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JP7850918B2 - Simulation method, simulation apparatus, and program - Google Patents
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JP7850918B2 - Simulation method, simulation apparatus, and program - Google Patents

Simulation method, simulation apparatus, and program

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JP7850918B2 JP2025505294A JP2025505294A JP7850918B2 JP 7850918 B2 JP7850918 B2 JP 7850918B2 JP 2025505294 A JP2025505294 A JP 2025505294A JP 2025505294 A JP2025505294 A JP 2025505294A JP 7850918 B2 JP7850918 B2 JP 7850918B2
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Description

本発明は、シミュレーション方法、シミュレーション装置及びプログラムに関する。This invention relates to a simulation method, a simulation apparatus, and a program.

二次電池の電気的特性を等価回路モデルでシミュレーションする方法として、特許文献1、特許文献2及び特許文献3に記載の方法が知られている。特許文献1及び特許文献2では、等価回路モデルにRC並列回路が含まれている。特許文献3では、等価回路モデルにCPE(Constant Phase Element)が含まれている。Methods for simulating the electrical characteristics of secondary batteries using equivalent circuit models are known, as described in Patent Documents 1, 2, and 3. Patent Documents 1 and 2 include RC parallel circuits in their equivalent circuit models. Patent Document 3 includes a CPE (Constant Phase Element) in its equivalent circuit model.

特開2018-40684号公報Japanese Patent Publication No. 2018-40684 特開2019-219275号公報Japanese Patent Publication No. 2019-219275 特開2019-191029号公報Japanese Patent Publication No. 2019-191029

特許文献1及び特許文献2に記載の構成では、RC並列回路によって等価回路モデルに時定数を設定しているが、1つのRC並列回路では1つの時定数しか設定できない。一方、二次電池は、構成部材が非常に多いことによって多数の時定数を有するのが一般的である。このため、RC並列回路による時定数の設定ではシミュレーションの精度を高めることが困難であった。また、特許文献3ではCPEが採用されているものの、特許文献3においてCPEのインピーダンスを表す式は、角周波数ωを用いた周波数領域の式として記載されている。このような特許文献3では、ある時系列の電流プロファイルが与えられた場合の二次電池の電圧応答を等価回路モデルでシミュレーションしようとしても、時間領域の二次電池の電圧応答を求めることはできなかった。In the configurations described in Patent Documents 1 and 2, time constants are set in the equivalent circuit model using RC parallel circuits, but only one time constant can be set with a single RC parallel circuit. On the other hand, secondary batteries generally have many time constants due to the large number of constituent components. For this reason, it was difficult to improve the accuracy of the simulation when setting time constants using RC parallel circuits. Furthermore, although CPE is used in Patent Document 3, the formula representing the impedance of the CPE in Patent Document 3 is described as a frequency domain formula using angular frequency ω. In such Patent Document 3, even when attempting to simulate the voltage response of a secondary battery using an equivalent circuit model given a current profile over a certain time series, it was not possible to obtain the voltage response of the secondary battery in the time domain.

本発明は、上述に鑑みてなされたものであって、時間領域の二次電池の電圧応答をより高精度にシミュレーションできるシミュレーション方法、シミュレーション装置及びプログラムを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and aims to provide a simulation method, simulation apparatus, and program that can simulate the voltage response of a secondary battery in the time domain with higher accuracy.

本発明の一側面のシミュレーション方法は、等価回路モデルを用いて二次電池の電圧応答を計算するシミュレーション方法であって、前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータを取得するステップと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得するステップと、前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定するステップと、前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算するステップと、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算するステップと、を有し、前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される。One aspect of the present invention is a simulation method for calculating the voltage response of a secondary battery using an equivalent circuit model, comprising the steps of: obtaining parameters indicating the electrical characteristics of the equivalent circuit model; obtaining current information indicating the current at multiple time points obtained by dividing a period over which a predetermined current profile is given into multiple sampling times; voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery; and temperature information indicating the temperature of the secondary battery; identifying the SOC of the secondary battery from the voltage information; calculating the OCV using the SOC and the current information; and using the current information and the parameters to calculate the linear resistance included in the equivalent circuit model. The method comprises the steps of: calculating a first voltage drop due to the resistance component; calculating a second voltage drop due to the nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, the temperature information, and the parameters; calculating a third voltage drop due to the transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters; and calculating the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop, wherein the second voltage drop is calculated based on the Butler-Volmer equation, and the third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a phase-constant element CPE.

本発明の他側面のシミュレーション装置は、等価回路モデルを設定して二次電池の電圧応答を計算するシミュレーション装置であって、前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得する取得部と、前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定する特定部と、前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算する第一の計算部と、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算する第二の計算部と、前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算する第三の計算部と、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算する第四の計算部と、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算する第五の計算部と、を備え、前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される。Another aspect of the present invention is a simulation device for calculating the voltage response of a secondary battery by setting an equivalent circuit model, comprising: an acquisition unit that acquires parameters indicating the electrical characteristics of the equivalent circuit model, current information indicating the current at multiple time points obtained by dividing a period in which a predetermined current profile is given into multiple sampling times, voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery, and temperature information indicating the temperature of the secondary battery; an identification unit that identifies the SOC of the secondary battery from the voltage information; a first calculation unit that calculates the OCV using the SOC and the current information; and a first calculation using the current information and the parameters based on the linear resistance component included in the equivalent circuit model. The system comprises a second calculation unit for calculating the voltage drop, a third calculation unit for calculating the second voltage drop due to the nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, the temperature information, and the parameters, a fourth calculation unit for calculating the third voltage drop due to the transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters, and a fifth calculation unit for calculating the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop, wherein the second voltage drop is calculated based on the Butler-Volmer equation, and the third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a phase-constant element CPE.

本発明の他側面のプログラムは、等価回路モデルを設定して二次電池の電圧応答を計算するためのプログラムであって、前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータを取得するステップと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得するステップと、前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定するステップと、前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算するステップと、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算するステップと、を情報処理装置に実行させ、前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される。Another aspect of the present invention is a program for setting an equivalent circuit model and calculating the voltage response of a secondary battery, comprising the steps of: obtaining parameters indicating the electrical characteristics of the equivalent circuit model; obtaining current information indicating the current at multiple time points obtained by dividing a period over which a predetermined current profile is given into multiple sampling times; voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery; and temperature information indicating the temperature of the secondary battery; identifying the SOC of the secondary battery from the voltage information; calculating the OCV using the SOC and the current information; and calculating the linear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters. The information processing device is made to perform the following steps: calculate a first voltage drop; calculate a second voltage drop due to a nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, temperature information, and parameters; calculate a third voltage drop due to a transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and parameters; and calculate the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop, wherein the second voltage drop is calculated based on the Butler-Volmer equation, and the third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a phase constant element CPE.

本発明によれば、電流プロファイルの参照に基づいた定位相素子CPEを用い、時間領域の二次電池の電圧応答をより高精度にシミュレーションできる。According to the present invention, the voltage response of a secondary battery in the time domain can be simulated with higher accuracy by using a constant-phase element CPE based on a current profile reference.

