) (3)
Vi(s)=Z(s)・Ii・1/s
(i=1〜n)
Vi(s)=−Z(s)・Ii・1/s (4)
(i=n+1〜m)
Vi(ti)=L[Vi(s)]=Ii・L[Z(s)・1/s]
(i=1〜n)
Vi(ti)=L[Vi(s)]=−Ii・L[Z(s)・1/s] (5)
(i=n+1〜m)
V(t)=V1(t1)+V2(t2)+V3(t3)+…+Vn(tn)−Vn+1(tn+1)
−Vn+2(tn+2)−…−Vn+m(tn+m) (6)
また、ワールブルグインピーダンス以外の回路定数についても現実的な値が得られる。
Vw=(δ√2t)×Ip/Γ(3/2) (7)
で求めることができ、計算が簡易になる。ここで、δは拡散を表す定数、Γはガンマ関数である。
6 回路定数最適化部
6b 判定部
6c 第1のステップ応答演算部
6d 第2のステップ応答演算部
6e 電圧加算部
7 出力部
8 電流検出部
Claims (5)
- 電池の電流-電圧特性に基づき、等価回路モデルに対する回路定数を同定するように構成された電池特性評価装置において、
交流周波数成分を含む任意の電池実測電流波形データを複数の微小時間区間におけるステップ関数に分割して出力する電流波形分割部と、
これらステップ関数と前記電圧実測値と等価回路モデルデータが入力され、最適化された等価回路モデルの回路定数を演算して出力する回路定数最適化部、
を含むことを特徴とする電池特性評価装置。 - 前記回路定数最適化部は、
前記電流波形分割部から出力される複数のステップ関数と等価回路モデルデータが入力され、前記複数のステップ関数に対応したステップ応答電圧を演算出力するステップ応答演算部と、
このステップ応答演算部から演算出力されるステップ応答電圧を加算して電圧計算値を出力する電圧加算部と、
この電圧計算値と前記電圧実測値が入力されてこれら電圧実測値と電圧計算値を比較して最適値か否かを判定し、最適でなければ比較結果から新たな回路定数を生成して前記各ステップ応答演算部に入力し、再び電圧を計算させる判定部、
とで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電池特性評価装置。 - 電池の電流-電圧特性に基づき、等価回路モデルに対する回路定数を同定するように構成された電池特性評価装置において、
交流周波数成分を含む任意の電池実測電圧波形データを複数の微小時間区間におけるステップ関数に分割して出力する電圧波形分割部と、
これらステップ関数と前記電流実測値と等価回路モデルデータが入力され、最適化された等価回路モデルの回路定数を演算して出力する回路定数最適化部、
を含むことを特徴とする電池特性評価装置。 - 前記回路定数最適化部は、
前記電圧波形分割部から出力される複数のステップ関数と等価回路モデルデータが入力され、前記複数のステップ関数に対応したステップ応答電流を演算出力するステップ応答演算部と、
このステップ応答演算部から演算出力されるステップ応答電流を加算して電流計算値を出力する電流加算部と、
この電流計算値と前記電流実測値が入力されてこれら電流実測値と電流計算値を比較して最適値か否かを判定し、最適でなければ比較結果から新たな回路定数を生成して前記各ステップ応答演算部に入力し、再び電流を計算させる判定部、
とで構成されていることを特徴とする請求項3に記載の電池特性評価装置。 - 前記各等価回路モデルは、ワールブルグインピーダンスを含むことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の電池特性評価装置。
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