本发明专利技术提供一种模拟电池构建方法等。该方法等能够实现提高模拟电池对二次电池在各种条件下的特性的再现精度。确定在不同劣化度D(m2)下的不同温度T(n1)下的二次电池模型的参数P(n0，n1，n2)。基于二次电池(220)的复阻抗Z的测定结果，辨识二次电池模型的上述参数的值。二次电池模型通过表示IIR系统及FIR系统中的各系统的传递函数来体现该二次电池的内部电阻的阻抗。进一步地，计算出对与模拟电池(20)模拟的虚拟的二次电池的识别符id(m)、温度T(m1)及劣化度D(m2)对应的二次电池模型输入了电流指令值Icmd(t)后的电压指令值Vcmd(t)，模拟电池(20)将与该电压指令值对应的电压V(t)施加给指定设备(200)或其负载。压V(t)施加给指定设备(200)或其负载。压V(t)施加给指定设备(200)或其负载。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模拟电池构建方法及模拟电池构建装置
[0001]本专利技术涉及模拟锂离子电池等二次电池的性能的技术。
技术介绍
[0002]人们讨论将电阻R和电容器C的并联电路多级地连接来构成二次电池的内部电阻的等效电路及其电流
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电压的动作波形的变化。但是，为了说明电压的几秒以上的瞬态响应波形，作为时间常数因素的电容器电容值不得不使用数数百F到数千F的值。这样的值无法与电池的AC特性的评价方法、即AC阻抗和其等效电路模型对应，很难说是再现了电池的性状。
[0003]作为二次电池的特性项目，具有内部电阻。例如在锂离子二次电池中，由于在电池内部相互作用地产生电极反应、SEI反应、离子的扩散反应等复杂的化学反应，电池电压的动作并不是那种能够将内部电阻视为单纯的直流电阻来适用欧姆定律的种类。
[0004]作为对电池的内部电阻进行强化的方法，以往公知有基于频率响应解析法(FRA：Frequency Response Analysis)的AC阻抗分析法，确立了将各种内部反应适用于等效电路的模型而分解为几个时间常数因素来进行解释的方法。关于电池的秒级的动作，作为瓦尔堡(Warburg)电阻的扩散现象占支配性的影响，如何将该瓦尔堡电阻作为动作模型进行编入，决定作为模型的性能。为了进行AC阻抗测定，需要频率响应解析装置(FRA)这样的专用装置。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第5924617号公报
技术实现思路
[0008]专利技术要解决的课题
[0009]但是，在实际使用中，二次电池与负载连接，反复进行充电以及放电的过程，在这种情况下，作为用于获知二次电池的状态的基础信息，仅测定电压、电流及温度。在这样的状况下，电池的输出电压受到内部电阻的影响，另外，内部电阻自身也根据温度条件或电池的劣化度而产生变化，需要对实际动作状态的电池的特性高精度地进行再现的单元。
[0010]因此，本专利技术的目的在于提供一种装置等，能够实现提高模拟电池对二次电池在各种条件下的特性的再现精度。
[0011][用于解决课题的手段][0012]本专利技术的模拟电池构建装置的特征在于，具备：
[0013]第一识别元件，其识别二次电池的复阻抗的测定结果；
[0014]第一计算元件，其基于由所述第一识别元件识别出的所述二次电池的复阻抗的测定结果，辨识二次电池模型的参数的值，其中，所述二次电池模型由表示IIR系统以及FIR系统的各个系统的传递函数来体现所述二次电池的内部电阻的阻抗；
[0015]第二识别元件，识别电流指令值的时间序列；
[0016]第二计算元件，其通过将由所述第二识别元件识别出的所述电流指令值的时间序列输入到所述二次电池模型中，来计算出作为所述二次电池模型的输出的电压的时间序列；和，