図1は、本願発明で利用される等価回路モデルを示す図である。Figure 1 shows an equivalent circuit model used in the present invention. 図2は、電圧応答VMEASと、適切に定められたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disに応じて算出された電圧応答Vsimと、の比較例を示すグラフである。Figure 2 is a graph showing a comparative example of the voltage response V MEAS and the voltage response V sim calculated according to appropriately defined R L , i 0 , α, p, T, RT, ch and RT, dis . 図3は、電圧応答VMEASと、適切に定められたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disに応じて算出された電圧応答Vsimと、の比較例を示すグラフである。Figure 3 is a graph showing a comparative example of the voltage response V MEAS and the voltage response V sim calculated according to appropriately defined R L , i 0 , α, p, T, RT, ch and RT, dis . 図4は、図2及び図3に示す電圧応答VMEASが得られた際に与えられる電流プロファイルによる電流の時系列変化を示すグラフである。Figure 4 is a graph showing the time-series change of current based on the current profile given when the voltage response V MEAS shown in Figures 2 and 3 is obtained. 図5は、実施形態1で行われる処理の流れを示すフローチャートである。Figure 5 is a flowchart showing the processing flow performed in Embodiment 1. 図6は、シミュレーション装置の構成を示すブロック図である。Figure 6 is a block diagram showing the configuration of the simulation device. 図7は、電圧計算部の構成及び電圧計算部の入出力を示すブロック図である。Figure 7 is a block diagram showing the configuration of the voltage calculation unit and its inputs and outputs. 図8は、シミュレーション装置の構成を示すブロック図である。Figure 8 is a block diagram showing the configuration of the simulation device. 図9は、シミュレーション条件に関するデータの例を示す図である。Figure 9 shows an example of data related to the simulation conditions. 図10は、線形抵抗部の電気抵抗を示すRと、初期温度と、SOCと、の関係を示す図である。Figure 10 shows the relationship between the electrical resistance R/ L of the linear resistance section, the initial temperature, and the SOC (State of Temperature). 図11は、CPEの特性を決める値の1つであるpと、初期温度と、SOCと、の関係を示す図である。Figure 11 shows the relationship between p, one of the values that determine the characteristics of the CPE, the initial temperature, and the SOC. 図12は、実施形態2で行われる処理の流れを示すフローチャートである。Figure 12 is a flowchart showing the processing flow performed in Embodiment 2. 図13は、情報処理装置の構成を示すブロック図である。Figure 13 is a block diagram showing the configuration of an information processing device.

以下に、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態2以降では実施形態1と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。The embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited by these embodiments. Each embodiment is illustrative, and it goes without saying that partial substitution or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. From Embodiment 2 onward, descriptions of matters common to Embodiment 1 will be omitted, and only the differences will be described. In particular, similar effects and advantages due to similar configurations will not be mentioned sequentially for each embodiment.

(実施形態1)
図1は、本願発明で利用される等価回路モデル1を示す図である。等価回路モデル1は、電源部11と、非線形抵抗部12と、線形抵抗部13と、過渡応答部20と、を含む。
(Embodiment 1)
Figure 1 shows an equivalent circuit model 1 used in the present invention. The equivalent circuit model 1 includes a power supply unit 11, a nonlinear resistance unit 12, a linear resistance unit 13, and a transient response unit 20.

電源部11は、二次電池として振る舞う。図1に示す電圧VOCは、電源部11の開回路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)を示す。 The power supply unit 11 behaves as a secondary battery. The voltage V OC shown in Figure 1 represents the open-circuit voltage (OCV) of the power supply unit 11.

非線形抵抗部12は、非線形抵抗部12を流れる電流と非線形抵抗部12の両端間の電圧VNLとの関係が比例しない電気抵抗として振る舞う。図1においてZBV(i,α)と記載されているものは、非線形抵抗部12の非線形抵抗成分を表す。当該非線形抵抗成分は、ある電流が非線形抵抗部12に流れた際の電圧降下を表現するインピーダンスである。電圧VNLは、係る電圧降下によって降下する電圧を示す。当該非線形抵抗成分は、後述するバトラーボルマーの式に基づいて求めることができる。iは、交換電流を示す。αは、電荷移動係数を示す。 The nonlinear resistor 12 behaves as an electrical resistance where the relationship between the current flowing through the nonlinear resistor 12 and the voltage VNL across the nonlinear resistor 12 is not proportional. In Figure 1, Z BV (i 0 , α) represents the nonlinear resistance component of the nonlinear resistor 12. This nonlinear resistance component is an impedance that expresses the voltage drop when a certain current flows through the nonlinear resistor 12. The voltage VNL indicates the voltage that drops due to this voltage drop. This nonlinear resistance component can be determined based on the Butler-Volmer equation described later. i 0 represents the exchange current. α represents the charge transfer coefficient.

線形抵抗部13は、線形抵抗部13を流れる電流と線形抵抗部13の両端間の電圧Vとの関係が比例する電気抵抗として振る舞う。 The linear resistor 13 behaves as an electrical resistance in which the relationship between the current flowing through the linear resistor 13 and the voltage V L across the ends of the linear resistor 13 is proportional.

過渡応答部20は、CPE21と、第一の要素30と、第二の要素40と、を有する。第一の要素30は、直列に接続された第一のダイオード31と充電抵抗32を有する。第二の要素40は、直列に接続された第二のダイオード41と放電抵抗42を有する。CPE21は、定位相素子(CPE:Constant Phase Element)として振る舞う。CPE21と、第一の要素30と、第二の要素40と、は並列に接続される。The transient response section 20 includes a CPE 21, a first element 30, and a second element 40. The first element 30 has a first diode 31 and a charging resistor 32 connected in series. The second element 40 has a second diode 41 and a discharge resistor 42 connected in series. The CPE 21 behaves as a Constant Phase Element (CPE). The CPE 21, the first element 30, and the second element 40 are connected in parallel.

図1に示す通り、第一のダイオード31は、等価回路モデル1の第一の端子15から第二の端子16に流れる方向の電流を通し、逆の電流を通さない素子として設定される。また、第二のダイオード41は、等価回路モデル1の第二の端子16から第一の端子15に流れる方向の電流を通し、逆の電流を通さない素子として設定される。従って、等価回路モデル1は、充電電流が与えられる条件下では第二のダイオード41によって第二の要素40に電流を流さず、放電電流が与えられる条件下では第一のダイオード31によって第一の要素30に電流を流さない状態に設定される。充電抵抗32及び放電抵抗42は、電気抵抗として振る舞う。As shown in Figure 1, the first diode 31 is configured to allow current to flow from the first terminal 15 to the second terminal 16 of the equivalent circuit model 1, but not in the reverse direction. Similarly, the second diode 41 is configured to allow current to flow from the second terminal 16 to the first terminal 15 of the equivalent circuit model 1, but not in the reverse direction. Therefore, the equivalent circuit model 1 is configured such that, under conditions where a charging current is applied, the second diode 41 prevents current from flowing through the second element 40, and under conditions where a discharge current is applied, the first diode 31 prevents current from flowing through the first element 30. The charging resistor 32 and the discharge resistor 42 behave as electrical resistors.

図1においてZCPE(p,T)と記載されているものは、CPE21による電圧降下を表現するインピーダンスである。電圧Vは、係る電圧降下によって降下する電圧を示す。pとTはCPE21の特性を決める値である。等価回路モデル1において、第一の要素30と、第二の要素40と、が設けられることは、等価回路モデル1によってシミュレーションされる対象である二次電池の特性が放電と充電で異なる場合に有用である。 In Figure 1, the value labeled Z CPE (p, T) represents the impedance that expresses the voltage drop due to CPE 21. The voltage V T indicates the voltage drop caused by this voltage drop. p and T are values that determine the characteristics of CPE 21. The inclusion of a first element 30 and a second element 40 in equivalent circuit model 1 is useful when the characteristics of the secondary battery simulated by equivalent circuit model 1 differ between discharge and charge.

等価回路モデル1は、実際の回路でなく、後述するシミュレーション装置50,70、情報処理装置90による演算処理によって仮想的に設定される。等価回路モデル1は、リチウムイオン電池のような二次電池の電圧応答を当該情報処理装置90による演算で再現するシミュレーションを行うために設定される。Equivalent circuit model 1 is not an actual circuit, but is virtually set up by calculations performed by the simulation devices 50 and 70 and the information processing device 90, which will be described later. Equivalent circuit model 1 is set up to perform a simulation that reproduces the voltage response of a secondary battery such as a lithium-ion battery through calculations performed by the information processing device 90.

