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POWER STORAGE RESIDUAL AMOUNT ESTIMATION DEVICE, METHOD FOR ESTIMATING POWER STORAGE RESIDUAL AMOUNT OF SECONDARY BATTERY AND COMPUTER PROGRAM

Patent code P160013199
File No. S2015-0152-N0
Posted date Aug 9, 2016
Application number P2014-233606
Publication number P2016-099123A
Patent number P6555773
Date of filing Nov 18, 2014
Date of publication of application May 30, 2016
Date of registration Jul 19, 2019
Inventor
  • (In Japanese)福井 正博
Applicant
  • (In Japanese)学校法人立命館
Title POWER STORAGE RESIDUAL AMOUNT ESTIMATION DEVICE, METHOD FOR ESTIMATING POWER STORAGE RESIDUAL AMOUNT OF SECONDARY BATTERY AND COMPUTER PROGRAM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage residual amount estimation device capable of estimating a power storage residual amount of a secondary battery with high accuracy.
SOLUTION: A power storage residual amount estimation device 3 includes: sensors 5, 6 that observes the state of a secondary battery 2; and a residual amount estimation unit 15 that updates the state of the secondary battery 2 with a Kalman filter on the basis of a state vector xk indicating the state of the secondary battery 2 by a plurality of elements contained in an equivalent circuit model 20 modeling the secondary battery 2, and an observation vector yk indicating an observation value based on an observation result, and estimates SOC of the secondary battery 2. The residual amount estimation unit 15 changes the internal impedance of the secondary battery 2 modeled in the equivalent circuit model 20, according to a value affecting the internal impedance.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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、
前記状態ベクトルは前記蓄電残量を含み、
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、
前記内部インピーダンスに影響を与える値は、前記蓄電池の温度と、前記推定部によって更新された前記状態ベクトルに含まれる前記蓄電残量と、を含み、
前記推定部は、以下のアレニウスの式に基づいて、前記内部インピーダンスを変化させる
アレニウスの式:内部インピーダンス=A×eB/RT
ここで、Rは、気体定数、Tは前記蓄電池の温度、A及びBは係数であり、Aは、前記蓄電残量の関数である
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、前記状態ベクトルを更新するたびに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2のいずれか一項に記載の蓄電残量推定装置。

【請求項4】
 
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、
前記状態ベクトルは前記蓄電残量を含み、
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、
前記内部インピーダンスに影響を与える値は、前記蓄電池の温度と、前記推定ステップで更新された前記状態ベクトルに含まれる前記蓄電残量と、を含み、
前記推定ステップは、以下のアレニウスの式に基づいて、前記内部インピーダンスを変化させる
アレニウスの式:内部インピーダンス=A×eB/RT
ここで、Rは、気体定数、Tは前記蓄電池の温度、A及びBは係数であり、Aは、前記蓄電残量の関数である
蓄電池の蓄電残量を推定する方法。

【請求項5】
 
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、を実行させるためのコンピュータプログラムであり、
前記状態ベクトルは前記蓄電残量を含み、
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、
前記内部インピーダンスに影響を与える値は、前記蓄電池の温度と、前記推定ステップで更新された前記状態ベクトルに含まれる前記蓄電残量と、を含み、
前記推定ステップは、以下のアレニウスの式に基づいて、前記内部インピーダンスを変化させる
アレニウスの式:内部インピーダンス=A×eB/RT
ここで、Rは、気体定数、Tは前記蓄電池の温度、A及びBは係数であり、Aは、前記蓄電残量の関数である
コンピュータプログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014233606thum.jpg
State of application right Registered
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