KR20060097581A

KR20060097581A - 전원장치용 상태검지장치, 전원장치 및 전원장치에사용되는 초기 특성 추출장치

Info

Publication number: KR20060097581A
Application number: KR1020060011067A
Authority: KR
Inventors: 요헤이 가와하라; 아키히코 에모리; 슈코 야마우치; 히로타카 다카하시; 마사미 시다; 아키히코 구도
Original assignee: 히다치 비클 에너지 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-09-14
Also published as: JP2006242880A; JP5442583B2; EP1701175B1; CN1835273B; JP4767558B2; US20100030499A1; JP2011085592A; EP1701175A3; US7622894B2; EP1701175A2; US20060202857A1; KR101195515B1; US8054045B2; CN1835273A

Abstract

본 발명은 축전수단의 상태검지를 행하기 위하여 필요한 특성정보를 차례로 보정함으로써, 고정밀도의 축전수단의 상태검지를 행할 수 있는 상태검지장치 및 이것을 사용한 열화 판정장치, 초기 특성 추출장치를 실현하는 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 계측수단(300)은, 축전수단(200)의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득한다. 연산수단(110)은, 계측값과 기억수단(130)에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여 축전수단의 상태검지를 행한다. 모순검지수단(120)은, 연산수단(110)으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어 변화된 경우 및 계측수단(300)으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에, 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지한다. 보정수단(140)은 모순검지수단(120)에 의해 검지된 모순에 따라 기억수단(130)에 저장되어 있는 특성정보를 보정한다.

Description

전원장치용 상태검지장치, 전원장치 및 전원장치에 사용되는 초기 특성 추출장치{STATUS DETECTOR FOR POWER SUPPLY, POWER SUPPLY, AND INITIAL CHARACTERISTIC EXTRACTING DEVICE FOR USE WITH POWER SUPPLY}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 블럭도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치의 상태검지수단의 처리내용을 나타내는 플로우차트,

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 축전수단의 등가회로를 나타내는 회로도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 OCV와 SOC의 특성정보의 설명도,

도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 충전시의 전류와 SOC(충전상태)의 변화의 설명도,

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 축전수단의 SOC (충전상태)와 허용전류를 나타내는 선도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전원장치의 모순검지수단의 동작을 나타내는 플로우차트,

도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 상태검지수단 중의 연산수단의 구성을 나타내는 블럭도,

도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 축전수단의 내부저항의 온도에 의한 변화를 나타내는 설명도,

도 10은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 블럭도,

도 11은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 축전수단의 열화시의 SOC(충전상태)의 변화의 설명도,

도 12는 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 열화판정수단의 처리내용을 나타내는 플로우차트,

도 13은 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도,

도 14는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 초기 특성 추출장치가 구비하는 충방전장치의 처리내용을 나타내는 플로우차트,

도 15는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 초기 특성 추출장치가 구비하는 충방전장치의 설명도,

도 16은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 2 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도,

도 17은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 초기 특성 추출방법의 설명도,

도 18은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 3 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도,

도 19는 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 초기 특성 추출방법의 설명도,

도 20은 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 4 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 상태검지수단 110 : 연산수단

120 : 모순검지수단 130 : 기억수단

140 : 보정수단 200 : 축전수단

142 : 전류 적산수단 144 : IR 오차 검출수단

146 : 무게 결정수단 150 : 열화판정수단

300 : 계측수단 400 : 출력수단

500 : 충방전장치 600 : 특성 추출수단

700 : 충방전 제어장치

본 발명은 축전지의 상태를 검지하는 것에 적합한 전원장치용 상태검지장치, 전원장치 및 전원장치에 사용되는 초기 특성 추출장치에 관한 것이다.

리튬 2차 전지나 니켈 수소전지, 납전지, 전기 2중층 캐패시터 등의 축전수단을 사용한 전원장치, 분산형 전력저장장치, 전기자동차에서는 축전수단을 안전하게 또한 유효하게 사용하기 위하여 축전수단의 상태를 검지하는 상태검지장치가 사용되고 있다. 축전수단의 상태로서는, 어느 정도까지 충전되어 있는지, 또는 어느 정도 방전 가능한 전하량이 남아 있는 것인지를 나타내는 충전상태(SOC: State of Charge) 또는 잔존용량이나, 어느 정도까지 열화나 약해져 있는 것인지를 나타내는 건강상태(SOH: State of Health) 또는 열화도 등이 있다. 또 축전수단의 그것들의 상태를 검지하기 위해서는 축전수단의 특성정보(내부저항; Internal DC Resistance 등)를 미리 파악할 필요가 있다.

휴대기기용이나 전기자동차 등의 전원장치에서의 SOC(충전상태)는, 만충전으로부터의 방전전류를 적산하여, 최대한 충전 가능한 전하량(전 용량)에 대하여 축전수단에 남아 있는 전하량(잔존용량)의 비를 산출함으로써 검출할 수 있다. 그러나 많은 축전수단은 SOH(건강상태)나 온도 등에 의하여 전 용량이 변화되기 때문에, 이와 같은 경시변화나 환경변화에 대한 정확한 SOC 검출이 곤란하다.

따라서, 종래는 예를 들면 일본국 특개평10-289734호 공보에 기재된 바와 같이 전지의 온도에 의거하여 산출한 온도 보정계수 및 전지의 열화에 의거하여 산출한 열화 보정계수에 의하여 초기 전지 특성을 보정하고, 그 보정된 전지특성과 방전중의 방전전류 및 단자전압에 의거하여 전지의 잔존용량을 산출하는 것이 알려져 있다.

또, 일본국 특개평11-218567호 공보에 기재된 바와 같이, 온도 보정계수, 내 부저항 열화 보정계수, 용량 열화 보정계수와의 관계로부터 초기 전지 특성을 보정하여 열화시의 전지특성을 산출하는 것이 알려져 있다.

또한 일본국 특개2000-166105호 공보에 기재된 바와 같이, 충방전 전류에 의거하여 충전상태를 검출하고, 전압에 의거하여 축전상태를 검출하여 이들 검출에 의거하여 충전상태를 제어하는 것이 알려져 있다.

또, 일본국 특개2000-166109호 공보에 기재된 바와 같이, 충방전 전류와 전압에 의거하여 기전압을 구하고, 이 기전압과 충전특성과의 관계에 의거하여 충전특성을 산출하는 것이 알려져 있다.

또한 일본국 특개2001-85071호 공보에 기재된 바와 같이, 각각의 단자 사이의 전압과 각각에 흐르는 전류에 의거하여 조립 전지모듈의 각각의 온도를 추정하는 것이 알려져 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평10-289734호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개평11-218567호 공보

[특허문헌 3]

일본국 특개2000-166105호 공보

[특허문헌 4]

일본국 특개2000-166109호 공보

[특허문헌 5]

일본국 특개2001-85071호 공보

그러나 일본국 특개평10-289734호 공보에 기재된 방법에서는 온도나 열화의 영향을 고려하여, 이들 영향을 온도 보정계수나 열화 보정계수로서 도입한 것으로, 잔존용량의 산출에 필요한 파라미터를 복잡한 산출과정을 거친 이들 보정계수로 보정한다. 이 때문에 보정계수의 값 자체가 정확한지, 또 모든 전지특성을 보정할 수 있을지 질문이 남는다.

아울러, 어느 종류의 축전수단은 충전효율이나 메모리효과 등의 특성도 있기때문에, 고정밀도의 잔존용량 추정에는 이들 특성도 고려하여 보정할 필요가 있다. 또 일반적으로 축전수단의 초기특성은 개체차가 있기 때문에, 고정밀도의 잔존용량 추정에는 이들 개체차도 보정할 필요가 있다.

즉, 고정밀도의 잔존용량 추정 등의 상태검지를 행하기 위해서는, 축전수단의 특성을 충실하게 모델링하여 복수의 파라미터를 도입할 필요가 있다. 또한 이들 파라미터의 경시변화나 환경변화에 따르는 보정을 행할 필요가 있다.

이 때문에 축전수단의 초기특성이나 복수의 파라미터, 또 보정계수의 데이터를 취득하기 위하여 방대한 시간이나 노동력이 소비된다. 그러나 아무리 연산을 복잡한 것으로 하였다 하여도 연산결과는 전지특성의 이론 또는 모델에 의거하는 추정의 영역을 벗어나지 않고, 추정결과가 참값에 대하여 정확한지 여전히 의문이 남는다.

본 발명의 목적은, 고정밀도의 축전수단의 상태검지를 행할 수 있는 전원장 치용 상태검지장치, 전원장치 및 전원장치에 사용되는 초기 특성 추출장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 고정밀도의 축전수단의 상태검지를 행할 수 있는 전원장치용 상태검지장치를 제공한다.

본 발명의 가장 대표적인 특징은, 축전수단의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득 가능한 계측수단과, 상기 축전수단의 특성정보를 저장한 기억수단과, 상기 계측값과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여, 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 연산수단과, 상기 연산수단으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우 및 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에, 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지하는 모순검지수단과, 상기 모순검지수단에 의해 검지된 모순에 따라 상기 기억수단에 저장되어 있는 상기특성정보를 보정하는 보정수단을 구비한 것이다.

또 본 발명은 고정밀도의 축전수단의 상태검지를 행할 수 있는 전원장치를 제공한다.