等価回路モデル1によって再現される二次電池であるリチウムイオン電池の構成例として、主な正極活物質が、リン酸鉄リチウム(LFP:LiFePO)、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(Li(NiMnCo)O、x+y+z=1、xとyとzはそれぞれ0以上1以下)又はニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム(Li(NiCoAl)O、a+b+c=1、aとbとcはそれぞれ0以上1以下)であり、主な負極活物質が黒鉛又は黒鉛と酸化シリコンの混合物であるリチウムイオン電池が挙げられる。以下、実施形態1の説明では、等価回路モデル1によって当該リチウムイオン電池の電圧応答が再現される場合を想定する。また、再現対象と記載した場合、当該リチウムイオン電池をさすものとする。等価回路モデル1によって再現される二次電池は、これに限られるものでなく、他の構成を取る二次電池であってもよい。 An example of a lithium-ion battery configuration reproduced by Equivalent Circuit Model 1 is a lithium-ion battery in which the main positive electrode active material is lithium iron phosphate (LFP: LiFePO₄ ), lithium cobalt oxide ( LiCoO₂ ), lithium nickel cobalt manganese oxide (Li(Ni x Mn y Co z ) O₂ , x+y+z=1, x, y, and z are each between 0 and 1), or lithium nickel cobalt aluminate (Li(Ni a Co b Al c ) O₂ , a+b+c=1, a, b, and c are each between 0 and 1), and the main negative electrode active material is graphite or a mixture of graphite and silicon oxide. In the following description of Embodiment 1, it is assumed that the voltage response of the lithium-ion battery is reproduced by Equivalent Circuit Model 1. Furthermore, when "reproduced target" is mentioned, it refers to the lithium-ion battery in question. The secondary battery reproduced by equivalent circuit model 1 is not limited to this, and may have other configurations.

等価回路モデル1によるシミュレーションに先立ち、再現対象に関するデータの取得が行われる。具体的には、再現対象の充電率(SOC:State Of Charge)が10%から90%の範囲内で調整される。また、再現対象の温度が-10℃から50℃の範囲内で調整される。再現対象の温度は、電池表面温度であることが望ましい。このように調整された再現対象に対して、所定の電流プロファイルが与えられる。当該所定の電流プロファイルは、例えば後述する図4に示すように、再現対象を充電する電流(充電時電流)と、再現対象からの放電を生じさせる電流(放電時電流)と、再現対象の意図的な充電も意図的な放電も生じさせない無電流(0アンペア)と、が時系列に沿って組み合わされた電流のパターンを示す。当該所定の電流プロファイルが与えられている間に生じた再現対象の電圧応答VMEAS(図2、図3参照)が測定される。電圧応答VMEASと、電圧応答VMEASが得られた際の条件と、当該所定の電流プロファイルと、が対応付けられ、再現対象に関するデータとして扱われる。電圧応答VMEASが得られた際の条件は、再現対象に当該所定の電流プロファイルが与えられる直前の再現対象のSOC及び再現対象の温度を含む。さらに、実施形態1では、後述するSOC-OCVデータも、再現対象に関するデータに含まれる。再現対象に関するデータは、元データとして機能する。 Prior to the simulation using Equivalent Circuit Model 1, data on the target of reproduction is acquired. Specifically, the State of Charge (SOC) of the target of reproduction is adjusted within the range of 10% to 90%. The temperature of the target of reproduction is also adjusted within the range of -10°C to 50°C. Preferably, the temperature of the target of reproduction is the battery surface temperature. A predetermined current profile is given to the reproduced target adjusted in this way. This predetermined current profile, as shown in Figure 4 later, for example, represents a current pattern that combines the current that charges the target of reproduction (charging current), the current that causes discharge from the target of reproduction (discharge current), and no current (0 amperes) that does not cause intentional charging or intentional discharge of the target of reproduction, in a time series. The voltage response V MEAS (see Figures 2 and 3) of the target of reproduction that occurs while this predetermined current profile is given is measured. The voltage response V MEAS , the conditions under which the voltage response V MEAS was obtained, and the predetermined current profile are associated and treated as data related to the reproduction target. The conditions under which the voltage response V MEAS was obtained include the SOC of the reproduction target and the temperature of the reproduction target immediately before the predetermined current profile was applied to the reproduction target. Furthermore, in Embodiment 1, the SOC-OCV data described later is also included in the data related to the reproduction target. The data related to the reproduction target functions as the source data.

以下、真値と記載した場合、電圧応答VMEASをさす。実施形態1は、真値が得られた際の条件と同一の条件で、上述した所定の電流プロファイルが第一の端子15及び第二の端子16を介して等価回路モデル1に与えられた場合に第一の端子15と第二の端子16との間で生じる電圧応答Vsimによって、電圧応答VMEASを再現するためのものである。すなわち、実施形態1は、等価回路モデル1で再現対象と実質的に同様の電気的特性を再現する。 Hereinafter, when "true value" is mentioned, it refers to the voltage response V MEAS . Embodiment 1 is for reproducing the voltage response V MEAS by the voltage response V sim that occurs between the first terminal 15 and the second terminal 16 when the predetermined current profile described above is applied to the equivalent circuit model 1 via the first terminal 15 and the second terminal 16 under the same conditions as when the true value was obtained. In other words, Embodiment 1 reproduces in the equivalent circuit model 1 substantially the same electrical characteristics as the target of reproduction.

電圧応答Vsimは、以下の式(1)のように表せる。である。すなわち、電圧応答Vsimは、図1に示す電圧VOCと、電圧VNLと、電圧Vと、電圧Vと、の和である。
sim=VOC+V+VNL+V・・・(1)
The voltage response V sim can be expressed as shown in equation (1) below. That is, the voltage response V sim is the sum of the voltages V OC , V NL , V L , and V T shown in Figure 1.
V sim =V OC +V T +V NL +V L ...(1)

以下、電圧VOC、電圧VNL、電圧V、電圧Vの各々の具体的な導出方法について順次説明する。係る説明にあたり、以下、所定の電流プロファイルが与えられる時間を印加時間とする。当該印加時間内のある時点で、当該所定の電流プロファイルが再現対象に与えられることで再現対象に生じた電流をi(t)と記載する。ここで、i(t)におけるtの値は、印加時間に対応する。なお、t=0は、印加時間前、すなわち初期状態の時点を示す。従って、実施形態1では、i(0)は、当該所定の電流プロファイルが与えられる前であるので、0アンペアである。また、サンプリング時間が0.1秒である場合、i(0.1)は、当該所定の電流プロファイルが再現対象に与えられ始めて0.1秒経過した時点の電流を示す。また、この場合、i(0.2)は、当該所定の電流プロファイルが再現対象に与えられ始めて0.2秒経過した時点の電流を示す。サンプリング時間は0.1秒に限られるものでなく、任意である。 The specific derivation methods for each of the voltages VOC , VNL , VL , and VT will be explained sequentially below. In this explanation, the time during which a predetermined current profile is applied will be referred to as the application time. At some point within the application time, the current generated in the reproduction target when the predetermined current profile is applied to the reproduction target will be denoted as i(t). Here, the value of t in i(t) corresponds to the application time. Note that t=0 indicates the time before the application time, i.e., the initial state. Therefore, in Embodiment 1, i(0) is 0 amperes because it is before the predetermined current profile is applied. Also, if the sampling time is 0.1 seconds, i(0.1) indicates the current at the time 0.1 seconds after the predetermined current profile has been applied to the reproduction target. In this case, i(0.2) indicates the current at the time 0.2 seconds after the predetermined current profile has been applied to the reproduction target. The sampling time is not limited to 0.1 seconds but can be arbitrary.

