JP6842212B1 - 電池性能評価方法および電池性能評価装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1二次電池の複素インピーダンスの測定結果を認識する第1認識要素と、
前記第1認識要素により認識された前記第1二次電池の複素インピーダンスの測定結果に基づき、IIRシステムおよびFIRシステムのそれぞれを表わす伝達関数により前記第1二次電池の内部抵抗のインピーダンスが表現されている二次電池モデルのパラメータの値を同定する第1計算要素と、
初期状態において前記第1二次電池と同一性能の二次電池として設計された第2二次電池に対して、インパルス電流が入力された際に当該第2二次電池から出力される電圧の変化態様の計測結果としての実測出力電圧を認識する第2認識要素と、
前記第1計算要素により前記パラメータの値が同定された前記二次電池モデルに対して、前記インパルス電流が入力された際に当該二次電池モデルから出力される電圧の変化態様としてのモデル出力電圧を計算する第2計算要素と、
前記第2認識要素により認識された前記実測出力電圧および前記第2計算要素により計算された前記モデル出力電圧の対比結果に基づき、前記第2二次電池の性能を評価する電池性能評価要素と、
を含んでいることを特徴とする。
図1に示されている本発明の一実施形態としての電池性能評価装置100は、データベース10および対象機器200のそれぞれとネットワークを介して通信可能な一または複数のサーバにより構成されている。電池性能評価装置100は、対象機器200に電源として搭載されている二次電池220の性能を評価する。
前記構成の電池性能評価装置100により実行される二次電池220の電池性能評価方法について説明する。
電池性能評価装置100において、第1認識要素111により、さまざまな種類の二次電池(第1二次電池221)の複素インピーダンスZの測定結果が認識される(図2/STEP112)。各要素が情報を「認識する」とは、情報を受信すること、データベース10等の情報源から情報を検索することもしくは読み取ること、他の情報に基づいて情報を算定、推定等することなど、必要な情報を準備するあらゆる演算処理等を実行することを意味する。第1二次電池221の複素インピーダンスZは、交流インピーダンス法により測定され、当該測定結果は第1二次電池221の種類を識別するための識別子と関連付けられてデータベース10に登録される。
電池性能評価装置100において、第1計算要素121により、第1認識要素111により認識された第1二次電池221の複素インピーダンスZの測定結果に基づき、二次電池モデルのパラメータの値が同定される(図2/STEP114)。
ここでOCV(t)は、電流I(t)の充電および/または放電に伴い開放電圧が増減することを表わしている。
抵抗R0の伝達関数H0(z)は関係式(03)により定義されている。
対象機器200において、通電状態の制御装置210により第1条件が満たされているか否かが判定される(図2/STEP212)。「第1条件」としては、対象機器200において入力インターフェース202を通じて二次電池220の電池性能評価の要請があったこと、対象機器200が二次電池220の充電のために外部電源に接続されたことなどの条件が採用される。
前記実施形態では、第1二次電池221および第2二次電池222のそれぞれの電圧応答特性V(T)の測定時の温度Tが勘案されたうえで二次電池モデルが選定され、当該第2二次電池222の性能が評価されたが、他の実施形態として、第1二次電池221および第2二次電池222のそれぞれの電圧応答特性V(T)の測定時の温度Tが勘案されずに、種類を表わす識別子に基づいて二次電池モデルが選定され、当該第2二次電池222の性能が評価されてもよい。
(発明の効果)
Claims (6)
- 第1二次電池の複素インピーダンスの測定結果を認識する第1認識要素と、
前記第1認識要素により認識された前記第1二次電池の複素インピーダンスの測定結果に基づき、IIRシステムおよびFIRシステムのそれぞれを表わす伝達関数により前記第1二次電池の内部抵抗のインピーダンスが表現されている二次電池モデルのパラメータの値を同定する第1計算要素と、
初期状態において前記第1二次電池と同一性能の二次電池として設計された第2二次電池に対して、インパルス電流が入力された際に当該第2二次電池から出力される電圧の変化態様の計測結果としての実測出力電圧を認識する第2認識要素と、