본 발명의 가장 대표적인 특징은, 충방전 가능한 축전수단과, 이 축전수단의 충방전시의 정보를 취득하는 계측수단과, 상기 축전수단의 상태를 검지하는 상태검지수단을 가지고, 상기 상태검지수단은, 축전수단의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득 가능한 계측수단과, 상기 축전수단의 특성정보를 저장한 기억수단과, 상기 계측값과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하고, 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 연산수단과, 상기 연산수단으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우 및 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에, 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지하는 모순검지수단과, 상기 모순검지수단에 의해 검지된 모순에 따라 상기 기억수단에 저장되어 있는 상기 특성정보를 보정하는 보정수단으로 이루어지는 것이다.

또한 본 발명은, 고정밀도의 축전수단의 상태검지를 행할 수 있는 전원장치에 사용하는 초기 특성 추출장치를 제공한다.

본 발명의 가장 대표적인 특징은, 충방전 가능한 축전수단과, 이 축전수단의 충방전시의 정보를 취득하는 계측수단과, 상기 축전수단의 상태를 검지하는 상태검지수단을 가지고, 상기 상태검지수단은, 축전수단의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득 가능한 계측수단과, 상기 축전수단의 특성정보를 저장한 기억수단과, 상기 계측값과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 연산수단과, 상기 연산수단으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우 및 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지하는 모순검지수단과, 상기 모순검지수단에 의해 검지된 모순에 따라 상기 기억수단에 저장되어 있는 상기 특성정보를 보정하는 보정수단으로 이루어지고, 또한 상기 축전수단의 충방전을 소정의 펄스패턴에 의해 행하는 충방전장치를 구비하고, 상기 충방전장치에 의해 축전수단의 충전·방전을 행하고, 상기 계측수단은 충전·방전시의 상기 축전수단의 정보를 계측하고, 상기 연산수단은, 상기 계측값과 상기 기억수단에 기억된 상기 축전수단의 특성정보를 사용하여 상기 축전지의 상태를 구하고, 상기 모순검지수단은, 구해진 상태가 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지하고, 상기 보정수단은, 상기 특성정보의 보정을 행하여 상기 특성정보가 일정한 범위에 들어가게 함으로써 축전수단의 초기 특성을 추출하는 것이다.

이하, 도 1 내지 도 6을 사용하여 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치의 구성 및 동작에 대하여 설명한다.

제일 먼저 도 1을 사용하여 본 실시형태에 의한 전원장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

본 실시형태에 의한 전원장치는, 상태검지수단(100)과, 축전수단(200)과, 계측수단(300)과, 출력수단(400)으로 구성된다. 축전수단(200)은, 전기를 축적하여 방전을 행하는 것으로, 예를 들면 리튬 2차 전지이다. 또한 축전수단(200)으로서는 그 외에 니켈 수소전지, 납전지, 전기 2중층 캐패시터 등의 전력 저장기능을 가지는 장치에 대해서도 본 실시형태는 적용할 수 있는 것이다. 축전수단(200)은, 단셀이어도 좋고, 단셀을 복수로 조합시킨 모듈구조이어도 좋은 것이다.

계측수단(300)은, 축전수단(200)의 정보[전압(V), 전류(I), 온도(T) 등]를 취득하기 위한 센서나 전기회로이다.

상태검지수단(100)은, 연산수단(110)과, 모순검지수단(120)과, 보정수단(140)과, 기억수단(130)으로 이루어진다.

연산수단(110)은, 계측수단(300)으로부터 취득한 계측값(V, I, T)과, 기억수단(130)으로부터 판독한 축전수단(200)의 특성정보[축전수단(200)의 분극전압(Vp), 내부저항(R)]에 의거하여 축전수단(200)의 SOC(충전상태)를 산출한다. 연산수단(110)은, 마이크로세서나 컴퓨터 등으로 이루어진다. 연산수단(110)에 있어서의 SOC(충전상태)를 산출방법에 대해서는 도 3 및 도 4를 사용하고 뒤에서 설명한다.

모순검지수단(120)은 계측수단(300)으로 취득한 계측값(I)과 연산수단(110)이 산출한 SOC(충전상태)에 의거하여 연산수단(110)으로 구한 결과가 이론값으로부터 벗어나는 모순이 발생되어 있지 않은지 감시를 행한다. 연산수단(110)으로 구한 결과가 이론값으로부터 벗어나 있는 경우는 모순으로서 검지한다. 모순검지수단(120)에의한 모순검지의 구체적 방법에 대해서는 도 5 및 도 6을 사용하여 뒤에서 설명한다.

보정수단(140)은 기억수단(130)에 저장된 특성정보[분극전압(Vp), 내부저항 (R)]를 보정한다. 보정수단(140)은 모순검지수단(120)이 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지한 경우에만 기동하여도 좋고, 이론값으로부터 벗어나는 모순의 유무에 상관없이 기동시켜도 좋다.

이론값으로부터 벗어나는 모순의 유무에 상관없이 보정수단(140)을 기동시키는 경우, 모순검지수단(120)이 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지하였을 때에는 소정의 보정량으로 특성정보의 보정을 행하고, 이론값으로부터 벗어나는 모순이 없는 경우는 보정량을 0으로 하여 특성정보의 보정을 행한다. 또 보정수단(140)은, 모순검지수단(120)이 검지한 이론값으로부터 벗어나는 모순내용에 따라 특성정보의 보정을 행한다. 보정수단(140)의 동작에 대해서는 뒤에서 설명한다.

기억수단(130)은, 내부저항(Internal Dc Resistance), 분극전압(Polarization Voltage), 충전효율(Charge Eppiciency), 허용전류, 전 용량(Fully charged capacity) 등의 축전수단(200)으로부터 미리 구할 수 있는 특성정보를 기억하고 있다. 이들 특성정보는, 충전·방전 별로 특성값을 가지게 하여도 좋고, 충전상태나 온도 등, 축전수단(200)의 상태에 따라 값을 가지게 하여도 좋고, 축전수단(200)의 모든 상태에 공통된 하나의 값을 특성정보로서 가지게 하여도 좋다.

기억수단(130)은 플래시 메모리, EEPROM, 자기 디스크 등의 메모리장치로 이루어진다. 기억수단(130)은, 연산수단(110)의 외부에 구비하여도 좋고, 연산수단(110)의 내부에 구비하는 메모리장치로서 실현하여도 좋다. 기억수단(130)은 축전수단(200)의 특성정보 외에, 축전수단(200)의 상태검지를 행하기 위한 연산순서를 저장하여도 좋다.

기억수단(130)은 떼어 내기 가능하게 하여도 좋다. 떼어 내기 가능하게 한 경우, 기억수단(130)을 바꿈으로써 특성정보와 연산순서를 간단하게 변경할 수 있다. 또 기억수단(130)을 복수로 가지고 특성정보와 연산순서를 교체 가능한 기억수단(130)에 분산시켜 저장하면, 특성정보와 연산순서를 상세하게 갱신하는 것이 가능해진다.

출력수단(400)은, 연산수단(110)으로 구한 SOC(충전상태) 등을, 외부로 출력한다.

다음에, 도 2 내지 도 6을 사용하여 본 실시형태에 의한 전원장치의 상태검 지수단(100)의 동작에 대하여 설명한다.

제일 먼저 도 2를 사용하여 본 실시형태에 의한 전원장치의 상태검지수단(100)의 전체적인 처리의 내용에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치의 상태검지수단의 처리내용을 나타내는 플로우차트이다.

도 2의 단계 s10에 있어서, 연산수단(110)은 축전수단(200)의 계측값(V, I, T)과, 기억수단(130)으로부터 판독한 축전수단(200)의 특성정보[축전수단(200)의 분극전압(Vp), 내부저항(R)]에 의거하여, 축전수단(200)의 SOC(충전상태)를 산출하여 상태검지를 행한다.

여기서 도 3 및 도 4를 사용하여 본 실시형태에 의한 상태검지수단(100)의 연산수단(110)의 처리의 내용에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 축전수단의 등가회로를 나타내는 회로도이다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 OCV와 SOC의 특성정보의 설명도이다.

도 3은 축전수단(200)의 등가회로를 나타내고 있다. 축전수단(200)은 임피던스(Z)와 캐패시턴스성분(C)의 병렬접속쌍과, 내부저항(R)과, 기전력(OCV)의 직렬접속으로 나타낸다.

축전수단(200)에 전류(I)를 인가하면, 축전수단(200)의 단자간 전압(CCV)은, 이하의 수학식 (1)로 나타낸다.

여기서, Vp는 분극전압이고, 임피던스(Z)와 캐패시턴스성분(C)의 병렬접속쌍의 전압에 상당한다.

기전력(OCV)은 SOC(충전상태)의 연산에 사용되나, 축전수단(200)이 충방전되어 있는 상황에서는 기전력(OCV)을 직접 측정하는 것이 불가능하다. 이 때문에 기전력(OCV)은 이하의 수학식 (2)와 같이 기전력(OCV)으로부터 IR 드롭과 분극전압(Vp)을 빼어, 산출된다.

여기서, 내부저항(R)과 분극전압(Vp)은 기억수단(130)에 저장되어 있는 특성정보로부터 구할 수 있다. 또한 내부저항(R)과 분극전압(Vp)은, 축전수단(200)의 충전상태나 온도 등에 따라 값을 가지고 있다. 전류값(I)은 계측수단(300)으로 취득한 계측값으로부터 얻어진다.