[0017]模拟电池控制元件，其控制与该指定设备连接的模拟电池的动作，以使得将由所述第二计算元件计算出的电压的时间序列施加到所述指定设备。
[0018]在本专利技术的模拟电池构建装置中，优选的是，
[0019]所述第一识别元件识别所述二次电池在不同劣化状态的各个劣化状态下的复阻抗的测定结果，
[0020]所述第一计算元件基于由所述第一识别元件识别出的所述二次电池在所述不同劣化状态的各个劣化状态下的复阻抗的测定结果，辨识二次电池模型的参数的值相对于所述二次电池的劣化状态的依赖性，
[0021]所述第二识别元件除了识别所述电流指令值的时间序列之外，还识别所述模拟电池的劣化状态的时间序列，
[0022]所述第二计算元件计算出对所述二次电池模型输入了由所述第二识别元件识别出的所述电流指令值的时间序列以及所述模拟电池的劣化状态的时间序列后的模型输出电压，其中，所述二次电池模型是指由所述第一计算元件辨识了所述参数的值、且辨识了该参数的值相对于所述二次电池的劣化状态的依赖性的二次电池模型。
[0023]在本专利技术的模拟电池构建装置中，优选的是，
[0024]所述第一识别元件在第一指定时刻以及比该第一指定时刻靠后的所述二次电池的复阻抗的测定时刻即第二指定时刻的各个时刻下，识别作为在对所述二次电池输入脉冲电流时从该二次电池输出的电压的变化方式的测定结果的第一实测输出电压以及第二实测输出电压，并且基于所述第一实测输出电压与所述第二实测输出电压的对比，识别以所述第一指定时刻的所述二次电池为基准的所述第二指定时刻的所述二次电池的劣化状态。
[0025]在本专利技术的模拟电池构建装置中，优选的是，
[0026]所述第一识别元件基于与搭载有作为电源的所述二次电池的指定设备的相互通信，识别搭载于所述指定设备的传感器所测定出的所述二次电池的电压响应特性作为第一实测输出电压及第二实测输出电压，其中，所述第一实测输出电压及所述第二实测输出电压是搭载于所述指定设备的脉冲电流产生器所产生的脉冲电流被输入到所述二次电池时从该二次电池输出的电压的变化方式的测定结果。
[0027]在本专利技术的模拟电池构建装置中，优选的是，
[0028]所述第一识别元件识别所述二次电池在不同温度的各个温度下的复阻抗的测定结果，
[0029]所述第一计算元件基于由所述第一识别元件识别出的所述二次电池在所述不同温度的各个温度下的复阻抗的测定结果，确定二次电池模型的参数的值的温度依赖性，
[0030]所述第二识别元件除了识别所述电流指令值的时间序列之外，还识别所述模拟电池或者所述指定设备的温度的测定结果，
[0031]所述第二计算元件计算出对所述二次电池模型输入了由所述第二识别元件识别出的所述电流指令值的时间序列以及所述模拟电池或所述指定设备的温度的测定结果后
的模型输出电压，其中，所述二次电池模型是指由所述第一计算元件辨识了所述参数的值且辨识了该参数的值的温度依赖性的二次电池模型。
[0032]在本专利技术的模拟电池构建装置中，优选的是，所述第一识别元件基于与搭载有作为电源的所述二次电池的指定设备的相互通信，识别由搭载于所述指定设备的测定装置根据交流阻抗法而测定出的所述二次电池的复阻抗。
附图说明
[0033]图1是作为本专利技术的一个实施方式的模拟电池构建装置的结构的说明图。
[0034]图2是关于模拟电池的结构的一例的说明图。
[0035]图3是表示二次电池的模拟电池构建方法的准备步骤的流程图。
[0036]图4是表示二次电池的模拟电池构建方法的步骤的流程图。
[0037]图5是关于二次电池的复阻抗的测定系统的说明图。
[0038]图6是关于二次电池的尼奎斯特曲线图(Nyquist plot)的说明图。
[0039]图7A是二次电池的内部电阻的等效电路的第一例示说明图。
[0040]图7B是二次电池的内部电阻的等效电路的第二例示说明图。