前記第1計算要素により前記パラメータの値が同定された前記二次電池モデルに対して、前記インパルス電流が入力された際に当該二次電池モデルから出力される電圧の変化態様としてのモデル出力電圧を計算する第2計算要素と、
前記第2認識要素により認識された前記実測出力電圧および前記第2計算要素により計算された前記モデル出力電圧の対比結果に基づき、前記第2二次電池の性能を評価する電池性能評価要素と、を含んでいることを特徴とする電池性能評価装置。 - 請求項1記載の電池性能評価装置において、
前記第1認識要素が、前記第1二次電池の異なる温度のそれぞれにおける複素インピーダンスの測定結果を認識し、
前記第1計算要素が、前記第1認識要素により認識された前記二次電池の前記異なる温度のそれぞれにおける複素インピーダンスの測定結果に基づき、二次電池モデルのパラメータの値の温度依存性を特定し、
前記第2認識要素が、前記第2二次電池の前記出力電圧に加えて当該第2二次電池の温度の計測結果を認識し、
前記第2計算要素が、前記第1計算要素により前記パラメータの値が同定され、かつ、当該パラメータの値の温度依存性が同定された前記二次電池モデルに対して、前記インパルス電流に加えて前記第2認識要素により認識された前記二次電池の温度の計測結果が入力された際の前記モデル出力電圧を計算することを特徴とする電池性能評価装置。 - 請求項1または2記載の電池性能評価装置において、
前記第1認識要素が、前記第1二次電池が電源として搭載されている第1対象機器との相互通信に基づき、前記第1対象機器に搭載されている測定機器によって交流インピーダンス法にしたがって測定された前記第1二次電池の複素インピーダンスを認識することを特徴とする電池性能評価装置。 - 請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の電池性能評価装置において、
前記第2認識要素が、前記第2二次電池が電源として搭載されている第2対象機器との相互通信に基づき、前記第2対象機器に搭載されているインパルス電流発生器により発生されたインパルス電流が、前記第2対象機器に搭載されているセンサにより測定された前記第2二次電池の電圧応答特性を認識することを特徴とする電池性能評価装置。 - 第1二次電池の複素インピーダンスの測定結果を認識する第1認識工程と、
前記第1認識工程において認識された前記第1二次電池の複素インピーダンスの測定結果に基づき、IIRシステムおよびFIRシステムのそれぞれを表わす伝達関数により前記第1二次電池の内部抵抗のインピーダンスが表現されている二次電池モデルのパラメータの値を同定する第1計算工程と、
初期状態において前記第1二次電池と同一性能の二次電池として設計された第2二次電池に対して、インパルス電流が入力された際に当該第2二次電池から出力される電圧の変化態様の計測結果としての実測出力電圧を認識する第2認識工程と、
前記第1計算工程において前記パラメータの値が同定された前記二次電池モデルに対して、前記インパルス電流が入力された際に当該二次電池モデルから出力される電圧の変化態様としてのモデル出力電圧を計算する第2計算工程と、
前記第2認識工程において認識された前記実測出力電圧および前記第2計算工程において計算された前記モデル出力電圧の対比結果に基づき、前記第2二次電池の性能を評価する電池性能評価工程と、を含んでいることを特徴とする電池性能評価方法。 - 請求項5記載の電池性能評価方法において、
前記第1認識工程において、前記第1二次電池の異なる温度のそれぞれにおける複素インピーダンスの測定結果を認識し、
前記第1計算工程において、前記第1認識工程において認識された前記二次電池の前記異なる温度のそれぞれにおける複素インピーダンスの測定結果に基づき、二次電池モデルのパラメータの値の温度依存性を特定し、
前記第2認識工程において、前記第2二次電池の前記出力電圧に加えて当該第2二次電池の温度の計測結果を認識し、
前記第2計算工程において、前記第1計算工程において前記パラメータの値が同定され、かつ、当該パラメータの値の温度依存性が同定された前記二次電池モデルに対して、前記インパルス電流に加えて前記第2認識工程において認識された前記二次電池の温度の計測結果が入力された際の前記モデル出力電圧を計算することを特徴とする電池性能評価方法。
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