도 4는 기전력(OCV)과 SOC(충전상태)의 관계를 나타내고 있다. 수학식 (2)에 의하여 전류값(I)과 내부저항(R)과 분극전압(Vp)을 사용하여 기전력(OCV)이 산출되면, 또한 미리 구한 기전력(OCV)과 SOC(충전상태)의 특성정보를 사용함으로써 축전수단(200)의 SOC(충전상태)를 추정할 수 있다.

연산수단(110)은, 이상과 같이 하여 구한 SOC(충전상태)를 모순검지수단 (120)에 송신한다.

다음에 도 2의 단계 s20에 있어서, 모순검지수단(120)은 연산수단(110)으로부터 수취한 SOC(충전상태)와, 계측수단(300)에 의해 계측된 계측값(I)에 의하여 이론값으로부터 벗어나는 모순이 없는지 감시한다. 모순이 없는 경우에는 단계 s50로 진행하고, 모순이 있는 경우에는 단계 s30로 진행한다.

여기서 도 5 및 도 6을 사용하여 본 실시형태에 의한 상태검지수단(100)의 모순검지수단(120)의 처리의 내용에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 충전시의 전류와 SOC(충전상태)의 변화의 설명도이다.

도 5(a)는 전류의 변화를 나타내고, 도 5(b)는 연산수단(110)으로 구해진 SOC (충전상태)의 변화를 나타내고 있다. 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 시각 t1에 있어서 축전수단(200)에의 충전이 개시되면, 전류(I)가 0 부터 양(+)의 값으로 변화된다. 그것에 대하여 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 연산수단(110)이 산출한 상태검지의 결과[SOC(충전상태)]는, 시각 t1부터 증가를 나타낸다.

이때, 모순검지수단(120)은 SOC의 증가가 소정의 문턱값(Th)을 넘어서 있지 않은지를 감시한다. 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 소정의 문턱값(Th)을 넘어 SOC가 증가한 경우, 모순검지수단(120)은 SOC의 변화가 과도하여 이론값으로부터 벗어난다고 판단한다.

이상은, 충전 개시상태에 대한 것이나, 전류값(I)이 0 부터 감소하여, 방전을 나타내는 경우에는 연산수단(110)으로 구한 결과인 SOC의 감소량을 감시한다. SOC가 문턱값(Th)을 넘어 감소하는 경우, 모순검지수단(120)은 이론값으로부터 벗어나 있다고 판단하여, 모순으로서 검지한다.

SOC (충전상태)의 변화가 과도하다고 판정하기 위하여 사용하는 문턱값(Th)은, 축전수단(200)의 성능으로부터 구하는 허용 최대 충방전 전류값(Imax)과 전 용량 (Qmax)을 사용하여, 이하의 수학식 (3)으로부터 얻어진다.

축전수단(200)은 성능상, 어떠한 상태에 따라서도 ΔSOCmax를 넘어 SOC가 변화하지 않는다. 따라서, 구한 SOC가 ΔSOCmax를 넘어 증가 또는 감소한 경우는, 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 판단할 수 있다.

다음에, 도 6을 사용하여 축전수단(200)의 성능과 상태에 따라 문턱값(Th)을 변화시키는 경우에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 축전수단의 SOC (충전상태)와 허용 전류를 나타내는 선도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, SOC(충전상태)의 증가에 따라 허용 방전전류가 증가하고, 허용 충전전류는 감소한다. 축전수단(200)의 상한 전압을 Vmax, 하한 전압을 Vmin이라 하면, 허용 충전전류(Icmax)와 허용 방전전류(Idmax)는, 이하의 수학식 (4) 및 수학식 (5)로 구한다.

여기서, Rz은 도 3에 있어서의 R, Z, C의 등가 임피던스이다.

축전수단(200)의 전 용량(Qmax)을 사용하여, 이하의 수학식 (6)과 수학식 (7)로부터 축전수단(200)의 성능 및 온도, SOC에 따른 충전시의 SOC의 최대 증가량(ΔSOCcmax)과 방전시의 최대 감소량(ΔSOCdmax)이 구해진다.

축전수단(200)의 SOC는 충전시에 ΔSOCmax를 넘어 증가하지 않고, 방전시에 ΔSOCdmax를 넘어 감소하지 않는다. 따라서 모순검지수단(120)은 ΔSOCcmax와 ΔSOCdmax를 축전수단(200)의 성능 및 온도, SOC에 따라 가변이 되는 문턱값(Th)으로서 사용할 수 있다. 즉, 도 5에 나타내는 바와 같이 충전 개시시와 같이 전류가 단계적으로 변화되는 경우뿐만 아니라, 완만하게 변화되는 경우에도 충전시의 SOC의 최대 증가량(ΔSOCcmax)과 방전시의 최대 감소량(ΔSOCdmax)을 사용함으로써 모순을 검지할 수 있다.

상기한 문턱값(Th)의 결정방법은, 축전수단(200)의 성능만을 고려에 넣은 경우이다. 이것에 더하여 축전수단(200)을 전원으로서 사용하는 시스템에 따른 최대 허용 충방전 전류를 고려하면, 더욱 확실한 문턱값(Th)의 결정이 가능하게 된다. 예를 들면 방전시에 대하여 설명하면, 축전수단 자체의 최대 허용 방전 전류가 200A이라 하여도, 이 축전수단을 시스템인 자동차에 사용하였을 때, 시스템이 사용하는 최대의 전류값이 100A이면, 100A을 최대 허용 방전전류로서 사용하여 문턱값(Th)을 결정하면 좋다. 또 충전시에 대하여 설명하면 시스템인 자동차에 사용하는 경우, 최대허용 충전전류는, 축전수단 자체의 최대 허용 충전전류가 200A이라 하여도 올터네이터나 발전기로서 사용되는 발전 전동기(M/G)의 최대 발전전류가 100A이면, 100A를 최대 허용 충전전류로서 사용하여 문턱값(Th)을 결정하면 좋다.

다음에 도 2의 단계 30에 있어서, 단계 s20에서 모순이 검지된 경우, 보정수단(140)은 특성정보를 보정하고 보정된 특성정보를 기억수단(130)에 저장한다.

이론값으로부터 벗어나는 모순에 대하여, 보정수단(140)은 기억수단(130)에 기억되어 있는 내부저항(R)의 수치를 올리고, 보정된 내부저항(R')은 새로운 특성정보로서 기억수단(130)에 저장되어 다음번 연산부터 새로운 특성정보로서 사용된다.

여기서, 내부저항(R)의 보정량은 1% 올리는 방법이어도 좋고, 특성정보로서 가지게 한 값의 최소 단위만큼 올리는 방법이어도 좋으며, 이론값으로부터 벗어나는 현상이 클 수록 보정량을 크게, 이론값으로부터 벗어나는 현상이 작을 수록 보정량을 작게 하는 방법이어도 좋다. 특성정보로서 가지게 한 값의 최소단위란, 기 억수단(130)에 가지게 하는 것이 가능한 내부저항의 자리수의 최소 단위이다. 예를 들면 내부저항의 최소값이 0.1mΩ이라 하면, 0.1mΩ 단위로 내부저항을 올린다.

또, 보정량을 가변으로 하고 싶은 경우는, 예를 들면 이하의 방법을 사용한다. 문턱값(Th)을 넘어 SOC(충전상태)가 변화된 경우, 1개 전의 충전상태(SOCold)를 사용하여 충전상태(SOCth)를, 이하의 수학식 (8)에 의하여 구한다.

도 4에서 나타낸 기전력(OCV)과 SOC(충전상태)의 관계로부터, 충전상태(SOCth)에 대응하는 기전력(OCVth)을 구할 수 있다. 얻어진 OCVth를 사용하면 수학식 (2)는 이하의 수학식 (9)와 같이 재기록할 수 있다.

수학식 (9)를 정리하면, 문턱값(Th)을 넘지 않은 SOC의 변화를 얻기 위한 Rth를, 이하의 수학식 (10)으로서 구할 수 있다.

수학식 (10)으로 구한 Rth가 되도록 보정수단(140)은 내부저항(R)을 보정한다. 이와 같이 하면, 특성정보의 보정량을 동적으로 변경하는 것이 가능하게 된다.

다음에 계측수단(300)으로 취득한 전류값(I)이 충전을 나타내고, 연산수단(110)이 실행한 상태검지의 결과가 SOC(충전상태)의 감소를 나타낸 경우, 또는 전류값이 방전을 나타내고, 상태검지의 결과가 SOC의 증가를 나타낸 경우의 모순검지수단(120)의 동작에 대하여 이하에 설명한다.

모순검지수단(120)은, 계측수단(300)으로 취득한 축전수단(200)의 전류값(I)이 충전을 나타내었을 때, 연산수단(110)이 실행한 상태검지의 결과가 SOC가 감소하여 「역전」을 나타낸 경우, 모순검지수단(120)은 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지한다. 또 계측수단(300)으로 취득한 전류값이 방전을 나타내고, SOC가 증가하는 「역전」을 나타낸 경우에 있어서도, 마찬가지로 모순검지수단(120)은 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지한다.

또한 모순검지수단(120)은, 계측값의 전류에 대하여 조금이라도 SOC가 역전을 나타낸 경우에 모순으로서 검지하여도 좋고, 문턱값(Th) 이하의 범위에서 준비한 소정의 값까지는 SOC의 역전을 허용하는 등, 마진을 가지게 하는 방법이어도 좋다.

