JP7466008B2 - 電池診断装置、電池診断方法、電池診断プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態1に係る充電器1の構成例を示す図である。本実施形態1において、充電器1は電池モジュール2を充電する役割を有するとともに、電池モジュール2の劣化状態を判定する電池診断装置としての役割も有する。
I_thresh計算ブロックは、充電器1が電池モジュール2に対する充電動作を開始したか否かを判定する。例えば電池モジュール2に対して流れ込む充電電流が所定閾値以上になったことによって、充電開始したことを検出できる。その他適当な手法によって充電開始を検出してもよい。
I_thresh計算ブロックは、電池モジュール2に対する充電動作が開始された直後の期間において、電池モジュール2の内部抵抗を計算(推定)する。内部抵抗を計算する具体的手順については後述する。
I_thresh計算ブロックは、記憶部13が格納している閾値データ131を用いて、I_threshを計算する。具体的な計算手順と閾値データ131の例については後述する。記憶部13は、充電器1の構成要素としてもよいし、充電器1から切り離して構成してもよい。I_thresh計算ブロックは、計算したI_threshを出力する。
SOH計算ブロックは、電池モジュール2に対する充電動作が終了したか否かを判定する。具体的には、電池モジュール2に対する充電電流I_chargeが、0よりも大きい値から0に転じた時点で、充電動作が終了したことになる。あるいは充電器1から充電動作が終了した旨の通知を受信してもよい。充電動作が終了していない場合は終了するまで待機する。終了した場合はS702へ進む。
SOH計算ブロックは、充電動作が終了した時点における充電電流I_charge(0に転じる直前の充電電流値)が、I_thresh未満であるか否かを判定する。I_chargeがI_thresh未満ではない場合は、S701へ戻る。I_thresh未満である場合はS703へ進む。
SOH計算ブロックは、充電動作終了時点から所定時間内までの期間における、電池モジュール2の出力電圧の変動分ΔVを取得する。ΔVの具体例については後述の図面を用いて説明する。
SOH計算ブロックは、記憶部13が格納している劣化状態データ132を用いて、SOHを計算する。具体的な計算手順と劣化状態データ132の例については後述する。SOH計算ブロックは、計算したSOHを出力する。
本実施形態1に係る充電器1は、電池モジュール2に対する充電動作が終了した時点から、電池モジュール2の内部抵抗が電池電圧に対して与える影響が十分小さくなったΔt経過までの間における、電池電圧の変動分ΔVを用いて、電池モジュール2のSOHを計算する。これにより、内部抵抗の影響を除去した正確なSOHを得ることができる。
図10は、本発明の実施形態2に係る充電器1がSOHを計算する手順を説明するフローチャートである。SOH計算ブロックによる計算手順以外は実施形態1と同じである。SOH計算ブロックは、図7のS703とS704の間において、新たなステップS1001を実施する。その他の計算手順は図7と同様である。
SOH計算ブロックは、記憶部13が格納している温度特性データ133を用いて、電池モジュール2の温度特性を補正する。すなわち、電池モジュール2の現在の温度におけるΔVを、電池モジュール2の標準温度T_normにおける値ΔV_normへ補正する。補正手順の例は後述する。
本実施形態2に係る充電器1は、温度特性データ133を用いて、電池モジュール2の現在の温度TにおけるΔVを、電池モジュール2の標準温度T_normにおける値ΔV_normへ換算し、その換算した値を用いてSOHを計算する。これにより、電池モジュール2の周辺温度が標準温度から大きく逸脱しているような場合においても、正確なSOHを得ることができる。
図12は、本発明の実施形態3に係る充電器1がSOHを計算する手順を説明するフローチャートである。SOH計算ブロックによる計算手順以外は実施形態1~2と同じである。SOH計算ブロックは、図7のS703とS704の間において、新たなステップS1201を実施する。さらに本実施形態3においては、S702を省略する。その他の計算手順は図7または図10と同様である。ここでは図10と同様の計算手順を用いることとし、S1001の後にS1201を実施する例を示した。
本実施形態3においてはS702を実施しないので、ΔVは電池モジュール2の内部抵抗の影響を含んでいる可能性がある。そこでSOH計算ブロックは、本ステップにおいてその影響をΔVから除去する。具体的には、次式により内部抵抗の推定値R_estによる電圧降下分を除去する:ΔV’=ΔV-(I_charge×R_est)。R_estは、実施形態1で説明した手順によって推定できる。SOH計算ブロックは、S704においてΔV’を用いてSOHを求める。
本実施形態3に係る充電器1は、充電動作が終了する直後における充電電流I_chargeが閾値I_thresh未満であるか否かによらず、充電終了から所定時間経過までの電圧変動分ΔVを求める。このΔVを用いてSOHを計算することにより、実施形態1とは異なり、充電動作終了からΔtが経過するまで待機する必要はないので、SOHをさらに速やかに計算することができる。