また、実施形態1の説明では、電流以外の各種の値についても、ある時点の値を(t)を用いて示すことがある。例えば、i(t)の変化に応じた電圧VOC、電圧VNL、電圧V、電圧Vの各々の変化を、VOC(t)、VNL(t)、V(t)、V(t)のように示すことができる。等価回路モデル1は、再現対象を再現することを目的として設定されるので、等価回路モデル1に流れているとみなされる電流がi(t)になるよう、VOC(t)、VNL(t)、V(t)、V(t)が導出される。従って、i(t)に応じた電圧応答VsimをVsim(t)とすると、式(1)からVsim(t)=VOC(t)+V(t)+VNL(t)+V(t)と表せる。 Furthermore, in the description of Embodiment 1, various values other than current may also be shown using (t) to indicate their value at a certain point in time. For example, the changes in voltage VOC , VNL , VL, and VT in response to a change in i( t ) can be shown as VOC (t), VNL (t), VL (t), and VT (t). Since the equivalent circuit model 1 is set up for the purpose of reproducing the object to be reproduced, VOC (t), VNL (t), VL(t), and VT (t) are derived so that the current considered to be flowing through the equivalent circuit model 1 becomes i (t). Therefore, if Vsim(t) is the voltage response Vsim in response to i (t), then from equation (1) it can be expressed as Vsim (t) = VOC (t) + VT (t) + VNL (t) + VL (t).

実施形態1では、等価回路モデル1で再現対象と同様の電気的特性を再現するため、7つの可変パラメータが設定される。当該7つの可変パラメータは、R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disである。Rは、線形抵抗部13の電気抵抗を示す。RT,chは、充電抵抗32の電気抵抗を示す。RT,disは、放電抵抗42の電気抵抗を示す。また、上述したように、iは、交換電流を示す。αは、電荷移動係数を示す。pとTはCPE21の特性を決める値である。 In Embodiment 1, seven variable parameters are set in the equivalent circuit model 1 to reproduce the same electrical characteristics as the target of reproduction. These seven variable parameters are R L , i 0 , α, p, T, R T, ch, and R T, dis . R L represents the electrical resistance of the linear resistance section 13. R T, ch represents the electrical resistance of the charging resistance 32. R T, dis represents the electrical resistance of the discharge resistance 42. As mentioned above, i 0 represents the exchange current. α represents the charge transfer coefficient. p and T are values that determine the characteristics of the CPE 21.

まず、電圧VOCについて説明する。上述した通り、電圧VOCは、電源部11のOCVである。等価回路モデル1が二次電池の再現を想定したものであることから、電源部11は、二次電池として振る舞い、充電と放電が可能であるものとして設定される。 First, let's explain the voltage V OC . As mentioned above, the voltage V OC is the OCV of the power supply unit 11. Since the equivalent circuit model 1 is intended to replicate a secondary battery, the power supply unit 11 is set to behave like a secondary battery and is capable of charging and discharging.

実際の二次電池のOCVは、充電も放電も行われていない無負荷時の電圧とされている。ただし、充電又は放電を終えた直後の二次電池の電圧は、安定しない傾向がある。このため、充電又は放電が終わった後、経験的に電圧が安定するために必要な経過時間が十分に確保された後の二次電池の電圧をOCVとすることが一般的である。当該経過時間として、例えば1時間程度が確保される。すなわち、OCVの測定開始まで1時間程度、二次電池の充電も放電も行われていない場合、測定開始時の二次電池の電圧をOCVとみなすことができる。The actual OCV of a secondary battery is considered to be the voltage under no load, when neither charging nor discharging is occurring. However, the voltage of a secondary battery immediately after charging or discharging tends to be unstable. Therefore, it is common practice to use the voltage of the secondary battery after sufficient time has elapsed, empirically necessary for the voltage to stabilize, as the OCV. This elapsed time is typically about one hour. In other words, if the secondary battery has not been charged or discharged for about one hour before the start of OCV measurement, the voltage of the secondary battery at the start of measurement can be considered the OCV.

二次電池のOCVは、当該二次電池のSOCに対応する。実施形態1では、取得対象のSOCとOCVとの対応関係を示すデータが上述したSOC-OCVデータとして再現対象に関するデータに含められている。SOC-OCVデータは、再現対象が取り得るSOC(例えば、完全放電状態を示す0%から満充電状態を示す100%)の範囲内で、SOCの値とOCVの値との対応関係を示すデータである。このような再現対象のSOCとOCVとの対応関係を示すデータは、再現対象がそれぞれ異なるSOCである状態で、電圧が安定するために必要な経過時間が十分に確保された後、それぞれOCVが測定されることで予め作成される。The OCV of a secondary battery corresponds to the SOC of that secondary battery. In Embodiment 1, data showing the correspondence between the SOC and OCV to be acquired is included in the data related to the reproducible target as the SOC-OCV data described above. The SOC-OCV data is data showing the correspondence between the SOC value and the OCV value within the range of SOC that the reproducible target can take (for example, from 0% indicating a completely discharged state to 100% indicating a fully charged state). Such data showing the correspondence between the SOC and OCV of the reproducible target is created in advance by measuring the OCV of each target after a sufficient amount of time has been ensured for the voltage to stabilize, with each reproducible target having a different SOC.

電圧VOCの初期値は、上述した再現対象に関するデータが示す再現対象の電圧応答のうち、初期状態の電圧応答と同値である。初期状態とは、所定の電流プロファイルが与えられる前の時点の再現対象の状態をさす。すなわち、VOC(0)は、再現対象の初期状態のOCVと同値であり、再現対象に関するデータから特定される。 The initial value of the voltage V OC is the same as the initial voltage response of the reproducible system, as indicated by the data relating to the reproducible system described above. The initial state refers to the state of the reproducible system before a predetermined current profile is applied. That is, V OC (0) is the same as the OCV of the initial state of the reproducible system and is identified from the data relating to the reproducible system.

OC(t)は、再現対象に関するデータに含まれるSOC-OCVデータが示すSOCの値に対応するOCVの値である。すなわち、ある時点(t)での電源部11のSOCとOCVとの対応関係は、再現対象のSOC-OCVデータが示すSOCとOCVとの対応関係と同じである。 VOC (t) is the OCV value corresponding to the SOC value shown in the SOC-OCV data included in the data relating to the object to be reproduced. In other words, the correspondence between the SOC and OCV of the power supply unit 11 at a certain point in time (t) is the same as the correspondence between the SOC and OCV shown in the SOC-OCV data of the object to be reproduced.

二次電池が充電状態又は放電状態である場合、すなわち、電流が流れている場合、二次電池のSOCは変化する。二次電池のSOCは、充電の際に流れた電流の量と、放電の際に流れた電流の量と、に応じる。また、上述した通り、所定の電流プロファイルは、充電時電流と、放電時電流と、を含む。所定の電流プロファイルで与えられる充電時電流、放電時電流に応じて電源部11のSOCが測定開始時点からどのように増減するかは、充電時電流の量及び放電時電流の量、すなわち、i(t)に基づいて計算できる。また、所定の電流プロファイルが与えられ始めた後のある時点(t)での電源部11のOCVを示すVOC(t)は、当該ある時点(t)での電源部11のSOCに対応するものとみなすことができる。従って、i(t)に基づいてある時点(t)での電源部11のSOCを計算し、計算されたSOCに対応するOCVを等価回路モデル1による再現対象のSOC-OCVデータから特定することで、VOC(t)を導出できる。 When a secondary battery is in a charging or discharging state, that is, when current is flowing, the State of Charge (SOC) of the secondary battery changes. The SOC of the secondary battery depends on the amount of current that flows during charging and the amount of current that flows during discharging. As mentioned above, a predetermined current profile includes the charging current and the discharging current. How the SOC of the power supply unit 11 increases or decreases from the start of measurement according to the charging current and discharging current given by the predetermined current profile can be calculated based on the amount of charging current and the amount of discharging current, i.e., i(t). Furthermore, VOC (t), which shows the OCV of the power supply unit 11 at a certain point (t) after the predetermined current profile has been applied, can be considered to correspond to the SOC of the power supply unit 11 at that point (t). Therefore, VOC(t) can be derived by calculating the SOC of the power supply unit 11 at a certain point (t) based on i(t) and identifying the OCV corresponding to the calculated SOC from the SOC-OCV data to be reproduced by the equivalent circuit model 1.