[0041]图8A是表示IIR系统的传递函数的示意图。
[0042]图8B是表示F本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种模拟电池构建装置，其特征在于，具备：第一识别元件，其识别二次电池的复阻抗的测定结果；第一计算元件，其基于由所述第一识别元件识别出的所述二次电池的复阻抗的测定结果，辨识二次电池模型的参数的值，其中，所述二次电池模型由表示IIR系统以及FIR系统的各个系统的传递函数来体现所述二次电池的内部电阻的阻抗；第二识别元件，其识别电流指令值的时间序列；第二计算元件，其通过将由所述第二识别元件识别出的所述电流指令值的时间序列输入到所述二次电池模型中，来计算出作为所述二次电池模型的输出的电压的时间序列；和，模拟电池控制元件，其控制与指定设备连接的模拟电池的动作，以使得将由所述第二计算元件计算出的电压的时间序列施加到所述指定设备。2.根据权利要求1所述的模拟电池构建装置，其特征在于，所述第一识别元件识别所述二次电池在不同劣化状态的各个劣化状态下的复阻抗的测定结果，所述第一计算元件基于由所述第一识别元件识别出的所述二次电池在所述不同劣化状态的各个劣化状态下的复阻抗的测定结果，确定二次电池模型的参数的值相对于所述二次电池的劣化状态的依赖性，所述第二识别元件除了识别所述电流指令值的时间序列之外，还识别所述模拟电池的劣化状态的时间序列，所述第二计算元件计算出对所述二次电池模型输入了由所述第二识别元件识别出的所述电流指令值的时间序列以及所述模拟电池的劣化状态的时间序列时的模型输出电压，其中，所述二次电池模型是指由所述第一计算元件辨识了所述参数的值且辨识了该参数的值相对于所述二次电池的劣化状态的依赖性的二次电池模型。3.根据权利要求2所述的模拟电池构建装置，其特征在于，所述第一识别元件在第一指定时刻以及比该第一指定时刻靠后的所述二次电池的复阻抗的测定时刻即第二指定时刻的各个时刻下，识别作为在对所述二次电池输入了脉冲电流时从该二次电池输出的电压的变化方式的测定结果的第一实测输出电压以及第二实测输出电压的各个电压，并且基于所述第一实测输出电压与所述第二实测输出电压的对比，识别以所述第一指定时刻的所述二次电池为基准的所述第二指定时刻的所述二次电池的劣化状态。4.根据权利要求3所述的模拟电池构建装置，其特征在于，所述第一识别元件基于与搭载有作为电源的所述二次电池的指定设备的相互通信，识别搭载于所述指定设备的传感器所测定出的所述二次电池的电压响应特性作为第一实测输出电压及第二实测输出电压的各个电压，其中，所述第一实测输出电压及所述第二实测输出电压是搭载于所述指定设备的脉冲电流产生器所产生的脉冲电流被输入到所述二次电池时从该二次电池输出的电压的变化方式的测定结果。5.根据权利要求1至4中任一项所述的模拟电池构建装置，其特征在于，所述第一识别元件识别所述二次电池在不同温度的各个温度下的复阻抗的测定结果，所述第一计算元件基于由所述第一识别元件识别出的所述二次电池在所述不同温度的各个温度下的复阻抗的测定结果，确定二次电池模型的参数的值的温度依赖性，
所述第二识别元件除了识别所述电流指令值的时间序列之外，还识别所述模拟电池或者所述指定设备的温度的测定结果，所述第二计算元件计算出对所述二次电池模型输入了由所述第二识别元件识别出的所述电流指令值的时间序列以及所述模拟电池或所述指定设备的温度的测定结果时的模型输出电压，其中，所述二次电池模型是指由所述第一计算元件辨识了所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗像一郎，庄司秀树，
申请(专利权)人：东洋系统株式会社，
类型：发明
国别省市：
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