SOC의 역전시에는 보정수단(140)은 내부저항(R)을 내리는 보정을 한다. 보정량으로 보정된 내부저항(R')은, 새로운 특성정보로서 기억수단(130)에 저장되어 다음번 연산부터 새로운 특성정보가 사용된다.

여기서 이하의 (표1)에, 모순검지수단(120)이 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지하는 동작과, 모순이 생긴 원인과, 모순을 해결하기 위하여 행하는 보정수단(140)의 보정내용을 나타낸다. 이와 같이 R이 지나치게 작으면 발생하는 과도한 SOC의 변화와, R이 지나치게 크면 발생하는 SOC의 역전을 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 모순검지수단(120)이 검지하여, 모순내용에 따라 보정수단(140)이 R을 보정하기 때문에, SOC의 과도한 변화가 없고, SOC의 역전이 없는 R을 사용하여 축전수단(200)의 상태검지를 행할 수 있다.

모순검지수단의 동작	원인	보정수단의 보정내용
과도한 SOC의 변화를 검지	R이 지나치게 작다	R을 올리는 보정
SOC의 역전을 검지	R이 지나치게 크다	R을 내리는 보정

다음에 도 2의 단계 s40에 있어서, 연산수단(110)은 새로운 특성정보를 사용하여 축전수단(200)의 상태검지를 다시 행하면 더욱 정밀도가 높은 상태검지결과를 얻을 수 있다.

다음에 도 2의 단계 s50에 있어서, 얻어진 상태검지의 결과는 출력수단(400)에 송신되어 출력된다.

또한 이상의 설명에서 도 1의 모순검지수단(120) 및 보정수단(140)은, 각각 마이크로세서나 컴퓨터로서 실현하여도 좋고, 모순검지수단(120)과 보정수단(140)의 처리를 정리하여 실행하는 하나의 마이크로세서나 컴퓨터로서 실현하여도 좋다. 연산수단(110)과 모순검지수단(120)과 보정수단(140)은 정보 및 명령의 교환을 행하는 통신수단으로 접속된다.

또, 도 1의 모순검지수단(120) 및 보정수단(140)은, 연산수단(110)의 외부에 설치하고 있으나, 각각 상기한 처리내용을 행하는 프로그램 모듈, 서브루틴으로서 실현하여도 좋고, 모순검지수단(120)과 보정수단(140)의 처리를 하나로 정리한 연산수속으로서 실현하여도 좋다. 이 경우, 모순검지수단(120) 및 보정수단(140)은 기억수단(130)에 저장되고, 연산수단(110)으로 실행된다.

출력수단(400)은, CSMA/CD 라는 방식을 채용하는 LAN, CAN, 무선LAN, 단거리무선통신, 또는 포토커플러나 릴레이 등의 0N/0FF 신호를 통신하는 장치나 회로로 이루어지고, 유선통신이든 무선통신이든 상관없다. 출력수단(400)으로서 디스플레이 등의 표시장치를 사용하여도 좋고, 현재의 상태검지의 결과만 표시시켜도 좋으며, 현재와 과거의 상태검지의 결과를 합쳐서 표시함으로써 시계열적인 그래프로서 표시시켜도 좋다.

또, 본 실시예에서는 A/D 변환기나 플래시메모리, 마이크로프로세서, 통신회로가 동일장치상에 구성된 마이크로컴퓨터를 사용하면, 계측수단(300), 기억수단(130), 연산수단(110), 모순검지수단(120), 보정수단(140), 출력수단(400)은 동일장치상에 구성할 수 있다. 또 이들은 그 밖의 제어장치와 겸용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면 모순검지수단(120)에 의하여 과도한 SOC의 변화가 검지된 경우에는 내부저항(R)을 올리는 보정을 행하고, SOC의 역전이 검지된 경우에는 내부저항을 내리는 보정을 행하도록 하고 있기 때문에, 파라미터의 경시변화나 환경변화에 대해서도 고정밀도의 축전수단의 상태검지를 행할 수 있다.

다음에 도 1 및 도 7을 사용하여 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전원장치의 구성 및 동작에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전원장치의 모순검지수단의 동작을 나타내는 플로우차트이다.

본 실시형태에 의한 전원장치의 전체구성은, 도 1에 나타낸 것과 동일하다. 본 실시형태에서는 모순검지수단(120)에 있어서의 처리내용이, 도 2의 것과 다르다.

모순검지수단(120)은, 축전수단(200)의 충방전이 종료한 후, 즉 계측값 중의 전류값이 0A를 나타내는 바와 같이 된 경우, SOC는 자기방전을 무시할 수 있는 환경하에서는 변화가 일어나지 않는 것이 통상의 상황이다. 그래서 모순검지수단(120)은 충방전이 종료된 후의 연산수단(110)이 구한 SOC를 감시하여 추정된 SOC에 변화가 보인 경우는 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지한다.

여기서 도 7을 사용하여 모순검지수단(120)의 구체적인 모순검지방법에 대하여 설명한다.

단계 s100에 있어서, 모순검지수단(120)은 SOC 추정결과의 수를 카운트하기 위하여 준비한 카운터에 0을 세트한다.

다음에 단계 sl10에 있어서, 계측값 중의 전류를 감시하여 전류가 0A가 된 경우에 축전수단(200)의 충방전이 종료하였다고 판단한다.

다음에 단계 s120에 있어서, 충방전이 종료하였다고 판단된 후의 축전수단(200)의 상태검지의 결과를 연산수단(110)내의 재기록 가능한 메모리장치 등에 저장하고, 단계 s130에 있어서 카운터의 값을 하나 증가한다. 이 경우, 카운터에 저장되는 값은 1이 된다.

다음에 단계 s140에 있어서, 카운터에 저장되는 값이 준비한 소정의 문턱값 이상인지 감시한다. 카운터의 값이 소정의 문턱값에 충족되지 않을 경우, 단계 s110로 되돌아간다. 단계 s110에 의해 현재의 축전수단(200)의 상태가 감시되어, 충방전되어 있지 않은 경우는 축전수단(200)의 상태검지를 행한 결과를 이전에 저장한 결과에 추가하여 저장한다. 카운터의 값을 다시 하나 늘려 카운터의 카운터의 값은 2가 된다. 카운터의 값이 소정의 문턱값 이상이 될 때까지 순서를 반복하여 충방전 종료후의 SOC 추정결과를 계속하여 저장한다.

카운터의 값이 소정의 문턱값을 넘은 경우, 단계 s150에 있어서, 모순검지수단(120)은 메모리장치에 저장한 복수의 상태검지의 결과를 해석하여 축전수단(200)이 충방전되어 있지 않을 때의 SOC의 변화를 확인한다. 메모리장치에 저장되어 있는 결과는, 축전수단(200)의 충방전이 행하여지고 있지 않은 상황이기 때문에 SOC에 변화가 보이지 않는 것이 통상의 상황이다. 그래서 SOC에 변화가 보이는 상황일 때, 모순검지수단(120)은 이론값으로부터 벗어나는 모순이 생기고 있다고 판정한다.

모순이 생기고 있는 경우에는, 보정수단(140)은 단계 s160에 있어서, 분극전압(Vp)을 보정한다.

또한 문턱값은 2 이상의 값을 사용한다. 문턱값으로서 2를 사용한 경우 센싱오차 등의 영향으로 생기는 SOC의 변화를 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 파악할 가능성이 크기 때문에, 주의가 필요하다.

보정수단(140)은 모순검지수단(120)이 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지하였을 때에만 기동하여도 좋고, 모순이 검지되지 않은 경우에 있어서도 항시 기동시켜도 좋다. 이 경우, 보정수단(140)은 모순이 검지되지 않은 경우는 분극전압(VD)을 보정량 0으로, 모순이 검지된 경우는 소정의 보정량으로 Vp의 보정을 행한다.

카운터의 값이 소정의 문턱값을 넘기 전에 전류(OA) 이외의 계측값이 취득된 경우, 즉 축전수단(200)의 충방전이 개시된 경우는 상기 저장한 상태검지의 결과는 소거되고, 카운터의 값도 0으로 다시 세트된다. 다음에 전류(OA)를 검지하였을 때, 상기한 처리를 동일하게 행한다.

카운터의 값이 문턱값을 넘은 경우의, 모순검지수단(120)의 모순의 검지방법에 대하여 설명한다. 카운터의 값이 문턱값을 넘은 경우, 모순검지수단(120)은 메모리장치에 저장된 2개 이상의 SOC 추정결과를 해석하여 SOC의 시계열적인 변화를 확인한다. SOC의 시계열적인 변화를 확인하는 방법으로서, 예를 들면 최소 제곱법 등을 사용할 수 있다. 최소 제곱법에 의해 2개 이상의 SOC의 값을 직선 근사하여 시계열적인 변화를 직선의 기울기(k)로서 표현할 수 있다. 또 저장한 SOC 추정결과의 시계열적인 변화량을 적산하고, 저장한 SOC의 개수로 나눔으로써 평균적인 SOC의 변화량을 구하고, 구한 변화량을 k로 하여 SOC의 시계열적인 변화를 확인하여도 좋다.

(표2)는, 충방전이 종료된 후의 이론값으로부터 벗어나는 SOC의 변화(k)와, 그 모순을 해결하기 위한 보정수단이 행하는 Vp의 보정에 대하여 나타내고 있다.