なお、真値の取得に際しては、所定の電流プロファイルが与えられる間に都度OCVが測定されているわけではないし、そのようなOCVの実測値が再現対象に関するデータに含まれているわけではない。一方、等価回路モデル1では実際の二次電池に対する充放電を行うわけではないシミュレーションであることを考慮し、所定の電流プロファイルが与えられる間に生じるOCVの変化が、VOC(t)として導出される。すなわち、VOC(t)は、特定の時点(t)における電源部11のSOCに対応したOCVであって、あくまでSOC-OCVデータに対応しているに過ぎない。言い換えれば、等価回路モデル1に所定の電流プロファイルが与えられることによって「二次電池の充電も放電も行われていない状態」が十分経過しないことによる「OCVを測定するのに適当でない条件」が成立していることについては、VOC(t)の導出に際しては無視される。 It should be noted that, in obtaining the true value, the OCV is not measured each time a predetermined current profile is given, nor are such measured OCV values included in the data related to the object of reproduction. On the other hand, considering that the equivalent circuit model 1 is a simulation that does not actually perform charging and discharging of a secondary battery, the change in OCV that occurs while a predetermined current profile is given is derived as VOC (t). That is, VOC (t) is the OCV corresponding to the SOC of the power supply unit 11 at a specific time (t), and merely corresponds to the SOC-OCV data. In other words, the fact that the "state in which neither charging nor discharging of the secondary battery is performed" does not elapse sufficiently when a predetermined current profile is given to the equivalent circuit model 1, resulting in "conditions that are not suitable for measuring OCV", is ignored when deriving VOC (t).

次に、電圧VNLについて説明する。図1を参照して説明したように、電圧VNLは、非線形抵抗部12の非線形抵抗成分に応じて生じる電圧降下によって降下する電圧を示す。ここで、i(t)と、VNL(t)と、の関係は、以下の式(2)で表せる。すなわち、式(2)におけるVNL(t)は、ある時点(t)における電圧VNLの値を示す。
Next, we will explain the voltage VNL . As explained with reference to Figure 1, the voltage VNL represents the voltage drop caused by the voltage drop that occurs in accordance with the nonlinear resistance component of the nonlinear resistance section 12. Here, the relationship between i(t) and VNL (t) can be expressed by the following equation (2). That is, VNL (t) in equation (2) represents the value of the voltage VNL at a certain time (t).

式(2)は、バトラーボルマーの式である。式(2)におけるexpは、eを底とする数値のべき乗を示す関数である。ここで、eは、ネイピア数である。また、式(2)におけるFは、ファラデー定数である。ファラデー定数は、電子の物質量あたり電荷(の絶対値)にあたる物理定数である。また、式(2)におけるRは、気体定数である。気体定数は、理想気体の状態方程式における定数として導入される物理定数である。また、式(2)におけるθは、等価回路モデル1が再現する電池の絶対温度である。θには、再現対象に関するデータに含まれる再現対象の温度に対応する値が反映される。なお、θは絶対温度(単位:ケルビン)であるので、上述したセルシウス温度による再現対象の温度は、絶対温度に変換されてθに代入される。無論、再現対象に関するデータに含める再現対象の温度を予め絶対温度にしてもよい。Equation (2) is the Butler-Bolmer equation. In equation (2), exp is a function that represents a power of a number with base e, where e is Napier's number. Also, F in equation (2) is the Faraday constant. The Faraday constant is a physical constant that represents the charge (absolute value) per unit amount of electrons. Also, R in equation (2) is the gas constant. The gas constant is a physical constant introduced as a constant in the ideal gas law. Also, θ in equation (2) is the absolute temperature of the battery reproduced by equivalent circuit model 1. θ reflects the value corresponding to the temperature of the reproduced object included in the data relating to the reproduced object. Since θ is absolute temperature (unit: Kelvin), the temperature of the reproduced object in Celsius temperature as described above is converted to absolute temperature and substituted into θ. Of course, the temperature of the reproduced object to be included in the data relating to the reproduced object may be converted to absolute temperature beforehand.

式(2)におけるiは、上述した通り、交換電流を示す。交換電流は、リチウムイオン電池のような二次電池の充電も放電も行われていない無負荷時に正負極の各電極と電解質溶液との間での生じる電解質溶液中の反応物の脱挿入によって生じる電池内部の電流をさす。リチウムイオン電池の場合、反応物はリチウムイオンである。iの値は、交換電流の大きさを示す。 In equation (2), i₀ represents the exchange current, as described above. The exchange current refers to the internal current generated by the insertion and removal of reactants in the electrolyte solution between the positive and negative electrodes and the electrolyte solution when there is no load, such as when a secondary battery like a lithium-ion battery is neither charging nor discharging. In the case of a lithium-ion battery, the reactant is lithium ions. The value of i₀ indicates the magnitude of the exchange current.

式(2)におけるαは、上述した通り、電荷移動係数を示す。αは、概ね0から1の範囲内の値を取る。αが0.5である電池は、充電反応の生じやすさと放電反応の生じやすさとが等しいことを示す。実際のリチウムイオン電池は、充電反応の生じやすさと放電反応の生じやすさとが必ずしも等しくなく、αの値が0により近いほど充電反応がより生じやすいことを示し、αの値が1により近いほど放電反応がより生じやすいことを示す。As mentioned above, α in equation (2) represents the charge transfer coefficient. α generally takes a value within the range of 0 to 1. A battery with α = 0.5 indicates that the ease of charging and discharging reactions are equal. In actual lithium-ion batteries, the ease of charging and discharging reactions are not necessarily equal; the closer the value of α is to 0, the more easily charging reactions occur, and the closer the value of α is to 1, the more easily discharging reactions occur.

ところで、式(2)は、以下の式(3)と等価である。式(3)を利用することで、VNL(t)をより容易に導出できる。
By the way, equation (2) is equivalent to equation (3) below. Using equation (3), VNL (t) can be derived more easily.

式(2)及び式(3)における各種の値のうち、上述したF、Rは定数であり、θは、再現対象に関するデータに基づいて定まる。従って、α、iが定まれば、VNL(t)も定まる。iとαが適切に定められることで、等価回路モデル1が再現する再現対象、すなわち、リチウムイオン電池のような二次電池の電気的特性の傾向をより高精度に再現できる。 In equations (2) and (3), F and R are constants, and θ is determined based on data relating to the object to be reproduced. Therefore, once α and i₀ are determined, VNL (t) is also determined. By appropriately determining i₀ and α, the trend of the electrical characteristics of the object to be reproduced by the equivalent circuit model 1, i.e., secondary batteries such as lithium-ion batteries, can be reproduced with higher accuracy.

NL(t)は、数値解析を利用することで求めることができる。具体例として、実施形態1では、VNL(t)を求める数値解析のアルゴリズムとして、ニュートン・ラフソン法又は割線法が利用されるが、他のアルゴリズムが利用されてもよい。αとiを定めて式(3)の解としてのVNL(t)を逐次計算してもよいし、αとiに応じた解を示す二次元のルックアップテーブル(LUT:Look Up Table)を予め作成しておき、当該LUTを参照してVNL(t)を解析的に求めてもよい。 VNL (t) can be obtained using numerical analysis. Specifically, in Embodiment 1, the Newton-Raphson method or the secant method is used as the numerical analysis algorithm for obtaining VNL (t), but other algorithms may be used. Alternatively, VNL (t) may be calculated sequentially as a solution to equation (3) by defining α and i0 , or a two-dimensional lookup table (LUT) showing solutions corresponding to α and i0 may be created in advance, and VNL (t) may be analytically obtained by referring to the LUT.

なお、式(2)及び式(3)から、VNL(t)を求めるための逆関数を導出することもできる。当該逆関数は、以下の式(4)のように表せる。式(4)を利用することで、上述した数値解析のような解析的な手法を利用せずにVNL(t)を計算することもできる。
Furthermore, the inverse function for finding VNL (t) can be derived from equations (2) and (3). This inverse function can be expressed as shown in equation (4) below. By using equation (4), VNL (t) can also be calculated without using analytical methods such as the numerical analysis described above.

