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蓄電残量推定装置、蓄電池の蓄電残量を推定する方法、及びコンピュータプログラム

国内特許コード P160013199
整理番号 S2015-0152-N0
掲載日 2016年8月9日
出願番号 特願2014-233606
公開番号 特開2016-099123
出願日 平成26年11月18日(2014.11.18)
公開日 平成28年5月30日(2016.5.30)
発明者
  • 福井 正博
出願人
  • 学校法人立命館
発明の名称 蓄電残量推定装置、蓄電池の蓄電残量を推定する方法、及びコンピュータプログラム
発明の概要 【課題】蓄電池の蓄電残量をより高精度で推定することができる蓄電残量推定装置を提供する。
【解決手段】 蓄電残量推定装置3は、蓄電池2の状態を観測するセンサ5,6と、蓄電池2をモデル化した等価回路モデル20に含まれる複数の要素によって蓄電池2の状態を表した状態ベクトルxと、観測結果に基づいた観測値を表した観測ベクトルyとに基づき、カルマンフィルタを用いて蓄電池2の状態を更新し、蓄電池2のSOCを推定する残量推定部15と、を備えている。残量推定部15は、等価回路モデル20においてモデル化された蓄電池2の内部インピーダンスを、当該内部インピーダンスに影響を与える値に応じて変化させる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


近年、電気自動車やハイブリッド自動車等の増加や、太陽光発電の普及に伴って、電気エネルギーを貯蔵するための蓄電池の重要性が高まっている。
蓄電池は、当該蓄電池が組み込まれる各種装置に対して電力を安定して供給することが求められるため、その状態を管理する必要がある。
蓄電池において管理すべき状態としては、蓄電池の温度や、蓄電残量(蓄電率)、劣化状態等が挙げられるが、これらの内、特に、蓄電率(SOC:State of Charge)は、蓄電池の状態を示す基本的パラメータであり、その推定については高い精度が要求される。



このため、蓄電池のSOCの推定方法としては、従来から出力電圧法や、内部抵抗法、電流積算法といった推定方法が提案されているが、より高精度なSOC推定を実現するために、カルマンフィルタを用いて蓄電池のSOCを推定するという方法が採られることがある(例えば、非特許文献1参照)。
カルマンフィルタを用いたSOCの推定方法では、高精度に残量予測が可能である上に、蓄電池の初期残量が未知であったとしても、残量予測が可能であるという利点を有している。

産業上の利用分野


本発明は、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池の蓄電残量を推定するための装置、及びその方法等に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
蓄電池の蓄電残量を推定する蓄電残量推定装置であって、
前記蓄電池の状態を観測する観測部と、
前記蓄電池をモデル化した等価回路に基づいて前記蓄電池の状態を表した状態ベクトルと、前記観測部の観測結果に基づいた観測値を表した観測ベクトルとに基づき、カルマンフィルタを用いて前記状態ベクトルを更新し、前記蓄電池の蓄電残量を推定する推定部と、を備え、
前記推定部は、前記等価回路においてモデル化された前記蓄電池の内部インピーダンスを、前記内部インピーダンスに影響を与える値に応じて変化させることを特徴とする蓄電残量推定装置。

【請求項2】
前記推定部は、前記等価回路において前記蓄電池の内部インピーダンスを表すための要素に対して設定される設定値の内、2以上の設定値を前記内部インピーダンスに影響を与える値に応じて変化させる請求項1に記載の蓄電残量推定装置。

【請求項3】
前記内部インピーダンスに影響を与える値が前記蓄電池の温度である請求項1又は請求項2に記載の蓄電残量推定装置。

【請求項4】
前記内部インピーダンスに影響を与える値が前記推定部が推定した前記蓄電池の蓄電残量である請求項1又は請求項2に記載の蓄電残量推定装置。

【請求項5】
前記内部インピーダンスに影響を与える値が前記蓄電池の温度、及び前記推定部が推定した前記蓄電池の蓄電残量である請求項1又は請求項2に記載の蓄電残量推定装置。

【請求項6】
前記推定部は、前記状態ベクトルを繰り返し更新する中で、前記等価回路においてモデル化された前記蓄電池の内部インピーダンスを、前記内部インピーダンスに影響を与える値に応じて変化させる請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の蓄電残量推定装置。

【請求項7】
蓄電池の蓄電残量を推定する方法であって、
前記蓄電池の状態を観測する観測ステップと、
前記蓄電池をモデル化した等価回路に基づいて前記蓄電池の状態を表した状態ベクトルと、前記観測ステップの観測結果に基づいた観測値を表した観測ベクトルとに基づき、カルマンフィルタを用いて前記状態ベクトルを更新し、前記蓄電池の蓄電残量を推定する推定ステップと、を含み、
前記推定ステップは、前記等価回路においてモデル化された前記蓄電池の内部インピーダンスを、前記内部インピーダンスに影響を与える値に応じて変化させることを特徴とする蓄電池の蓄電残量を推定する方法。

【請求項8】
蓄電池の蓄電残量を推定する処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
前記蓄電池の状態を観測する観測ステップと、
前記蓄電池をモデル化した等価回路に含まれる複数の要素によって前記蓄電池の状態を表した状態ベクトルと、前記観測ステップの観測結果に基づいた観測値を表した観測ベクトルとに基づき、カルマンフィルタを用いて前記状態ベクトルを更新し、前記蓄電池の蓄電残量を推定する推定ステップと、を実行させるさせるためのコンピュータプログラムであり、
前記推定ステップは、前記等価回路においてモデル化された前記蓄電池の内部インピーダンスを、前記内部インピーダンスに影響を与える値に応じて変化させることを特徴とするコンピュータプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014233606thum.jpg
出願権利状態 公開
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