충전	k > 0을 검지	Vp가 지나치게 크다	Vp를 내린다
충전	k < 0을 검지	Vp가 지나치게 작다	Vp를 올린다
방전	k > 0을 검지	Vp가 지나치게 작다	Vp를 올린다
방전	k < 0을 검지	Vp가 지나치게 크다	Vp를 내린다

이와같이, 충반전 종료후에 SOC가 증가하지 않고, SOC가 감소하지 않는 Vp를 사용하여 축전수단(200)의 상태검지를 행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면 기울기(k)를 사용하여 분극전압(Vp)을 보정하도록 하고 있기 때문에, 고정밀도의 SOC 추정을 행하는 것이 가능하다.

다음에 도 1 및 도 8과 도 9를 사용하여 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전원장치의 구성 및 동작에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 상태검지수단 중의 연산수단의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 축전수단의 내부저항의 온도에 의한 변화를 나타내는 설명도이다.

본 실시형태에 의한 전원장치의 전체구성은, 도 1에 나타낸 것과 동일하다. 본 실시형태에서는 상태검지수단 중의 연산수단의 구성이, 이하에 설명하는 도 8의 구성으로 되어 있다.

충전상태(SOCv) 검출수단(140)은, 도 1의 연산수단(110)에 상당하는 수단이고, 수학식 (2)로부터 구한 OCV를 사용하여 도 4에 의해 SOC(충전상태)를 구하는 것이다.

충전상태(SOCi) 검출수단(142)은, 축전수단(200)이 충방전한 전류(I)를 전류센서로 취득하고, 이하의 수학식 (11)에 의거하여 SOC(충전상태)를 구한다.

IR 오차 검출수단(144)은, 전류값(I)와 내부저항(R)을 승산하여 R·I 를 구한다. 이에 의하여 발생하는 오차의 영향을 구한다. 무게 결정수단(146)은 IR 오차 검출수단(144)으로 구한 오차의 영향(R·I)에 의거하여 SOCv와 SOCi의 무게(1/(1 + R·I))를 결정한다.

일반적으로 센서를 사용한 전압, 전류, 온도의 각 검출결과에는 대략 일정한 랜덤 오차가 포함된다. 여기서 일반적으로 전압센서와 비교하면 전류센서는 정밀도가 나쁘다. 따라서 축전수단(200)이 대전류를 흘릴 수록 전류센서로 취득한 전류값(I)이 포함하는 오차는 커진다.

내부저항(R)을 특성정보로부터 취득할 때, 온도(T)에 대응하는 내부저항(R)을 구하면, 센서로부터 취득한 온도(T)에는 오차가 포함되어 있기 때문에, 마찬가지로 내부저항(R)도 오차가 생긴다. 또 축전수단(200)을 복수로 조합하여 모듈구조로 한 경우, 축전수단(200)의 성능 불균일 때문에 내부저항(R)은 오차를 포함한다.

도 9에 나타내는 바와 같이 축전수단(200)은 일반적으로 저 SOC상태에서는 내부저항(R)이 높고, 축전수단(200)이 저온상태일 때에 내부저항(R)의 값이 크다. 또 축전수단(200)이 열화되면 내부저항(R)의 값은 커진다. 내부저항(R)가 커지면 그 값에 포함되는 오차도 커진다.

센서로 취득한 전류값(I)과 온도(T) 또는 SOC에 대응하는 내부저항(R)을 사용하여 IR 오차 검출수단(802)은 상기한 오차의 영향(R·I)을 산출한다. 산출된 R·I 에 따라, 무게 결정수단(804)은 SOCi와 SOCv의 무게(W = (1/(1 + R·I)))를 결정한다. 예를 들면 저 SOC 또는 저온시, 열화시, 대전류일 때, SOCv의 무게를 작게 한다.

SOCv의 무게를 W라 하면, SOCv와 SOCi를 조합시켜 행하는 충전상태의 추정은, 이하의 수학식 (12)로 행하여진다.

수학식 (12)에 의하여 SOCw를 구하기 위하여 연산수단(104A)은 (1-W)를 구하기 위한 감산수단(DF1)과, W × SOCv를 구하기 위한 승산수단(MP2)과, (1 - W) × SOCi를 구하기 위한 승산수단(MP1)과, 승산수단(MP1, MP2)의 출력을 가산하기 위한 가산수단(AD1)을 구비하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 특성정보를 보정하면서 SOCv를 구하고, 또한 R·I에 따른 무게(W)에 의거하여 SOCi와 조합시킴으로써 고정밀도의 상태검지가 가능해진다.

다음에 도 10 내지 도 12를 사용하여, 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전원장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전원장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한 도 1과 동일부호는, 동일부분을 나타내고 있다. 도 11은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 축전수단의 열화시의 SOC(충전상태)의 변화의 설명도이다. 도 12는 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전원장치에 사용하는 열화판정수단의 처리내용을 나타내는 플로우차트이다.

도 10에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에서는 상태검지수단(100B)은 도 1에 나타낸 구성에 더하여 열화 판정수단(150)을 구비하고 있다. 열화 판정수단(150)은 기억수단(130)을 정기적으로 감시하여 축전수단(200)의 열화를 판정하는 것이다.

축전수단(200)이 열화된 경우, 일반적으로 축전수단(200)의 내부저항(R)은 상승한다. 내부저항(R)이 상승한 축전수단(200)에서는, 전류(I)를 인가한 경우에 생기는 IR 드롭은 초기의 축전수단(200)과 비교하여 커진다.

초기의 축전수단(200)으로 구한 특성정보를 사용하여 열화된 축전수단(200)의 SOC(충전상태)의 추정을 행하면, 얻어지는 결과에 이론값으로부터 벗어나는 모순이 생긴다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 축전수단(200)이 열화되어 감으로써, SOC는 과도한 변화를 나타내게 된다. 축전지의 열화가 생겨 있지 않은 단계에서는, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이 시각 t1에서 충전이 개시된 경우, 도 11(b)에 나타내 는 바와 같이 SOC(충전상태)의 변화는 문턱값(Th)의 범위내이다. 그러나 축전수단(200)이 열화되면 내부저항이 상승하기 때문에, 도 11(c)에 나타내는 바와 같이 SOC는 과도한 변화를 나타내고, 충전 개시시에 산출된 SOC가 문턱값(Th)을 넘게 된다.

모순검지수단(120)은, SOC의 과도한 변화를 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지한다. 모순으로서 검지되면 보정수단(140)은 특성정보를 보정한다. 이 경우, 내부저항(R)을 올리는 보정을 행하고,여 새로운 특성정보로서 기억수단(130)에 저장한다.

축전수단(200)이 열화되면 상태검지수단(100B)은 상기한 동작을 행한다. 또한 축전수단(200)이 열화되면 다시 SOC의 과도한 변화가 검지되어, 내부저항(R)가 보정된다. 축전수단(200)이 열화됨에 따라 상태검지수단(100B)은 상기한 순서를 반복한다.

다음에 도 12를 사용하여 열화판정수단(150)의 동작에 대하여 설명한다. 열화 판정수단(150)은, 보정되는 특성정보를 감시한다.

단계 s200에 있어서, 열화 판정수단(150)은 특성정보, 예를 들면 본 실시예에서는 내부저항(R)을 감시한다.

다음에, 단계 s210에 있어서 열화 판정수단(150)은 축전수단(200)의 충전상태나 온도 등에 따라 값을 가지는 내부저항(R) 중에 소정의 문턱값을 넘어 있는 것이 없는지 조사하여 문턱값을 넘는 내부저항(R)이 존재하는 경우, 열화 판정수단(150)은 축전수단(200)이 수명이라고 판정한다.

열화 판정수단(150)은, 마이크로세서나 컴퓨터로서 실현할 수 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이 직접 기억수단(130)에 엑세스하여 감시하여도 좋고, 연산수단(110)이 판독한 특성정보를 감시하여도 좋다. 또 열화 판정수단(150)에 표시장치를 구비하면 열화의 진행상황이나 수명이라고 판정된 결과를 디스플레이 등에 표시시킬 수 있다.

도 10의 열화 판정수단(150)은, 상태검지수단(100B)내에 설치하고 있으나, 상기한 처리내용을 행하는 프로그램 모듈이나 서브루틴으로서 실현하여도 좋고, 이 경우, 열화 판정수단(150)은 기억수단(130)에 저장하고 연산수단(110)으로 실행시킨다. 열화 판정수단(150)이 연산수단(110)에 의해 실행되면, 직접 기억수단(130)을 감시하거나, 기억수단(130)에 저장되는 특성정보를 판독하고 상기한 처리에 의하여 특성정보의 감시를 행한다. 열화 판정수단(150)이 축전수단(200)의 수명을 판정한 결과는, 축전수단(200)의 상태검지의 결과와 아울러 출력수단(400)에 송신한다. 그 경우, 출력수단(400)에 접속된 다른 마이크로세서나 컴퓨터 등에 열화의 진행상황이나 수명의 판정결과를 표시시킨다(도시 생략).

열화 판정수단(150)이 수명이라고 판정하기 위하여 사용하는 문턱값은, 축전수단(200)의 내부저항의 2배나 3배 등의 값으로서 임의로 결정하여도 좋고, 축전수단(200)이 전원으로서 사용되는 시스템의 요구로부터 결정하여도 좋다.