次に、電圧Vについて説明する。図1を参照して説明したように、電圧Vは、線形抵抗部13を流れる電流に応じた線形抵抗部13の両端間の電圧であり、当該電流と当該電圧とは比例する。ある時点(t)での電流がi(t)であるので、V(t)は、以下の式(5)のように表せる。式(5)のRは、上述した通り、線形抵抗部13の電気抵抗を示す。すなわち、線形抵抗部13の電気抵抗を示すRを適切に定めることで、式(5)からi(t)に応じたV(t)を計算できる。
(t)=i(t)×R・・・(5)
Next, we will explain the voltage V L. As explained with reference to Figure 1, the voltage V L is the voltage across the linear resistor 13 corresponding to the current flowing through the linear resistor 13, and the current and the voltage are proportional. Since the current at a certain point in time (t) is i(t), V L (t) can be expressed as shown in equation (5) below. As mentioned above, R L in equation (5) represents the electrical resistance of the linear resistor 13. That is, by appropriately determining R L which represents the electrical resistance of the linear resistor 13, V L (t) corresponding to i(t) can be calculated from equation (5).
V L (t)=i(t)×R L ...(5)

次に、電圧Vについて説明する。図1を参照して説明したように、電圧Vは、CPE21による電圧降下によって降下する電圧を示す。 Next, we will explain the voltage V t . As explained with reference to Figure 1, the voltage V t represents the voltage drop due to the voltage drop by CPE21.

等価回路モデル1に対してある電流プロファイルを与えた時の、任意の時間のCPE21による電圧降下は、充電時と放電時とで異なる。充電時とは、第一の端子15側から与えられて等価回路モデル1を流れて第二の端子16側に向かう方向の電流が生じる時をさす。放電時とは、第一の端子15側から与えられて等価回路モデル1の電圧VOCを電源とする電流が第一の端子15へ向かう時、すなわち、電流の方向が第二の端子16から等価回路モデル1を通過して第一の端子15側に向かう方向である時をさす。当該電流プロファイルが上述した所定の電流プロファイルであるとすると、充電時のV[nΔt]は、以下の式(6)のように表せる。また、放電時のV[nΔt]は、以下の式(7)のように表せる。
When a certain current profile is applied to the equivalent circuit model 1, the voltage drop due to CPE21 at any given time differs between charging and discharging. Charging refers to the time when a current is generated that is supplied from the first terminal 15, flows through the equivalent circuit model 1, and flows toward the second terminal 16. Discharging refers to the time when a current supplied from the first terminal 15, powered by the voltage VOC of the equivalent circuit model 1, flows toward the first terminal 15, that is, when the direction of the current is from the second terminal 16, passes through the equivalent circuit model 1, and flows toward the first terminal 15. Assuming that the current profile is the predetermined current profile described above, the V T [nΔt] during charging can be expressed as shown in equation (6) below. Also, the V T [nΔt] during discharging can be expressed as shown in equation (7) below.

式(6)及び式(7)における[nΔt]は、データの番号を示すnとサンプリング時間を示すΔtとの積を示す。例えば、上述したようにサンプリング時間が0.1秒の場合、Δt=0.1である。従って、nΔt=tとすることで、V[nΔt]=V(t)とみなせる。また、同様の考え方で、[kΔt]は、n未満のデータ番号を示すkとサンプリング時間を示すΔtとの積を示す。例えば、i[kΔt]は、kΔt時点で等価回路モデル1に流れる電流を示す。 In equations (6) and (7), [nΔt] represents the product of n, which indicates the data number, and Δt, which indicates the sampling time. For example, as mentioned above, when the sampling time is 0.1 seconds, Δt = 0.1. Therefore, by setting nΔt = t, we can consider V T [nΔt] = V T (t). Similarly, [kΔt] represents the product of k, which indicates a data number less than n, and Δt, which indicates the sampling time. For example, i [kΔt] represents the current flowing through equivalent circuit model 1 at time kΔt.

上述した通り、pとTはCPE21の特性を決める値である。このうちpは、CPE21の特性を示す指数である。pは、-1から1の範囲内の値を取る。p=1の場合、CPE21がキャパシタとして振る舞うことを示す。p=0.5の場合、CPE21がワールブルグインピーダンスとして振る舞うことを示す。p=0の場合、CPE21が電気抵抗として振る舞うことを示す。p=-1の場合、CPE21がインダクタンスとして振る舞うことを示す。また、Tの値は、pの値で示されるCPE21の振る舞いによる電気的な影響の度合いを示す定数である。従って、pとTとの組み合わせで、CPE21の電気的な特性が定まる。As mentioned above, p and T are values that determine the characteristics of CPE21. Of these, p is an index that indicates the characteristics of CPE21. p takes values in the range of -1 to 1. When p = 1, it indicates that CPE21 behaves as a capacitor. When p = 0.5, it indicates that CPE21 behaves as a Warburg impedance. When p = 0, it indicates that CPE21 behaves as an electrical resistance. When p = -1, it indicates that CPE21 behaves as an inductance. The value of T is a constant that indicates the degree of electrical influence due to the behavior of CPE21 indicated by the value of p. Therefore, the electrical characteristics of CPE21 are determined by the combination of p and T.

補足的に説明すると、リチウムイオン電池のような二次電池の充放電時の電極反応、すなわち、電極と電解質溶液との間の電気化学的な反応では、電子授受反応と拡散とが並行して発生する。電子授受反応は、電極と電解質溶液中の反応物との間で電子の移動を生じる反応である。拡散は、電解質溶液中で反応物が電極に向かって移動する反応である。ここで、電極反応の進行速度は、電子授受反応と拡散のうち遅い方の速度(律速)で定まる。電子授受反応が相対的に遅い場合と、拡散が相対的に遅い場合と、で二次電池の電気的特性は変化する。例えば、上述したワールブルグインピーダンスは、拡散がより遅い場合(拡散律速)の拡散抵抗を示す。CPE21のpとTは、このような二次電池の電気的特性を再現できるよう定められる。To elaborate, in the electrochemical reactions between the electrodes and the electrolyte solution during the charging and discharging of secondary batteries such as lithium-ion batteries, electron transfer and diffusion occur in parallel. Electron transfer is a reaction that results in the movement of electrons between the electrodes and reactants in the electrolyte solution. Diffusion is a reaction in which reactants in the electrolyte solution move toward the electrodes. Here, the rate of the electrode reaction is determined by the slower of the two rates (rate-limiting) between electron transfer and diffusion. The electrical characteristics of the secondary battery change depending on whether the electron transfer reaction is relatively slow or the diffusion is relatively slow. For example, the Warburg impedance mentioned above represents the diffusion resistance when diffusion is slower (diffusion-limited). The values of p and T in CPE21 are determined to reproduce such electrical characteristics of secondary batteries.

CPE21のpとTによっては、過渡応答部20を流れる電流の一部が、充電抵抗32又は放電抵抗42を流れることもある。具体的には、例えばp=1の場合CPEはキャパシタとして振る舞うため、RC並列回路と同様に電流の流れ始めは、CPE21にほとんどが流れ、充電抵抗32又は放電抵抗42にほとんど流れない。時間が経つにつれてCPEに流れる電流が0に近づき、ほとんどが充電抵抗32又は放電抵抗42に流れるようになる。p=0の場合CPE21は抵抗として振る舞うためCPE21と抵抗(32、42)の値に応じて電流が並列に流れる。pが0~1の間ならば、キャパシタと抵抗の両方の振る舞いをするため、CPE21と充電抵抗32又は放電抵抗42に流れる電流は、それぞれの値と、時間によって変化する。Depending on the p and T values of CPE21, a portion of the current flowing through the transient response section 20 may also flow through the charging resistor 32 or the discharging resistor 42. Specifically, for example, when p = 1, CPE behaves as a capacitor, so, similar to an RC parallel circuit, at the beginning of current flow, almost all of it flows through CPE21, and almost none flows through the charging resistor 32 or the discharging resistor 42. As time passes, the current flowing through CPE approaches 0, and almost all of it flows through the charging resistor 32 or the discharging resistor 42. When p = 0, CPE21 behaves as a resistor, so current flows in parallel with CPE21 and the resistors (32, 42) according to their respective values. When p is between 0 and 1, it behaves as both a capacitor and a resistor, so the current flowing through CPE21 and the charging resistor 32 or the discharging resistor 42 changes depending on their respective values and time.

