[發(fā)明專(zhuān)利]電池的狀態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)、方法及程序

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210392219.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103048625A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋俊博;天野正己;恐神貴行;井手剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/36
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/36
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于推定在各種電子設(shè)備、電動(dòng)設(shè)備等中利用的二次電池的狀態(tài)的系統(tǒng)、方法及程序。

背景技術(shù)

近年來(lái)，由于全球變暖和石油資源枯竭的擔(dān)憂(yōu)，期望向低碳社會(huì)轉(zhuǎn)移。作為這個(gè)活動(dòng)的一環(huán)，在電力網(wǎng)絡(luò)中使用二次電池的電力交互、在工廠(chǎng)內(nèi)使用二次電池的峰值漂移、從使用石油能源的內(nèi)燃機(jī)向使用電力能源的電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)的變化等，各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中二次電池的重要性正在增加。

此外，二次電池存在反復(fù)充放電、和充電率逐漸降低的問(wèn)題。在使用二次電池作為驅(qū)動(dòng)源的汽車(chē)中，二次電池的性能降低與續(xù)航距離的降低和其他的行駛功能相關(guān)聯(lián)，呈現(xiàn)安全上的問(wèn)題。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，提出推定二次電池的狀態(tài)的各種技術(shù)。

特開(kāi)平9-215207號(hào)公報(bào)公開(kāi)了以下技術(shù)：在監(jiān)視具有放電/充電循環(huán)的電池的系統(tǒng)中，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提供關(guān)于到達(dá)預(yù)先被設(shè)定的電池放電電壓的閾值的瞬間的預(yù)測(cè)信息。

特開(kāi)平11-32442號(hào)公報(bào)公開(kāi)了以下技術(shù)：為了能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)等的負(fù)荷和蓄電池的充放電電壓和電流進(jìn)行數(shù)字處理，由A/D變換器5和A/D變換器6將電壓和電流變換為數(shù)字信號(hào)，并且，由電壓的頻率變換器和電流的頻率變換器將電流和電壓變換為復(fù)式頻譜，由阻抗計(jì)算部從求得的蓄電池使用時(shí)的電壓V和電流I的復(fù)式頻譜計(jì)算阻抗，從工作中的蓄電池求得作為阻抗的特征量的半徑rj，將這個(gè)半徑rj和預(yù)先求得并預(yù)先存儲(chǔ)于電池剩余容量計(jì)算部的半徑ri相比較，從互相的關(guān)系推定蓄電池剩余容量。

特開(kāi)2002-319438號(hào)公報(bào)公開(kāi)了以下技術(shù)：為了將組裝有電池組的車(chē)輛的混合傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)等首尾很好地工作，正確且再現(xiàn)性很好地推定電池充電狀態(tài)，生成記述電池的狀態(tài)的狀態(tài)矢量，預(yù)測(cè)狀態(tài)矢量的應(yīng)答，測(cè)量電池的應(yīng)答，決定電池的狀態(tài)，從而基于被預(yù)測(cè)的應(yīng)答及被測(cè)量的應(yīng)答之間的差異修正狀態(tài)矢量。

特開(kāi)2011-38857號(hào)公報(bào)公開(kāi)了以下技術(shù)：其涉及未進(jìn)行電池的完全的充放電且在短時(shí)間精度很好地進(jìn)行容量維持率的判定的容量維持率判定裝置，容量維持率判定裝置包含阻抗測(cè)量部及容量推定部，從信號(hào)發(fā)生部向電池給予交流信號(hào)，基于對(duì)交流信號(hào)的來(lái)自電池的應(yīng)答信號(hào)由阻抗測(cè)量部算出交流阻抗的頻率特性，從算出的頻率特性決定特征頻率，容量推定部包括存儲(chǔ)器及判斷部，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)電池的溫度和特征頻率和容量維持率的關(guān)系，判斷部基于由溫度檢查部檢查的電池的溫度、決定的特征頻率、在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的關(guān)系判定電池10的容量維持率。

上述以前技術(shù)公開(kāi)了根據(jù)基于工作中的電池的阻抗的特征量、來(lái)自電池的應(yīng)答信號(hào)測(cè)量的交流阻抗的頻率特性、電池的溫度等推定電池的性能的技術(shù)，但是由于這并非考慮電池內(nèi)部狀態(tài)的電池的性能推定技術(shù)，也未考慮電池的利用履歷，作為電池的退化預(yù)測(cè)，存在缺乏正確性這樣的問(wèn)題。

由此，在智能電網(wǎng)、工廠(chǎng)、電動(dòng)汽車(chē)等的實(shí)際運(yùn)用下，電池有多種使用方法。對(duì)那樣的所有使用模式由于不可能在事前進(jìn)行退化試驗(yàn)，必須將有限的退化試驗(yàn)結(jié)果組合，以預(yù)測(cè)作為各種使用方法的電池的退化。

為此，在多數(shù)情況下，需要在實(shí)際運(yùn)用下監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)(容量維持率、溫度、導(dǎo)電量)。

一方面，特別是，在鋰離子電池等中，已知通道法模型為退化的模型。可是，現(xiàn)有的通道法的用法，從保證這個(gè)觀(guān)點(diǎn)，在事前保證的條件內(nèi)在對(duì)電池來(lái)說(shuō)最嚴(yán)酷的退化環(huán)境下在一定期間之間，進(jìn)行電池退化試驗(yàn)，由通道法來(lái)噪音消除這個(gè)結(jié)果，外插等的方法是主要的。

可是，現(xiàn)有的技術(shù)不可能對(duì)各種退化環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)，難以采用在各種退化環(huán)境下的使用履歷來(lái)更新模型。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：特開(kāi)平9-215207號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：特開(kāi)平11-32442號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：特開(kāi)2002-319438號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)4：特開(kāi)2011-38857號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供，對(duì)各種退化環(huán)境可以預(yù)測(cè)，并且采用各種退化環(huán)境的使用履歷，可以更新模型這樣的電池的狀態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)。

本發(fā)明的另一目的在于提供，采用從市場(chǎng)中上市的大量的電動(dòng)汽車(chē)收集的實(shí)際行駛下的電池履歷數(shù)據(jù)，更新模型，從而可以精致化的電池的狀態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)。

本發(fā)明的基本的思想是將電池的隨時(shí)間部分和通電部分分開(kāi)而進(jìn)行模型化。即，是通過(guò)各溫度/SOC的滯留頻度(滯留時(shí)的通電量)的線(xiàn)形和，由容量維持率退化量決定這樣的模型。在預(yù)先分解為各溫度/SOC的退化分量下，能在各種退化環(huán)境下進(jìn)行退化預(yù)測(cè)。