JP6834849B2 - インピーダンス推定装置 - Google Patents
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Description
まず、本実施形態に係るインピーダンス推定装置100の構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るインピーダンス推定装置100の構成を示すブロック図である。
次に、バッテリ10の複素インピーダンスの温度依存性について、図2及び図3を参照して説明する。図2は、20℃、25℃、30℃の温度条件下で測定した複素インピーダンスの波形を示すグラフである。また図3は、40℃、45℃、50℃の温度条件下で測定した複素インピーダンスの波形を示すグラフである。なお、図2及び図3で示されているデータは、バッテリ10のSOCが95%時に測定されたものである。
本実施形態に係るインピーダンス推定装置100が実行する処理について、図4を参照して説明する。図4は、本実施形態に係るインピーダンス推定装置の動作の流れを示すフローチャートである。
よって、実際に取得したバッテリ10の複素インピーダンスの値Z0及び温度T0を数式(1)に代入した後、傾きA及び切片Bを求めれば(ステップS13)、バッテリ10の複素インピーダンスの値Z及び温度Tとの関係を示す傾き関数を導出することができる。
次に、上述した傾き関数の具体的な導出方法について、図5から図8を参照して説明する。図5は、複素インピーダンスの絶対値と温度の逆数との関係を示すグラフであり、図6は、複素インピーダンスの実数成分と温度の逆数との関係を示すグラフである。また図7は、複素インピーダンスの虚数成分と温度の逆数との関係を示すグラフであり、図8は、相異なるSOCで測定された複素インピーダンスの値と温度の逆数との関係を示すグラフである。なお、図5から図8各々の横軸の数値は、温度Tを絶対温度で計算した場合の数値である。
これは、SOCが互いに異なる状況下でも、絶対値|Z|、実数成分Z’、及び虚数成分Z”の各々で同じ傾き関数が導出されることを示している。
次に、バッテリ10の複素インピーダンスのSOC依存性について、図9及び図10を参照して具体的に説明する。図9は、SOC20%から50%の範囲で取得された複素インピーダンスの波形を示すグラフである。図10は、SOC70%から80%の範囲で取得された複素インピーダンスの波形を示すグラフである。なお、図9及び図10で示されている複数のデータは、それぞれ同じ温度条件下で測定されたものである。
次に、SOC判定部140がバッテリ10のSOCを判定するために実行する具体的な処理について、図11及び図12を参照して具体的に説明する。図11は、SOC60%で取得された複素インピーダンスを結ぶ近似直線と実軸との交点を示すグラフである。図12は、SOC10%で取得された複素インピーダンスを結ぶ近似直線と実軸との交点を示すグラフである。
以上説明したように、本実施形態に係るインピーダンス推定装置によれば、バッテリ10の複素インピーダンスの値Zと温度Tの逆数との関係を示す傾き関数を利用することにより、所望の温度に対応する複素インピーダンスの値Zを比較的簡単に推定することができる。よって、例えばどのような温度条件下で測定した複素インピーダンスであっても、所定の基準温度に対応する複素インピーダンスの値Zに変換することができる。言い換えれば、バッテリ10の温度を実際に所定の基準温度にせずとも、バッテリ10が所定の基準温度である場合に測定されるであろう複素インピーダンスの値Zを知ることができる。この結果、複素インピーダンスの値Zを用いたバッテリ10の状態推定等が好適に行える。
以上説明した実施形態から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。
付記1に記載のインピーダンス推定装置は、相異なる複数の温度で取得された電池の複素インピーダンスの第1所定周波数における値と、前記複素インピーダンスが取得された際の前記電池の温度とに基づいて、前記複素インピーダンスの前記第1所定周波数における値と、前記電池の温度の逆数との関係を示す傾き関数を導出する導出手段と、前記電池の充電量が第1所定範囲内であるか否かを判定する判定手段と、前記電池の充電量が第1所定範囲内であると判定された場合に、前記傾き関数を用いて、前記電池の所望の温度に対応する前記複素インピーダンスの前記所定周波数における値を推定する推定手段とを備える。
付記2に記載のインピーダンス推定装置では、前記判定手段は、(i)前記複素インピーダンスの実数成分及び虚数成分を軸とする複素平面上で、相異なる複数の温度で取得された複数の前記複素インピーダンスの第2所定周波数における値を互いに結んだ近似直線と、前記実数成分の軸との交点を算出し、(ii)前記算出された交点が第2所定範囲内に収まる場合に、前記電池の充電量が前記第1所定範囲内であると判定する。
100 インピーダンス推定装置
110 インピーダンス取得部
120 温度取得部
130 傾き関数算出部
140 SOC判定部
150 インピーダンス推定部
Claims (2)
- 相異なる複数の温度で取得された電池の複素インピーダンスのCole−Coleプロットにおける傾き成分に対応する第1所定周波数における値と、前記複素インピーダンスが取得された際の前記電池の温度とに基づいて、前記複素インピーダンスの前記第1所定周波数における値と、前記電池の温度の逆数との関係を示す傾き関数を導出する導出手段と、
前記電池の充電量が前記傾き関数が成立する第1所定範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記電池の充電量が第1所定範囲内であると判定された場合に、前記傾き関数を用いて、前記電池の所望の温度に対応する前記複素インピーダンスの前記第1所定周波数における値を推定する推定手段と
を備えることを特徴とするインピーダンス推定装置。 - 前記判定手段は、(i)前記複素インピーダンスの実数成分及び虚数成分を軸とする複素平面上で、相異なる複数の温度で取得された複数の前記複素インピーダンスのCole−Coleプロットにおける傾き成分に対応する第2所定周波数における値を互いに結んだ近似直線と、前記実数成分の軸との交点を算出し、(ii)前記算出された交点が前記第1所定範囲に応じて定まる第2所定範囲内に収まる場合に、前記電池の充電量が前記第1所定範囲内であると判定することを特徴とする請求項1に記載のインピーダンス推定装置。
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