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公開番号2025085012
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2025036311,2022501682
出願日2025-03-07,2020-12-28
発明の名称演算システム、電池特性推定方法、及び電池特性推定プログラム
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人
主分類G01R 31/387 20190101AFI20250527BHJP(測定;試験)
要約【課題】電池の特性を低コストで取得する。
【解決手段】演算システム1において、データ取得部111は、電池を管理する管理装置により計測された複数の時刻の電圧、電流、SOC(StateOfCharge)を少なくとも含む電池の運用データを取得する。抽出部112は、運用データに含まれる複数の時刻のSOCと電圧の組から、電流をもとに特定される電池が休止状態とみなせる期間のSOCと電圧の組を、サンプルデータとして抽出する。推定部113は、抽出されたサンプルデータをもとに、電池のSOC-OCV(OpenCircuitVoltage)特性を推定する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電池を管理する管理装置により計測された複数の時刻の電圧、電流、ＳＯＣ(State Of Charge)を少なくとも含む前記電池の運用データを、前記電池が電池システムに搭載されている状態で取得するデータ取得部と、
前記運用データに含まれる複数の時刻のＳＯＣと電圧の組から、前記電流をもとに特定される前記電池が休止状態とみなせる期間のＳＯＣと電圧の組を、サンプルデータとして抽出する抽出部と、
前記管理装置に保持されたＳＯＣ－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）特性を取得していない状態において、抽出されたサンプルデータをもとに、前記電池のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を推定する推定部と、
を備えることを特徴とする演算システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記データ取得部は、複数の前記管理装置によりそれぞれ計測された、複数の種別の電池の運用データを取得し、
前記推定部は、前記電池の種別ごとに、前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を推定することを特徴とする請求項１に記載の演算システム。
【請求項３】
前記データ取得部は、ネットワークを経由して複数の種別の電池の運用データを取得する請求項２に記載の演算システム。
【請求項４】
前記抽出部は、設定値以下の電流値が設定時間以上、継続した期間のＳＯＣと電圧の組を抽出する請求項１または２に記載の演算システム。
【請求項５】
前記抽出部は、前記電池への充電または前記電池からの放電が終了してから、計測された電圧がＯＣＶに収束するまでの期間、前記電池の分極電圧の収束特性をもとに、計測した電圧を補正し、補正した電圧を抽出する請求項１または２に記載の演算システム。
【請求項６】
前記抽出部は、前記電池への充電が終了した後の休止状態とみなせる期間のＳＯＣと電圧の組を、前記電池からの放電が終了した後の休止状態とみなせる期間のＳＯＣと電圧の組を別々に抽出し、
前記推定部は、前記電池の充電用の前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性と、放電用の前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を別々に生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の演算システム。
【請求項７】
特定の電池のＦＣＣ(Full Charge Capacity）の推定が要求されたとき、
前記抽出部は、前記特定の電池の運用データから、間に充放電期間を挟んでいる前記特定の電池が休止状態とみなせる２つの期間から、それぞれ電圧を抽出し、２つの電圧を抽出した２つの時刻の間の期間の電流を抽出し、
前記推定部は、前記ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を参照して、前記２つの電圧にそれぞれ対応する２つのＳＯＣを特定して当該２つのＳＯＣの差分を算出するとともに、前記２つの時刻の間の期間の電流を積算して電流積算量を算出し、前記ＳＯＣの差分と前記電流積算量をもとに、前記特定の電池のＦＣＣを推定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の演算システム。
【請求項８】
電池を管理する管理装置により計測された複数の時刻の電圧、電流、ＳＯＣ(State Of Charge)を少なくとも含む前記電池の運用データを、前記電池が電池システムに搭載されている状態で取得するステップと、
前記運用データに含まれる複数の時刻のＳＯＣと電圧の組から、前記電流をもとに特定される前記電池が休止状態とみなせる期間のＳＯＣと電圧の組を、サンプルデータとして抽出するステップと、
前記管理装置に保持されたＳＯＣ－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）特性を取得していない状態において、抽出されたサンプルデータをもとに、前記電池のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を推定するステップと、