以上の実施形態において、電池モジュール2の温度特性による影響を除去するため、電池モジュール2の温度が標準温度(またはその前後の許容範囲内)であるときのみ、SOHを計算するようにしてもよい。これにより、温度特性を補正することなく、正確なSOHを得ることができる。
11:取得部
12:演算部
13:記憶部
131:閾値データ
132:劣化状態データ
133:温度特性データ
2:電池モジュール
31:電圧センサ
32:温度センサ
33:電流センサ
34:バッテリ管理システム
Claims (15)
- 蓄電池の劣化状態を診断する電池診断装置であって、
前記蓄電池が出力する電圧値と前記蓄電池が出力する電流値を取得する取得部、
前記電圧値と前記電流値を用いて前記劣化状態を計算する演算部、
を備え、
前記演算部は、前記蓄電池に対して充電動作が実施された後の休止期間において、前記電圧値の第1変動分を取得し、
前記演算部は、前記第1変動分を用いて前記劣化状態を計算し、
前記演算部は、前記劣化状態を計算する際に、前記蓄電池の内部抵抗が前記電圧値に対して与える影響を前記第1変動分から除去することにより、前記内部抵抗の影響を含まない前記劣化状態を計算する
ことを特徴とする電池診断装置。 - 前記演算部は、前記蓄電池に対する充電動作を停止した時点において前記電流値が閾値以下となっている、劣化状態判定条件を満たすか否かを判定し、
前記演算部は、前記劣化状態判定条件を満たす場合は、前記充電動作を停止した時点から所定時間が経過するまでの間の期間における前記電圧値の変動分を、前記第1変動分として取得し、
前記所定時間は、前記充電動作を停止した時点から、前記内部抵抗が前記電圧値に対して与える影響が所定範囲内におさまっている時点までの、時間長である
ことを特徴とする請求項1記載の電池診断装置。 - 前記所定時間は、2秒以内である
ことを特徴とする請求項2記載の電池診断装置。 - 前記演算部は、前記蓄電池に対して充電動作を開始した開始時点から、前記充電動作を実施している期間内の所定時点までの間における、前記電圧値の第2変動分を取得し、
前記演算部は、前記第2変動分を用いて前記内部抵抗を推定し、
前記演算部は、前記推定した前記内部抵抗を用いて、前記閾値を計算する
ことを特徴とする請求項2記載の電池診断装置。 - 前記電池診断装置はさらに、前記内部抵抗と前記閾値との間の関係を前記蓄電池ごとに記述した閾値データを格納する記憶部を備え、
前記演算部は、前記閾値データが記述している前記関係にしたがって、前記閾値を計算する
ことを特徴とする請求項2記載の電池診断装置。 - 前記電池診断装置はさらに、前記第1変動分と前記劣化状態との間の関係を前記蓄電池ごとに記述した劣化状態データを格納する記憶部を備え、
前記演算部は、前記劣化状態データが記述している前記関係にしたがって、前記劣化状態を計算する
ことを特徴とする請求項1記載の電池診断装置。 - 前記蓄電池は、前記蓄電池の温度にしたがって前記第1変動分が変化する温度特性を有しており、
前記取得部はさらに、前記蓄電池の温度を取得し、
前記演算部は、前記温度特性にしたがって前記第1変動分を補正し、
前記演算部は、前記補正した前記第1変動分を用いて、前記劣化状態を計算する
ことを特徴とする請求項1記載の電池診断装置。 - 前記演算部は、前記補正において、
前記温度特性にしたがって、前記蓄電池の測定温度と前記第1変動分との間の関係を、前記蓄電池の標準温度と前記標準温度における前記第1変動分の標準値との間の関係へ変換することにより、前記第1変動分を前記標準温度における値へ換算する
ことを特徴とする請求項7記載の電池診断装置。 - 前記温度特性は、前記蓄電池の温度と前記第1変動分との間の関係を1次関数によって表したものであり、
前記温度特性は、前記蓄電池の温度に応じて前記1次関数の切片が変化するが傾きは変化しない特性を有する
ことを特徴とする請求項7記載の電池診断装置。 - 前記演算部は、前記電流値にかかわらず、前記充電動作を停止した時点から所定時間が経過するまでの間の期間における前記電圧値の変動分を、前記第1変動分として取得し、
前記演算部は、前記第1変動分のなかに含まれる、前記蓄電池の内部抵抗が前記電圧値に対して与える影響を除去することにより、前記内部抵抗の影響を含まない前記劣化状態を計算する
ことを特徴とする請求項1記載の電池診断装置。 - 前記演算部は、前記蓄電池に対して充電動作を開始した開始時点から、前記充電動作を実施している期間内の所定時点までの間における、前記電圧値の第2変動分を取得し、
前記演算部は、前記第2変動分を用いて前記内部抵抗を推定し、
前記演算部は、前記推定した前記内部抵抗が前記電圧値に対して与える影響を前記第1変動分から除去することにより、前記内部抵抗の影響を含まない前記劣化状態を計算する
ことを特徴とする請求項10記載の電池診断装置。 - 前記演算部は、前記蓄電池の温度が所定範囲内にある場合のみ、前記劣化状態を計算する
ことを特徴とする請求項1記載の電池診断装置。 - 蓄電池の劣化状態を診断する電池診断方法であって、
前記蓄電池が出力する電圧値と前記蓄電池が出力する電流値を取得するステップ、
前記電圧値と前記電流値を用いて前記劣化状態を計算するステップ、
を有し、
前記劣化状態を計算するステップにおいては、前記蓄電池に対して充電動作が実施された後の休止期間において、前記電圧値の第1変動分を取得し、
前記劣化状態を計算するステップにおいては、前記第1変動分を用いて前記劣化状態を計算し、