式(6)及び式(7)におけるΓはガンマ関数を示し、正の実数xに対して以下の式(8)のように表せる。
In equations (6) and (7), Γ represents the gamma function, which can be expressed as shown in equation (8) below for a positive real number x.

式(8)に基づき、自然数nについて、以下の式(9)が成り立つ。
Γ(n)=(n-1)!・・・(9)
Based on equation (8), the following equation (9) holds for a natural number n.
Γ(n)=(n-1)! ...(9)

式(6)のRT,chは、上述した通り、充電抵抗32の電気抵抗を示す。また、式(7)のRT,disは、上述した通り、放電抵抗42の電気抵抗を示す。RT,ch、RT,dis、p、Tを適切に定めることで、式(6)、式(7)からV(t)を計算できる。 As described above, R T, ch in equation (6) represents the electrical resistance of the charging resistance 32. Also, as described above, R T, dis in equation (7) represents the electrical resistance of the discharge resistance 42. By appropriately determining R T, ch , R T, dis , p, and T, V T (t) can be calculated from equations (6) and (7).

以上、式(1)から式(9)に基づいた計算により、R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disが適切に定められることで、Vsim(t)=VOC(t)+V(t)+VNL(t)+V(t)を計算できる。 Based on the calculations from equations (1) to (9) above, R L , i 0 , α, p, T, R T, ch and R T, dis can be appropriately determined, and V sim (t) = V OC (t) + V T (t) + V NL (t) + V L (t) can be calculated.

上述した通り、実施形態1では、等価回路モデル1によるシミュレーションの結果を示す電圧応答Vsimで、電圧応答VMEASを再現することが求められる。従って、ある時点(t)の電圧応答VMEASをVMEAS(t)とすると、VMEAS(t)と、Vsim(t)とを所定の比較評価アルゴリズムで比較評価した結果を示す評価値が、所定の評価基準を満たすことが望ましい。評価値を導出するための所定の比較評価アルゴリズムとして、例えば二乗平均平方根誤差(RMSE:Root Mean Squared Error)、平均二乗誤差、平均絶対誤差等が挙げられるが、他の比較評価アルゴリズムが利用されてもよい。 As described above, in Embodiment 1, it is required that the voltage response V MEAS be reproduced by the voltage response V sim , which shows the result of the simulation using the equivalent circuit model 1. Therefore, if the voltage response V MEAS at a certain time (t) is V MEAS (t), it is desirable that the evaluation value, which shows the result of comparing V MEAS (t) and V sim (t) using a predetermined comparison evaluation algorithm, satisfies the predetermined evaluation criteria. Examples of predetermined comparison evaluation algorithms for deriving the evaluation value include the root mean square error (RMSE), mean square error, mean absolute error, etc., but other comparison evaluation algorithms may also be used.

例えば、評価値の導出方法としてRMSEが利用された場合について説明する。まず、あるR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの組み合わせが採用され、式(1)から式(9)に基づいた計算により、Vsim(t)が計算される。Vsim(t)とVMEAS(t)との比較結果を示す評価値が閾値よりも大きければ基準を満たさないとして、R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disのうち少なくとも1つ以上が変更された他の組み合わせが採用され、再度Vsim(t)が計算される。評価値がより小さく(例えば、閾値以下)になれば、Vsim(t)によってVMEAS(t)を再現できたものとみなし、当該Vsim(t)が算出されたときのR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの組み合わせが、電圧応答Vsimの算出に必要なパラメータとして確定される。当該閾値は、Vsim(t)によるVMEAS(t)の再現精度が十分に確保されるよう、予め設定される。 For example, let's explain the case where RMSE is used as a method for deriving the evaluation value. First, a certain combination of R L , i 0 , α, p, T, R T, ch, and R T, dis is adopted, and V sim (t) is calculated based on equations (1) to (9). If the evaluation value, which is the result of comparing V sim (t) and V MEAS (t), is greater than the threshold, the criterion is not met, and another combination in which at least one of R L , i 0 , α, p, T, R T, ch, and R T, dis is changed is adopted, and V sim (t) is calculated again. If the evaluation value becomes smaller (for example, below the threshold), it is considered that V sim (t) has reproduced V MEAS (t), and the combinations of R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis at the time V sim (t) is calculated are determined as parameters necessary for calculating the voltage response V sim . This threshold is set in advance to ensure sufficient accuracy in reproducing V MEAS (t) using V sim (t).

、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの組み合わせについては、最低1つ以上、望ましくは複数の組み合わせパターンが事前に準備されてデータとして用意されている。このように用意されたデータによるR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disでは基準が満たされなかった場合、R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disのうち少なくとも1つ以上が変更されて再度Vsim(t)及び評価値が計算される。ここで、R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disのうち少なくとも1つ以上を変更する仕組みとして、例えば遺伝的アルゴリズムのような進化的アルゴリズムによるものが挙げられるが、これに限られるものでなく、同様に機能する他の仕組みを採用可能である。 For the combinations of R L , i 0 , α, p, T, RT, ch, and RT , dis , at least one, preferably multiple, combination patterns are prepared in advance and provided as data. If the criteria are not met with R L , i 0 , α, p, T, RT , ch , and RT , dis using the data prepared in this way, at least one of R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis is changed and V sim (t) and the evaluation value are recalculated. Here, the mechanism for changing at least one of R L , i 0 , α, p, T, RT, ch, and RT, dis can be an evolutionary algorithm such as a genetic algorithm, but it is not limited to this, and other mechanisms that function similarly can be adopted.

図2及び図3は、電圧応答VMEASと、適切に定められたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disに応じて算出された電圧応答Vsimと、の比較例を示すグラフである。図4は、図2及び図3に示す電圧応答VMEASが得られた際に与えられる電流プロファイルによる電流の時系列変化を示すグラフである。図2及び図3のグラフにおける横軸は時間であり、縦軸は電圧である。すなわち、図2及び図3に示すグラフは、上述した所定の電流プロファイルが与えられる時間を横軸として、当該時間に生じる電圧応答による電圧を縦軸で示したものである。図3は、図2に示すグラフのうち、1025秒から1250秒の間を拡大して示したものである。 Figures 2 and 3 are graphs showing a comparative example of the voltage response V MEAS and the voltage response V sim calculated according to appropriately defined R L , i 0 , α, p, T, RT , ch and RT , dis . Figure 4 is a graph showing the time-series change of current due to the current profile given when the voltage response V MEAS shown in Figures 2 and 3 is obtained. In the graphs of Figures 2 and 3, the horizontal axis is time and the vertical axis is voltage. That is, the graphs shown in Figures 2 and 3 show the voltage due to the voltage response that occurs during the time when the predetermined current profile described above is given on the horizontal axis. Figure 3 is an enlarged view of the graph shown in Figure 2, between 1025 seconds and 1250 seconds.

図2及び図3に示すグラフにおける実線の“experiment”が電圧応答VMEASを示す。また、破線の“simulation”が電圧応答Vsimを示す。図2及び図3に示すように、電圧応答Vsimは、電圧応答VMEASと実質的に一致している。このように、適切なR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disと式(1)から式(9)に基づいた計算によって算出された電圧応答Vsimは、電圧応答VMEASを高精度に再現できる。 In the graphs shown in Figures 2 and 3, the solid line "experiment" represents the voltage response V MEAS , and the dashed line "simulation" represents the voltage response V sim . As shown in Figures 2 and 3, the voltage response V sim substantially matches the voltage response V MEAS . Thus, the voltage response V sim calculated using appropriate R L , i O , α, p, T, RT , ch and RT , dis and equations (1) to (9) can reproduce the voltage response V MEAS with high accuracy.