を有することを特徴とする電池特性推定方法。
【請求項９】
電池を管理する管理装置により計測された複数の時刻の電圧、電流、ＳＯＣ(State Of Charge)を少なくとも含む前記電池の運用データを、前記電池が電池システムに搭載されている状態で取得する処理と、
前記運用データに含まれる複数の時刻のＳＯＣと電圧の組から、前記電流をもとに特定される前記電池が休止状態とみなせる期間のＳＯＣと電圧の組を、サンプルデータとして抽出する処理と、
前記管理装置に保持されたＳＯＣ－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）特性を取得していない状態において、抽出されたサンプルデータをもとに、前記電池のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を推定する処理と、
コンピュータに実行させることを特徴とする電池特性推定プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、リチウムイオン電池などのセルの特性を推定する演算システム、電池特性推定方法、及び電池特性推定プログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）が普及してきている。これらの電動車両にはキーデバイスとして、リチウムイオン電池などの二次電池が搭載される。電動車両に搭載される二次電池では、満充電容量（ＦＣＣ：Full Charge Capacity）を高精度に求めることが重要となる。ＦＣＣを高精度に求めることができれば、劣化度（ＳＯＨ:State Of Health）を高精度に推定することができ、電動車両の残航続距離、電動車両に搭載された二次電池の交換時期、及び交換時のリユース価値を高精度に予測することができる。
【０００３】
ＦＣＣは一般的に、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）と残容量（ＳＯＣ：State Of Charge)との関係を規定したＳＯＣ－ＯＣＶ特性（ＳＯＣ－ＯＣＶカーブ）と、２点のＯＣＶと、２点のＯＣＶ間の電流積算量をもとに算出される。
【０００４】
電動車両には多種多様な車種があり、多種多様な二次電池が使用されている。多種多様な二次電池のＦＣＣを高精度に推定するには、それら全種類の二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得する必要がある。
【０００５】
多種多様な電動車両を用いて営業している配送業者、タクシー業者、レンタカー業者などの事業者は、経営上、保有している複数の電動車両の二次電池のＦＣＣ、ＳＯＨを正確に把握しておく必要がある。しかしながら、電動車両は、ＳＯＣ－ＯＣＶカーブ、ＦＣＣ、及びＳＯＨを外部に出力しない仕様のものが多く、事業者が、保有している複数の電動車両の二次電池のＦＣＣ、ＳＯＨを簡単に把握することは難しい。
【０００６】
事業者が、多種多様な二次電池の運用データを収集して、各二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを自前で作成することは、大きな時間的・金銭的なコストがかかり、現実的ではない。また、電池メーカであっても、他社の二次電池の運用データを、電動車両の加速試験などにより収集するにはコストがかかる。
【０００７】
関連する技術として、ＯＣＶと満充電容量との関係を規定したＯＣＶ－満充電容量特性を、ＳＯＣごとにテーブルに保持しておき、あるＳＯＣの満充電容量を、当該ＳＯＣのＯＣＶ－満充電容量特性を参照して推定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、ＳＯＣ－ＯＣＶカーブを、特性劣化に応じて補正する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。いずれの手法も、ベースとなるＳＯＣ－ＯＣＶカーブが必要であり、ＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得するにはコストがかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１２－１３２７６１号公報
特開２０１４－１３４３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、電池の特性を低コストで取得することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の演算システムは、電池を管理する管理装置により計測された複数の時刻の電圧、電流、ＳＯＣを少なくとも含む前記電池の運用データを取得するデータ取得部と、前記運用データに含まれる複数の時刻のＳＯＣと電圧の組から、前記電流をもとに特定される前記電池が休止状態とみなせる期間のＳＯＣと電圧の組を、サンプルデータとして抽出する抽出部と、抽出されたサンプルデータをもとに、前記電池のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を推定する推定部と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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