본 실시형태에 의하면 축전수단(200)의 열화에 맞추어 특성정보가 보정되기 때문에 보정되는 특성정보를 감시함으로써, 축전수단(200)의 수명을 정량적으로 판정할 수 있다.

다음에 도 13 내지 도 15를 사용하여 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 초기 특성 추출장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 13은 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한 도 1과 동일부호는 동일부분을 나타내고 있다.

본 실시형태의 초기 특성 추출장치는, 도 13에 나타내는 바와 같이 도 1에 나타낸 전원장치에 더하여 충방전장치(500)를 구비하고 있다.

도 1에 나타낸 전원장치에 있어서는, 상태검지수단(100)의 기억수단에는 미리 축전수단(200)의 내부저항(R)이나 분극전압(Vp) 등의 특성정보가 기억되어 있는 것으로 하였다. 본 실시형태의 초기 특성 추출장치는, 각 축전수단마다의 내부저항(R)이나 분극전압(VD) 등의 특성정보를 자동적으로 구하는 것이다. 구해진 특성정보는 기억수단(130)에 기억되어 있기 때문에, 초기특성의 추출이 끝나면 축전수단(200)은 도 1의 축전수단으로서 전원장치에 조립됨과 동시에, 기억수단(130)에 기억되어 있는 특성정보를, 도 1의 기억수단(130)에 기억함으로써 용이하게 전원장치의 초기화를 행할 수 있다.

도 13에 있어서, 본 실시형태에서는 기억수단(130)에 최초로 저장되는 특성정보의 초기값은 적당한 값, 예를 들면 다른 축전수단(200)의 특성정보, 임시의 특성정보로서 난수를 발생시켜 얻어지는 값, 모두 0 등을 주도록 한다.

충방전장치(500)는, 축전수단(200)을 소정의 펄스패턴으로 충전·방전함으로써 축전수단(200)의 충전상태를 변화시키는 것이다.

도 14의 단계 s300에 있어서, 충방전장치(500)는 제일 먼저 축전수단(200)을 만충전에 가까운 상태로 한다.

다음에 단계 s310에 있어서, 충방전장치(500)는 소정의 펄스패턴에 따라 축전수단(200)을 충방전한다. 즉, 도 15에 나타내는 바와 같이 방전용 펄스(P11)에 의하여 충방전장치(500)는 축전수단(200)을 방전시키고, 다음에 충전용 펄스(P12)에 의하여 충방전장치(500)는 축전수단(200)을 충전시킨다.

충방전장치(500)에 의하여 축전수단(200)이 방전·충전을 행하면, 계측수단(300)은 그 방전·충전시의 축전수단(200)의 계측값을 취득하고, 연산수단(110)은 계측값과 적당하게 주어진 특성정보를 사용하여 축전수단(200)의 상태검지를 행한다. 모순검지수단(120)이 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지할 때마다 보정수단(140)이 적당하게 준 특성정보를 계속해서 보정하고, 최종적으로는 일정한 범위에 수속시킨다.

소정의 시간이 지난 후, 또는 특성정보의 수속이 확인된 후에, 단계 s320에 있어서, 충방전장치(500)는 축전수단(200)을 도 15의 용량 조정용 펄스(P13)에 의하여 방전시켜, 충전상태를 내린다.

그리고 단계 s330에 있어서, 충전상태가 소정의 하한값, 예를 들면 충전상태가 0%를 넘어 있는지의 여부를 판정하여, 넘어 있는 경우에는 단계 s310, s320를 반복하고 도 15의 펄스(P21, P22)를 주고 특성정보를 보정한다.

그리고 용량 조정후에 충전상태가 소정의 하한값(예를 들면, 0%) 이하가 되면처리를 종료한다.

또한 충방전장치(500)에 의한 충전상태의 조작은, 축전수단(200)의 충전상태를 최초 0%로 하고, 그후 충전과 방전 및 용량 조정용 충전을 행하는 것을 반복하여 서서히 만충전으로 하는 방법이어도 좋다.

또, 축전수단(200)의 온도상태도 마찬가지로 변화시켜 충방전장치(500)에 축전수단(200)의 충방전을 행하게 하면, 축전수단(200)의 온도상태에 따른 특성정보의 보정도 가능해진다. 이 경우, 축전수단(200)을 지정한 온도로 유지하는 항온조 등을 사용한다(도시 생략). 그리고 도 14를 사용하여 설명한 충방전장치(500)에 의한 축전수단(200)의 충방전이 종료할 때마다 항온조의 설정온도를 변경한다. 설정온도의 변경방법은 도 14의 동작이 종료할 때마다 저온으로부터 고온으로 하는 방법이어도 좋고, 고온으로부터 저온으로 하는 방법이어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면 여러가지의 상태에 따른 특성정보의 자동적인 보정이 가능해져 축전수단(200)의 초기특성을 추출할 수 있다.

다음에 도 16 및 도 17을 사용하여 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 2 초기 특성 추출장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 16은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 2의 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한 도 1과 동일부호는 동일부분을 나타내고 있다. 도 17은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 초기 특성 추출방법의 설명도이다.

본 실시형태에 있어서는, 도 13의 충방전장치(500) 대신에, 충방전장치(510)를 구비하고 있다. 충방전장치(510)의 특성에 대해서는 도 17을 사용하여 설명한 다. 또 특성추출수단(600)을 구비하고 있다. 특성추출수단(600)은 기전력(OCV)과 충전상태(SOC)와의 관계를 구한 특성정보를 구비하고, 계측수단(300)으로 취득한 계측값을 사용하여 축전수단(200)의 특성을 추출한다.

충방전장치(510)는, 도 17(a)에 나타내는 바와 같은 펄스패턴의 전류신호를 출력하여 축전수단(200)을 충전한다. 이때의 전압의 변화는, 도 17(b)를 나타내는 바와 같이 된다.

특성 추출수단(600)은, 도 17(a)와 같은 전류(I)를 인가한 경우의 계측값을 소정시간 취득한다. 취득한 계측값 중에서 먼저 전류(I)가 인가되기 직전의 전압(Va)을 구한다. 여기서, 전압(Va)은 축전수단(200)의 기전력(OCV1)을 나타내기 때문에 미리 구비하고 있는 OCV와 SOC의 관계로부터 전류(I)를 인가하기 전의 축전수단(200)의 충전상태(SOC)를 구한다. 전압(Va)은 계측값 중의 전류값을 감시하여 전류값이 갑자기 증가하는 1개 전의 타이밍의 전압값을 도입한다. 또 특성 추출수단(600)은 계측값 중의 온도정보를 차례로 취득한다. 즉, 특성 추출수단(600)은 전류(I)를 인가하기 전의 축전수단(200)의 충전상태 또는 온도 등의 상태검지를 자동적으로 행할 수 있다.

다음에 축전수단(200)이 전류(I)로 충전된 경우의 특성 추출수단(600)의 동작에 대하여 설명한다. 일반적으로 축전수단(200)을 전류(I)로 충전한 순간, 축전수단(200)의 전압은 IR 증가한다. 충전을 종료하면 전압강하(IR)가 일어나고, 계속해서 분극 전압강하(Vp)가 발생한다. 즉, 도 17(b)중의 전압(Vb, Vc, Vd)을 사용함으로써 이하의 수학식 (13), 수학식 (14)에 의하여 내부저항(R)과 분극전압 (Vp)을 구할 수 있다.

여기서, 전압(Vb)은 전류(I)에 의한 충전이 종료하기 직전의 전압이기 때문에 전류(I)를 감시하면 자동적으로 검출할 수 있다. 전압(Vc)은 IR의 전압강하가 일어난 후의 전압이다. 전압(Vc)의 검출방법은, 전류(I)의 충전이 종료한 임의의 시간후의 전압값으로서 자동적으로 결정하여도 좋다. 또 축전수단(200) 충전후의 전압변화가 소정의 문턱값을 넘어 있는 경우는 IR의 전압강하이고, 소정의 문턱값을 넘지 않은 전압변화의 경우는 분극 전압강하라고 한 경우, 축전수단(200)을 전류(I)로 충전한 후에 전압값을 감시하여 설정한 문턱값을 넘지 않은 전압변화를 검지하였을 때, 그 시점의 전압을 Vc로서 자동적으로 검지하는 것도 가능하다. 또 전압(Vd)은 전류(I)로 충전종료 후, 전압변화가 보이지 않게 된 시점에서의 전압이기때문에, 전압의 변화량을 감시하면 자동적으로 검출할 수 있다. 또 전압(Vd)은 전류(I)로 충전된 후의 축전수단(200)의 기전력(OCV2)이다.

기전력(OCV)과 충전상태(SOC)의 특성정보로부터, 전류(I)로 소정시간 충전된 후의 축전수단(200)의 충전상태도 자동적으로 산출할 수 있다. 또한 Vc를 검지한 후에 Vd가 검지되기까지의 시간을 사용하면, 분극 전압강하의 지연시간(시정수 τ) 도 자동적으로 산출 가능하다.

또한, 전류(I)로 소정시간 충전하였을 때의 충전량(∫I)과, 충전전의 OCV1로부터 구한 SOC1과 충전후의 OCV2로부터 구한 SOC2를 사용하면, 이하의 수학식 (15)에 의하여 축전수단(200)의 전 용량(Qmax)을 자동적으로 산출할 수 있다.

