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公開番号2025096944
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212956
出願日2023-12-18
発明の名称電池抵抗推定装置及び電池抵抗推定方法
出願人日産自動車株式会社,ルノー エス.ア.エス.,RENAULT S.A.S.
代理人弁理士法人とこしえ特許事務所
主分類G01R 31/389 20190101AFI20250623BHJP(測定;試験)
要約【課題】高精度で電池抵抗を推定できる電池抵抗推定装置を提供することである。
【解決手段】電池抵抗推定装置は、二次電池1の電池電圧を計測又は推定する電池電圧推定部11と、二次電池1の充放電を制御する充放電制御部12と、二次電池1の充電状態(SOC)を推定する充電状態推定部13と、電池抵抗を推定する電池抵抗推定部14とを備える。充電状態推定部13は、始点SOCを取得し、始点SOC、始点の電池電圧、及び、終点の電池電圧に基づき、終点SOCを推定する。電池抵抗推定部14は、始点SOC又は終点SOCから、SOC-OCV特性の関係を用いて、始点OCV又は終点OCVを演算し、推定用OCVを演算し、始点あるいは終点の電池電圧、始点SOCあるいは終点SOC、推定用電池電圧、及び推定用OCVに基づき、抵抗を推定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
二次電池の電池抵抗を推定する電池抵抗推定装置であって、
前記二次電池の電池電圧を計測又は推定する電池電圧推定部と、
前記二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、
前記二次電池の充電状態(SOC)を推定する充電状態推定部と、
前記電池抵抗を推定する抵抗推定部とを備え、
前記充放電制御部は
前記二次電池を定電流で第1時間以上充電又は放電することで、始点まで前記二次電池の充放電を制御し、
前記始点の通過後に、充電又は放電することで、前記SOCが前記始点から所定変化幅以上変化するように、前記二次電池の充放電を制御し、
前記二次電池を前記定電流で第2時間以上充電又は放電することで、終点まで前記二次電池の充放電を制御し、
前記定電流より大きい推定用電流を前記二次電池に流し、
前記充電状態推定部は、
前記始点のSOCを示す始点SOCを取得し、
前記始点SOC、前記始点の前記電池電圧、及び、前記終点の前記電池電圧に基づき、前記終点のSOCを示す終点SOCを推定し、
前記抵抗推定部は、
前記始点SOC又は前記終点SOCから、SOC-OCV特性の関係を用いて、前記始点の開放電圧(OCV)を示す始点OCV又は前記終点のOCVを示す終点OCVを演算し、
前記推定用電流を前記二次電池に流した時のOCVを示す推定用OCVを演算し、
前記始点あるいは前記終点の前記電池電圧、前記始点SOCあるいは前記終点SOC、前記推定用電流を前記二次電池に流した時の前記電池電圧を示す推定用電池電圧、及び前記推定用OCVに基づき、前記電池抵抗を推定する電池抵抗推定装置。
続きを表示(約 1,500 文字)【請求項2】
請求項1記載の電池抵抗推定装置であって、
前記充放電制御部は、
前記定電流を、電流センサの計測精度で定まる許容範囲内で小さくする電池抵抗推定装置。
【請求項3】
請求項1又は2記載の電池抵抗推定装置であって、
前記第2時間は前記第1時間よりも長い電池抵抗推定装置。
【請求項4】
請求項1又は2記載の電池抵抗推定装置であって、
前記充放電制御部は、
前記推定用電流から前記定電流に切り替える間に、前記定電流と逆方向の電流を前記二次電池に流す電池抵抗推定装置。
【請求項5】
請求項1又は2記載の電池抵抗推定装置であって、
前記充放電制御部は、前記定電流及び推定用電流を含んだ3種類以上の大きさの異なる電流を前記二次電池に流し、
前記電池抵抗推定部は、
前記3種類以上の電流を前記二次電池に流した時の前記電池電圧及び前記OCVに基づき、前記電池抵抗を推定する電池抵抗推定装置。
【請求項6】
請求項5記載の電池抵抗推定装置であって、
前記充放電制御部は、前記3種類以上の電流を大きい方から順に前記二次電池に流す電池抵抗推定装置。
【請求項7】
請求項1又は2記載の電池抵抗推定装置であって、
前記充放電制御部は、前記定電流及び推定用電流を含んだ3種類以上の大きさの異なる電流を前記二次電池に流し、
前記電池抵抗推定部は、
前記3種類以上の電流のうち、より大きい方の電流を前記二次電池に流した時の前記電池電圧及び前記OCVに基づき、前記電池抵抗を推定する電池抵抗推定装置。
【請求項8】
請求項1又は2のいずれか一項に記載の電池抵抗推定装置であって、
前記充放電制御部は、
車両に搭載された前記二次電池の充電を普通充電モードで制御し、
前記電池抵抗推定部は、
普通充電モードで充電された前記二次電池の電池データから前記二次電池の電池容量を推定する電池抵抗推定装置。
【請求項9】
プロセッサにより実行され、二次電池の電池抵抗を推定する電池抵抗推定方法であって、
前記プロセッサは、
前記二次電池の電池電圧を計測又は推定し、
前記二次電池を定電流で第1時間以上充電又は放電することで、始点まで前記二次電池の充放電を制御し、
