[发明专利]蓄电池装置、蓄电池的电池状态评价装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如在风力发电系统中通过正确掌握在风力发电的变动抑制中使用的蓄电池的电池状态(SOC：Sate of Charge)，来使电池寿命增加并使包括蓄电池的系统的成本降低的技术。

背景技术

全球变暖对全人类来说是重大的问题。各国为了放缓减缓、阻止地球变暖而正在推进节能和不排放二氧化碳的新能源利用等。

在日本为了减排二氧化碳，国家也确定了新能源导入目标，发放补助金等进行着太阳能和风力等新能源发电的导入。

风力发电和太阳能发电具有使用自然能源、不排放二氧化碳(CO₂)这样的优点，但依赖风、依赖天气，因此发电输出不稳定，可能对电力系统产生恶劣影响，导致电力质量降低。为了防止这样的对电力系统产生的恶劣影响，在导入风力发电和太阳能发电时要求同时导入蓄电池系统。

下面详细说明该情况，首先例如基于风力发电的发电输出根据风况激烈变动。若将其直接流入电力系统，则对电力系统的电力质量产生恶劣影响。因此，使用了铅蓄电池等蓄电池系统输出配合风力发电输出状况的蓄电系统输出，作为结果，能够在电力系统中对发电输出和蓄电系统输出进行合成，流出平稳的系统输出，避免对电力质量产生恶劣影响。

因此，要求要使用的用于抑制风力发电输出变动的铅蓄电池与风力发电设备具有同等程度的长寿命化和低成本化。关于这一点，铅蓄电池能够通过恪守适当的使用条件来延长寿命。

然而，为了恪守适当的使用条件，使蓄电池的寿命增加，作为该电池当前的电池状态需要正确掌握剩余容量。若能够正确掌握电池状态，则能够使铅蓄电池的寿命增加，并且能够降低成本(减少缓和风力输出变动所需的铅蓄电池个数)。

作为用于正确掌握铅蓄电池的电池状态的方法已知有专利文献1。

在该方法中，预先求出搭载在车辆中的蓄电池的电池状态与端电压(端子电压)、电流的关系式，根据端电压、电流来判断无空转时的电池状态。

在专利文献2中公开有以下方法：在检测蓄电池的电池状态时，电池状态分为高区域和低区域，在前一区域的情况下，根据放电电压与放电电流的关系来求出电池状态，在后一区域的情况下根据充电电压与充电电流的关系来求出电池状态，根据上述这样的情况来切换判断方法，提高估计精度。

并且，在专利文献3中公开有根据一定时间的平均电压与电流的关系检测电池状态的方法。

这些现有方式均是预先生成蓄电池的电池状态、端电压以及电流的关系模型，根据当前的端电压测量值和电流测量值来估计蓄电池当前的电池状态的方法。

专利文献1：日本特开2005-1491号公报

专利文献2：日本特开2004-286642号公报

专利文献3：日本特开2006-343230号公报

非专利文献1：电气学会论文B，128卷8号，2008年)“使用了阶跃电流的铅蓄电池模拟建模方法”

发明内容

以往，要正确估计蓄电池的电池状态考虑有以下方法，预先生成蓄电池的电池状态、端电压以及电流的关系模型，根据当前的端电压测量值和电流测量值来估计蓄电池当前的电池状态。

在现有方法中，也能够生成蓄电池的电池状态的关系模型，但那是蓄电池为新品时的模型(单体)。蓄电池经过老化(劣化)，(电池总容量自身)和电池状态特性发生极大变化(降低)，但现有方法并未考虑这一点。作为其理由，劣化度不是仅由时间确定的，而是根据电池的使用条件而变化，因此，这是以往不易求出劣化度的一个很大的原因。

本发明的课题在于：实现不仅对新品电池，即使对经过某一定使用时间的、已经劣化的铅蓄电池，也能够使用可以正确估计当前电池状态的方法和正确求出的电池状态信息来实现其长寿命化和低成本化的蓄电池装置、蓄电池的电池状态评价装置以及蓄电池的电池状态评价方法。

本发明的蓄电池装置包括：蓄电池；端电压测量部，用于测量蓄电池的端电压；电流测量部，用于测量流过蓄电池的电流；多维特性模型，按照劣化度准备多个所测量的端电压、电流以及电池状态的关系模型；劣化度估计部，用于估计蓄电池当前的劣化度；相应模型选择部，根据劣化度估计部所求出的劣化度，从多维特性模型中选择相应的模型；以及电池状态估计部，使用从相应模型选择部所选择的模型来估计当前的电池状态。