前記劣化状態を計算するステップにおいては、前記蓄電池の内部抵抗が前記電圧値に対して与える影響を前記第1変動分から除去することにより、前記内部抵抗の影響を含まない前記劣化状態を計算する
ことを特徴とする電池診断方法。 - 蓄電池の劣化状態を診断する処理をコンピュータに実行させる電池診断プログラムであって、前記コンピュータに、
前記蓄電池が出力する電圧値と前記蓄電池が出力する電流値を取得するステップ、
前記電圧値と前記電流値を用いて前記劣化状態を計算するステップ、
を実行させ、
前記劣化状態を計算するステップにおいては、前記コンピュータに、前記蓄電池に対して充電動作が実施された後の休止期間において、前記電圧値の第1変動分を取得するステップを実行させ、
前記劣化状態を計算するステップにおいては、前記コンピュータに、前記第1変動分を用いて前記劣化状態を計算するステップを実行させ、
前記劣化状態を計算するステップにおいては、前記コンピュータに、前記蓄電池の内部抵抗が前記電圧値に対して与える影響を前記第1変動分から除去することにより、前記内部抵抗の影響を含まない前記劣化状態を計算するステップを実行させる
ことを特徴とする電池診断プログラム。 - 蓄電池の劣化状態を診断する電池診断装置であって、
前記蓄電池が出力する電圧値と前記蓄電池が出力する電流値を取得する取得部、
前記電圧値と前記電流値を用いて前記劣化状態を計算する演算部、
を備え、
前記演算部は、前記蓄電池に対して充電動作が実施された後の休止期間において、前記電圧値の第1変動分を取得し、
前記演算部は、前記第1変動分を用いて前記劣化状態を計算し、
前記演算部は、前記劣化状態を計算する際に、前記蓄電池の内部抵抗が前記電圧値に対して与える影響を前記第1変動分から除去することにより、前記内部抵抗の影響を含まない前記劣化状態を計算し、
前記内部抵抗は、前記蓄電池に対して充電動作を開始した開始時点から、前記充電動作を実施している期間内の所定時点までの間における、前記電圧値の第2変動分を用いて推定されたものである
ことを特徴とする電池診断装置。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2015213409A (ja) | 2014-05-07 | 2015-11-26 | 関西電力株式会社 | 負荷平準化装置 |
JP2017125680A (ja) | 2014-05-22 | 2017-07-20 | 株式会社東芝 | 電池制御装置 |
US20190128969A1 (en) | 2017-11-01 | 2019-05-02 | Microvast Power Systems Co., Ltd. | Method for measuring the internal resistance of batteries |
CN112018848A (zh) | 2020-08-27 | 2020-12-01 | Oppo广东移动通信有限公司 | 充电控制方法及装置、终端及计算机可读存储介质 |
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Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07326388A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-12 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
JP3508551B2 (ja) * | 1998-06-23 | 2004-03-22 | 株式会社日立製作所 | 蓄電器制御装置 |
JP2002017045A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Toshiba Battery Co Ltd | 二次電池装置 |
WO2017158706A1 (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 株式会社 東芝 | 蓄電池評価装置、蓄電システムおよび蓄電池評価方法 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015213409A (ja) | 2014-05-07 | 2015-11-26 | 関西電力株式会社 | 負荷平準化装置 |
JP2017125680A (ja) | 2014-05-22 | 2017-07-20 | 株式会社東芝 | 電池制御装置 |
US20190128969A1 (en) | 2017-11-01 | 2019-05-02 | Microvast Power Systems Co., Ltd. | Method for measuring the internal resistance of batteries |
CN112018848A (zh) | 2020-08-27 | 2020-12-01 | Oppo广东移动通信有限公司 | 充电控制方法及装置、终端及计算机可读存储介质 |
JP7326388B2 (ja) | 2021-08-04 | 2023-08-15 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | スイッチ |
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