내부저항(R) 또는 분극전압(Vp), 시정수(τ), 전 용량(Qmax)은, 하나의 전류 (I)에 대하여 구하여도 좋고, 전류(I)를 여러가지로 변화시켜 복수로 구하여, 각각 평균값을 산출하는 방법이어도 좋다.

이상과 같이 하여 특성 추출수단(600)은 현재의 축전수단(200)의 온도 및 충전상태와, 그 상태에 대응하는 내부저항(R) 또는 분극전압(Vp), 시정수(τ), 전 용량 (Qmax) 등의 특성정보를 자동적으로 산출할 수 있다. 산출된 특성정보는, 기억수단(130)에 초기값으로서 기억된다.

또한 도 14 및 도 15에서 설명한 펄스 패턴을 사용함으로써 여러가지 충전상태에 대응하는 특성정보가 산출 가능하다. 또 항온조를 사용한 축전수단(200)의 온도조절도 행하면, 축전수단(200)의 온도 또는 충전상태에 대응하는 특성정보를 자동적으로 산출할 수 있다.

특성정보의 산출방법을, 전류(I)로 축전수단(200)을 방전한 경우에 대하여 해석하면, 방전시의 축전수단(200)의 온도 및 충전상태에 대응하는 특성정보를 자 동 추출할 수 있다.

특성 추출수단(600)에 의하여 산출된 특성정보는 기억수단(130)에 저장된다. 이 경우, 도 16에 나타내는 바와 같이 특성 추출수단(600)이 직접 기억수단(130)에 특성정보를 송신하여 정보를 저장시켜도 좋고, 특성정보를 연산수단(110)에 송신하여 연산수단(110)이 특성정보를 기억수단(130)에 저장하여도 좋다.

특성 추출수단(600)은 상기한 처리를 행하는 마이크로세서나 컴퓨터 등으로 실현하여도 좋고, 상기한 특성정보의 추출을 종료하면, 특성 추출수단(600)은 수신하는 계측값을 그대로 연산수단(110) 또는 모순검지수단(120)에 송신한다.

또, 특성 추출수단(600)은 상기한 처리를 행하는 프로그램 모듈 또는 서브루틴으로서 실현하여도 좋고, 그 경우 상기한 처리를 행하는 연산수속으로서 기억수단(130)에 저장하고, 연산수단(110)으로 실행한다. 상기한 특성 추출수단(600)의 처리가 종료되면, 연산수단(110)은 특성 추출수단(600)이 작성한 특성정보를 사용하여 축전수단(200)의 상태검지를 실행한다.

특성 추출수단(600)에 의하여 작성된 특성정보를 사용하여 연산수단(110)이 축전수단(200)의 상태검지를 행하여 모순검지수단(120)이 상기한 이론값으로부터 벗어나는 모순이 없는지 감시를 행한다. 또 보정수단(140)이 상기한 소정의 보정량으로 특성정보의 보정을 행한다.

이상과 같이 하여 특성 추출수단(600)을 구비함으로써 초기의 특성정보를 구할 수 있고, 또한 모순검지수단(120)으로 감시를 행하여 보정수단(140)으로 특성정보의 보정도 행하기 때문에, 고정밀도의 초기특성이 추출 가능하게 된다.

다음에 도 18 및 도 19를 사용하여 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 3의 초기 특성 추출장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 18은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 3의 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한 도 1과 동일부호는, 동일부분을 나타내고 있다. 도 19는 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 전원장치에 있어서의 초기 특성 추출방법의 설명도이다.

본 실시형태에서는 2개 이상의 축전수단(200A, 200B) 및 축전수단(200A, 220B)의 충방전을 제어하는 충방전제어수단(700)을 구비하고 있다.

충방전제어수단(700)은 도 19에 나타내는 바와 같이, 축전수단(200A, 200B)의 사이에서 전류의 충전·방전을 제어한다. 즉, 축전수단(200A)을 방전시켜, 그 방전전류로 축전수단(200B)을 충전시킨다. 또 축전수단(200B)을 방전시켜, 그 방전전류로 축전수단(200A)을 충전시킨다. 동일한 종류의 축전수단(200A, 200B)을 충전시킬 때는 DC·DC 컨버터 등을 사용하여 방전측의 전압을 승압하여도 좋다. 또 충전측이 방전측의 축전수단보다 전압이 낮은 경우에는 강압하는 등의 처리를 행하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 2개의 축전수단(200A, 200B)의 사이에서 펄스패턴과 같은 충방전을 행할 수 있다.

축전수단(200A, 200B)의 사이에서 충방전을 행하여 충방전을 행한 경우의 계측값을 계측수단(300)이 취득하고, 연산수단(110)이 계측값과 적당하게 주어진 특성정보를 사용하여 축전수단(200)의 상태검지를 행하고, 모순검지수단(120)이 동작을 행하여 이론값으로부터 벗어나는 모순이 없는지 감시를 행하여, 보정수단(140) 이 적당하게 주어진 특성정보를 보정한다. 최종적으로 수속된 특성정보가, 축전수단(200)의 초기특성으로서 채용된다.

또한 축전수단(200A, 200B)은 완전히 동일한 종류의 것을 구비하여도 좋고, 리튬이온전지와 납전지, 리튬이온전지와 니켈수소전지, 니켈수소전지와 납전지 등, 다른 종류를 사용하여도 좋다. 또 2개 이상의 축전수단(200A, 200B)은 복수의 축전수단(200)을 조합시킨 모듈구조로 하여도 좋다.

축전수단(200)의 계측값을 취득하기 위한 계측수단(300)은, 도 18에서는 1개 구비하는 구성으로 하고 있으나, 실제로는 축전수단(200A, 200B)마다 구비하여, 각각의 계측값을 취득한다. 축전수단(200)을 2개 가지는 경우는 계측수단(300)도 2개 구비하고 각각의 축전수단(200)의 계측값을 취득하여 연산수단(110) 또는 모순검지수단(140)에 송신한다.

기억수단(130)에 저장되는 특성정보는, 동일한 종류의 축전수단(200A, 200B)을 구비한 경우는 1개 가지고 있어도 좋고, 동일한 종류의 축전수단(200A, 200B)을 구비한 경우에도 각각 전용의 특성정보를 가지게 하여도 좋다. 또 기억수단(130)에 저장되는 상태검지를 행하기 위한 연산순서는, 동일한 종류의 축전수단(200A, 200B)이면 1개 구비한다. 종류가 다른 축전수단(200A, 200B)을 사용하고 있는 경우는 하나의 공통으로 하는 연산순서로 상태검지를 행하거나, 축전수단(200A, 200B)의 종류마다 전용의 연산순서를 가지게 하여 상태검지를 행하여도 좋다.

연산수단(110)은 축전수단(200A, 200B)마다의 계측값을 수신하고, 기억수단(130)에 저장된 축전수단(200)의 특성정보를 사용하여 각 축전수단(200A, 200B)의 상태검지를 행하는, 연산수단(110)은 복수의 축전수단(200A, 200B)에 대하여 하나 구비하여도 좋고, 구비한 축전수단(200A, 200B)마다 구비하여도 좋다.

모순검지수단(120) 및 보정수단(140)도 연산수단(110)과 마찬가지로 복수의 축전수단(200A, 200B)에 대하여 하나 가지고 있어도 좋고, 구비한 축전수단(200A, 200B)마다 구비하고 있어도 좋다.

상기한 구성에 의하여 2개 이상 구비한 축전수단(200A, 200B)의 상태검지를 행하여 모순검지수단(120)이 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지한 경우는 보정수단(140)이 보정을 행한다.

이상과 같이 하여 2개 이상의 축전수단 사이의 충방전에 의해 특성정보의 초기특성을 얻을 수 있다.

다음에, 도 20을 사용하여 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 4의 초기 특성 추출장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 20은 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 전원장치를 사용한 제 4의 초기 특성 추출장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한 도 1과 동일부호는, 동일부분을 나타내고 있다.

본 실시형태에서는 도 18에 나타낸 초기 특성 추출장치에 대하여, 도 16에서 설명한 특성추출수단(600)을 구비하도록 한 것이다. 2개 이상의 축전수단(200A, 200B)을 구비하고, 충방전제어수단(700)은 축전수단(200A, 200B)의 사이에서 충방전을 행한다. 충방전을 행한 경우의 계측값을 계측수단(300)이 취득하고, 특성 추출수단(600)이 계측값을 사용한 해석방법에 의거하여 특성정보를 추출한다. 추출 된 특성정보와 계측값을 사용하여 연산수단(110)이 축전수단(200A, 200B)의 상태검지를 행하고, 모순검지수단(120)이 이론값으로부터 벗어나는 모순이 없는지 감시를 행하여 보정수단(140)이 특성정보의 보정을 행한다.

이상과 같이 2개 이상의 축전수단 사이의 충방전에 의해 특성정보의 초기 특성을 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 축전수단의 충전상태를 고정밀도로 추정할 수있다. 또 정량적으로 축전수단의 수명을 판정할 수 있다. 또한 축전수단의 초기 특성을 추출 가능하다. 이들은 모바일, UPS, HEV 또는 EV 등의 차량 등, 폭 넓은 분야에 적용 가능하다.

본 발명에 의하면, 고정밀도의 축전수단의 상태를 검지할 수 있게 된다.