前記始点の通過後に、充電又は放電することで、前記二次電池の充電状態(SOC)が前記始点から所定変化幅以上変化するように、前記二次電池の充放電を制御し、
前記二次電池を前記定電流で第2時間以上充電又は放電することで、終点まで前記二次電池の充放電を制御し、
前記定電流より大きい推定用電流を前記二次電池に流し、
前記始点のSOCを示す始点SOCを取得し、
前記始点SOC、前記始点の前記電池電圧、及び、前記終点の前記電池電圧に基づき、前記終点のSOCを示す終点SOCを推定し、
前記始点SOC又は前記終点SOCから、SOC-OCV特性の関係を用いて、前記始点の開放電圧(OCV)を示す始点OCV又は前記終点のOCVを示す終点OCVを演算し、
前記推定用電流を前記二次電池に流した時のOCVを示す推定用OCVを演算し、
前記始点あるいは前記終点の前記電池電圧、前記始点SOCあるいは前記終点SOC、前記推定用電流を前記二次電池に流した時の前記電池電圧を示す推定用電池電圧、及び前記推定用OCVに基づき、前記電池抵抗を推定する電池抵抗推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電池抵抗推定装置及び電池抵抗推定方法に関するものである。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来より、分極起電圧を推定する推定方法が知られている。例えば特許文献1記載の推定方法は、現時点のバッテリ状態量に基づく分極値fdynを推定し、分極値補正率kfの乗算により分極値fdynを補正する。さらに、逐次推定された分極値を所定時定数に従って減衰させた上で時間積分することにより、バッテリの充放電履歴を反映した分極起電圧Vdynを推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2007-292648号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1記載の推定方法は、電池が劣化した場合には分極起電力の推定精度が低くなるため、上記方法で推定された分極起電圧から電池抵抗を正確に推定できないという問題がある。
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、高精度で電池抵抗を推定できる電池抵抗推定装置及び電池抵抗推定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、二次電池を定電流で第1時間以上充電又は放電することで、始点まで二次電池の充放電を制御し、始点の通過後に充電又は放電することでSOCが始点から所定変化幅以上変化するように、二次電池の充放電を制御し、二次電池を定電流で第2時間以上充電又は放電することで、終点まで二次電池の充放電を制御し、定電流より大きい推定用電流を二次電池に流し、始点SOCを取得し、始点SOC、始点の電池電圧、及び、終点の電池電圧に基づき、終点SOCを推定し、始点SOC又は終点SOCから、SOC-OCV特性の関係を用いて、始点OCV又は終点OCVを演算し、推定用OCVを演算し、始点あるいは終点の電池電圧、始点SOCあるいは終点SOC、推定用電池電圧、及び推定用OCVに基づき、抵抗を推定することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、高い精度で電池抵抗を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、本実施形態に係る電池抵抗推定システムを示すブロック図である。
図2は、本実施形態に係る電池抵抗推定システムにおいて、充放電シーケンスで充電した時の電流/電圧特性を示すグラフである。
図3は、本実施形態に係る電池抵抗推定システムによる電池抵抗推定方法の手順を示すフローチャートである。
図4は、本実施形態の変形例に係る電池抵抗推定システムにおいて、充放電シーケンスで充電した時の電流/電圧特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本実施形態に係る電池抵抗推定システムについて図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る電池抵抗推定システムを示すブロック図である。電池抵抗推定システムは、二次電池1の劣化状態(SOH)を短時間で高い精度で推定するために、二次電池1の現在の電池抵抗を推定するシステムである。
【0010】
図1に示すように、電池制御システムは、二次電池1、DCDCコンバータ2、電圧センサ3、電流センサ4、及びコントローラ10を備えている。二次電池1は、複数の電池を接続した電池群を含んでいる。二次電池1は、例えばリチウムイオン二次電池である。このリチウムイオン二次電池としては、例えば、特に限定されないが、負極活物質として、シリコンあるいはシリコンを含有した活物質を用いたもの、あるいは、正極活物質として、硫黄を含有した活物質を用いたものを例示することができる。また、二次電池1として、電解液リチウムイオン二次電池を使用してもよいし、全固体リチウムイオン二次電池でもよい。
(【0011】以降は省略されています)

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