Claims

축전수단의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득 가능한 계측수단과,

상기 축전수단의 특성정보를 저장한 기억수단과,

상기 계측값과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여, 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 연산수단과,

상기 연산수단으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우 또는 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에, 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지하는 모순검지수단과,

상기 모순검지수단에 의해 검지된 모순에 따라 상기 기억수단에 저장되어 있는 상기 특성정보를 보정하는 보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 1항에 있어서,

상기 보정수단은, 상기 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우에는, 상기 특성정보의 하나인 상기 전원수단의 내부저항을 올리는 보정을 행하고, 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에는, 상기 특성정보의 하나인 상기 전원수단의 내부저항을 내리는 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 1항에 있어서,

상기 모순검지수단이 모순이라고 판정하기 위하여 사용하는 문턱값은, 상기 축전수단의 성능으로부터 결정되는 충전·방전 가능한 최대 전류값(Icmax, Idmax)과 전 용량(Qmax)으로부터 구하는 상기 축전수단의 충전상태의 최대 변화량인 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 3항에 있어서,

상기 축전수단의 충전·방전 가능한 최대 전류값은, 상기 축전수단의 현재의 충전상태 및 온도, 충전시·방전시에 따라 변경되고, 그것에 따라 모순검지수단이 문턱값으로서 사용하는 상기 축전수단의 충전상태의 최대 변화량이 변경되는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 1항에 있어서,

상기 보정수단은, 상기 모순검지수단에 의해 모순이 검지된 후에 상기 기억수단에 저장되는 특성정보 중, 축전수단의 충전상태 및 온도 등의 하나 이상의 상태에 대응하는 내부저항을 보정하는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 5항에 있어서,

상기 보정수단은, 상기 모순검지수단이 상태검지의 결과에 소정의 문턱값을 넘어 변화되는 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지한 경우, 상기 변화가 상기 문턱값과 일치하는 특성정보를 구하여 모순이 검지되었을 때에 사용한 특성정보와 상기 구한 특성정보와의 차를 보정량으로 하고, 보정량을 동적으로 변경하여 상기 내부저항을 보정하는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 1항에 있어서,

상기 연산수단은, 보정된 특성정보를 사용하여 다시 상기 축전수단의 충전상태를 검지하는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 1항에 있어서,

상기 연산수단은,

상기 계측값인 전압과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여, 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 전압 연산수단과,

상기 계측값인 전류와 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여, 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 전류 적산수단과,

상기 계측값인 전류와 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보인 내부저항으로부터 발생하는 오차의 영향을 구하는 IR 오차수단과,

상기 IR 오차수단에 의해 구해진 오차의 영향에 의거하여 상기 전압 연산수단이 구한 상기 축전수단의 상태와 상기 전류 적산수단이 구한 상기 축전수단의 상태와의 무게를 결정하는 무게 결정수단으로 구성되고,

저충전상태 또는 저온상태 또는 열화상태 등의 내부저항이 커지는 상황 및 축전수단이 대전류로 충방전하는 경우는 상기 전압 연산수단의 무게를 작게 하고, 상기전류 적산수단의 무게를 크게 하고,

내부저항이 작아지는 상황 또는 소전류로 충방전하는 경우는, 상기 전압 연산수단의 무게를 크게 하고, 상기 전류 적산수단의 무게를 작게 하여 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 1항에 있어서,

또한,

상기 축전수단의 상기 계측값을 취득하여 충전상태 또는 온도, 충전시·방전시 등의 축전수단의 상태검지를 자동적으로 행하고, 계속해서 전류를 인가하였을 때에 생기는 전압변화를 해석하여 자동적으로 내부저항 및 분극전압, 전 용량, 분극 전압강하의 지연시간 등의 축전수단의 정보를 구하고, 상기 구한 정보를 상기 취득한 축전수단의 상태에 대응하는 특성정보로 하는 특성 추출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 9항에 있어서,

상기 연산수단은, 상기 특성 추출수단으로 구한 특성정보를 사용하여 상기 축전수단의 상태검지를 실행하고,

상기 모순검지수단은, 상기 연산수단으로 구한 결과에 이론값으로부터 벗어 나는 모순이 없는지 감시를 행하고,

상기 보정수단은, 상기 모순검지수단의 동작에 따라 상기 구한 특성정보의 보정을 행하고,

상기 연산수단은, 상기 보정된 특성정보를 사용하여 다시 축전수단의 상태검지를 행하는 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
제 1항에 있어서,

또한,

상기 보정수단에 의해 보정되는 상기 축전수단의 특성정보를 감시하여 상기 특성정보가 소정의 문턱값을 넘은 경우에 상기 축전수단이 수명이라고 판정하는 열화판정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전원장치용 상태검지장치.
충방전 가능한 축전수단과,

상기 축전수단의 충방전시의 정보를 취득하는 계측수단과,

상기 축전수단의 상태를 검지하는 상태검지수단을 가지고,

상기 상태검지수단은,

축전수단의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득 가능한 계측수단과,

상기 축전수단의 특성정보를 저장한 기억수단과,

상기 계측값과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여, 상 기 축전수단의 상태검지를 행하는 연산수단과,

상기 연산수단으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우 및 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에, 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지하는 모순검지수단과,

상기 모순검지수단에 의해 검지된 모순에 따라 상기 기억수단에 저장되어 있는 상기 특성정보를 보정하는 보정수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원장치.
충방전 가능한 축전수단과,

상기 축전수단의 충방전시의 정보를 취득하는 계측수단과,

상기 축전수단의 상태를 검지하는 상태검지수단을 가지고,

상기 상태검지수단은,

축전수단의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득 가능한 계측수단과,

상기 축전수단의 특성정보를 저장한 기억수단과,

상기 계측값과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여, 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 연산수단과,

상기 연산수단으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우 및 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에, 이론값으로부터 벗어나는 모순으로서 검지하는 모순검지수단과,

상기 모순검지수단에 의해 검지된 모순에 따라 상기 기억수단에 저장되어 있는 상기 특성정보를 보정하는 보정수단으로 이루어지고,

또한, 상기 축전수단의 충방전을 소정의 펄스패턴에 의해 행하는 충방전장치를 구비하고,

상기 충방전장치에 의해 축전수단의 충전·방전을 행하고,

상기 계측수단은, 충전·방전시의 상기 축전수단의 정보를 계측하고,

상기 연산수단은, 상기 계측값과 상기 기억수단에 기억된 상기 축전수단의 특성정보를 사용하여 상기 축전지의 상태를 구하고,

상기 모순검지수단은, 구해진 상태가 이론값으로부터 벗어나는 모순을 검지하고,

상기 보정수단은, 상기 특성정보의 보정을 행하고,

상기 특성정보가 일정한 범위에 들어가게 함으로써 축전수단의 초기 특성을 추출하는 것을 특징으로 하는 전원장치에 사용되는 초기 특성 추출장치.
제 13항에 있어서,

또한,

상기 축전수단의 상기 계측값을 취득하여 충전상태 또는 온도, 충전시·방전시 등의 축전수단의 상태검지를 자동적으로 행하고, 계속해서 전류를 인가하였을 때에 생기는 전압변화를 해석하여 자동적으로 내부저항 및 분극전압, 전 용량, 분극 전압강하의 지연시간 등의 축전수단의 정보를 구하고, 상기 구한 정보를 상기 취득한 축전수단의 상태에 대응하는 특성정보로 하는 특성 추출수단을 구비하고,

상기 특성 추출수단은, 상기 계측값을 해석하여 자동적으로 특성정보를 추출하고,

상기 연산수단은 추출된 상기 특성정보를 사용하여 상태검지를 행하고,

상기 모순검지수단은, 상기 이론값으로부터 벗어나는 모순이 없는지 감시를 행하고,

상기 보정수단은, 모순이 있을 때에 보정을 행함으로써 축전수단의 초기 특성을 추출하는 것을 특징으로 하는 전원장치에 사용되는 초기 특성 추출장치.
충방전 가능한 복수의 축전수단과,

상기 축전수단의 충방전시의 정보를 취득하는 계측수단과,

상기 축전수단의 상태를 검지하는 상태검지수단을 가지고,

상기 상태검지수단은,

축전수단의 적어도 전류, 전압, 온도를 계측값으로서 취득 가능한 계측수단과,

상기 축전수단의 특성정보를 저장한 기억수단과,

상기 계측값과 상기 기억수단에 저장된 축전수단의 특성정보를 사용하여, 상기 축전수단의 상태검지를 행하는 연산수단과,

상기 연산수단으로 구한 상태검지의 결과가 소정의 문턱값을 넘어서 변화된 경우 및 상기 계측수단으로 취득한 계측값에 대하여 역전한 경우에, 이론값으로부 터 벗어나는 모순으로서 검지하는 모순검지수단과,

상기 모순검지수단에 의해 검지된 모순에 따라 상기 기억수단에 저장되어 있는 상기 특성정보를 보정하는 보정수단으로 이루어지고,

또한, 상기 복수의 축전수단끼리의 충방전을 소정의 펄스패턴에 의해 행하는 충방전제어장치를 구비하고,

상기 충방전제어장치에 의해 상기 복수의 축전수단끼리의 충전·방전을 행하고,

상기 계측수단에 의해 계측된 상기 축전수단끼리의 충방전시의 상기 계측값을 사용하여, 상기 축전수단의 초기 특성추출을 행하는 것을 특징으로 하는 전원장치에 사용되는 초기 특성 추출장치.