以上、説明した電圧応答Vsimの計算及びR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの組み合わせの確定に係る処理の流れについて、図5のフローチャートを参照して説明する。 The process for calculating the voltage response V sim and determining the combinations of R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT, dis , as described above, will be explained with reference to the flowchart in Figure 5.

図5は、実施形態1で行われる処理の流れを示すフローチャートである。まず、真値を含む再現対象に関するデータの取得が行われる(ステップS1)。具体的には、上述したように、真値として扱われる電圧応答VMEAS、当該電圧応答VMEASが得られた際の条件、当該電圧応答VMEASが得られた際に再現対象に与えられた所定の電流プロファイル、再現対象のSOC-OCVデータ等が対応付けられ、再現対象に関するデータとして扱われる。 Figure 5 is a flowchart showing the processing flow performed in Embodiment 1. First, data related to the reproduction target, including the true value, is acquired (Step S1). Specifically, as described above, the voltage response V MEAS , which is treated as the true value, the conditions under which the voltage response V MEAS was obtained, a predetermined current profile given to the reproduction target when the voltage response V MEAS was obtained, the SOC-OCV data of the reproduction target, etc., are associated and treated as data related to the reproduction target.

次に、等価回路モデル1の電圧応答Vsimの算出に必要なパラメータの候補値の設定が行われる(ステップS2)。具体的には、上述したR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの組み合わせが最低1つ以上、予め候補値として用意される。 Next, candidate values for the parameters necessary for calculating the voltage response V sim of the equivalent circuit model 1 are set (step S2). Specifically, at least one combination of R L , i 0 , α, p, T, R T, ch and R T, dis described above is prepared in advance as candidate values.

次に、非線形抵抗部12の電圧降下の計算(ステップS3)、線形抵抗部13の電圧降下の計算(ステップS4)、過渡応答部20の電圧降下の計算(ステップS5)、OCVの計算(ステップS6)が順次行われる。ステップS3の処理からステップS6の処理までは、順不同であり、並行して行われてもよいし、図5に示す順序の一部又は全部を変更して行われてもよい。ステップS3の処理によって、上述した電圧VNLが計算を経て導出される。ステップS4の処理によって、上述した電圧Vが計算を経て導出される。ステップS5の処理によって、上述した電圧Vが計算を経て導出される。ステップS6の処理によって、上述した電圧VOCが計算を経て導出される。 Next, the voltage drop across the nonlinear resistance section 12 is calculated (step S3), the voltage drop across the linear resistance section 13 is calculated (step S4), the voltage drop across the transient response section 20 is calculated (step S5), and the OCV is calculated (step S6) in sequence. The processes from step S3 to step S6 can be performed in any order, in parallel, or with some or all of the order shown in Figure 5 changed. The voltage VNL described above is derived through calculation in step S3. The voltage VL described above is derived through calculation in step S4. The voltage VT described above is derived through calculation in step S5. The voltage VOC described above is derived through calculation in step S6.

ステップS3の処理からステップS6の処理の完了後、電圧応答Vsimの計算が行われる(ステップS7)。すなわち、上述した式(1)に基づき、電圧VNL、電圧V、電圧V、電圧VOCの足し合わせによる電圧応答Vsimの計算が行われる。 After the processing from step S3 to step S6 is completed, the voltage response V sim is calculated (step S7). That is, based on equation (1) described above, the voltage response V sim is calculated by summing the voltages V NL , V L , V T , and V OC .

ステップS7の処理後、計算値と真値との比較評価としての評価値の導出が行われる(ステップS8)。具体的には、ステップS7の処理による計算で得られた電圧応答Vsimを計算値とし、計算値と真値とを上述した所定の比較評価アルゴリズムで比較評価した結果を示す評価値が導出される。 After the processing in step S7, an evaluation value is derived as a comparative evaluation between the calculated value and the true value (step S8). Specifically, the voltage response V sim obtained from the calculation in step S7 is used as the calculated value, and an evaluation value is derived that shows the result of comparing the calculated value and the true value using the predetermined comparative evaluation algorithm described above.

ステップS8の処理後、評価値が基準を満たすか、判定が行われる(ステップS9)。例えば、上述したように所定の比較評価アルゴリズムがRMSEである場合、評価値が閾値以下であれば評価値が基準を満たすと判定され(ステップS9;Yes)、評価値が閾値よりも大きければ基準を満たさないと判定される(ステップS9;No)。After processing in step S8, a determination is made as to whether the evaluation value meets the criteria (step S9). For example, if the predetermined comparison evaluation algorithm is RMSE as described above, if the evaluation value is less than or equal to the threshold, it is determined that the evaluation value meets the criteria (step S9; Yes), and if the evaluation value is greater than the threshold, it is determined that the criteria are not met (step S9; No).

ステップS9の処理で評価値が基準を満たさないと判定された場合(ステップS9;No)、ステップS2の処理に移行する。2回目以降のステップS2の処理では、候補値の再設定が行われる。候補値の再設定では、上述した遺伝的アルゴリズム等の仕組みに基づき、R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disのうち少なくとも1つ以上を変更する処理が行われる。 If the evaluation value is determined to not meet the criteria in step S9 (step S9; No), the process proceeds to step S2. In the second and subsequent steps of step S2, the candidate values are reset. In resetting the candidate values, at least one of the following is changed based on the mechanism of the genetic algorithm described above: R L , i 0 , α, p, T, RT, ch, and RT , dis .

ステップS9の処理で評価値が基準を満たすと判定された場合(ステップS9;Yes)、最新のステップS2の処理によって採用された候補値としてのR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disが、電圧応答Vsimの算出に必要なパラメータとして確定される(ステップS10)。 If the evaluation value is determined to meet the criteria in step S9 (step S9; Yes), the candidate values R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis adopted in the latest step S2 are determined as parameters necessary for calculating the voltage response V sim (step S10).

次に、図5を参照して説明した処理を行う構成例について、図6及び図7を参照して説明する。Next, an example configuration for the processing described with reference to Figure 5 will be explained with reference to Figures 6 and 7.

図6は、シミュレーション装置50の構成を示すブロック図である。シミュレーション装置50は、データ保存部51、パラメータ入力部52、電圧計算部60、電圧比較部54及びパラメータ再計算部55を備える。Figure 6 is a block diagram showing the configuration of the simulation device 50. The simulation device 50 includes a data storage unit 51, a parameter input unit 52, a voltage calculation unit 60, a voltage comparison unit 54, and a parameter recalculation unit 55.

データ保存部51は、外部からシミュレーション装置50へ入力されるデータ及び電圧比較部54が出力したデータを保存する。外部からシミュレーション装置50へ入力されるデータとは、上述した再現対象に関するデータ及び予め用意されたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの組み合わせを最低1つ以上示す候補値データである。パラメータ入力部52は、データ保存部51に保存されたデータを読み出して電圧計算部60へ出力する。 The data storage unit 51 stores data input to the simulation device 50 from an external source and data output by the voltage comparison unit 54. The data input to the simulation device 50 from an external source includes the data related to the object to be reproduced as described above, and candidate value data that shows at least one combination of R L , i 0 , α, p, T, RT, ch and RT, dis prepared in advance. The parameter input unit 52 reads the data stored in the data storage unit 51 and outputs it to the voltage calculation unit 60.

図7は、電圧計算部60の構成及び電圧計算部60の入出力を示すブロック図である。電圧計算部60は、非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62、過渡応答部電圧計算部63、OCV計算部64及び電圧応答計算部65を備える。Figure 7 is a diagram showing the configuration and input/output of the voltage calculation unit 60. The voltage calculation unit 60 comprises a nonlinear resistance voltage calculation unit 61, a linear resistance voltage calculation unit 62, a transient response voltage calculation unit 63, an OCV calculation unit 64, and a voltage response calculation unit 65.

非線形抵抗部電圧計算部61は、電圧VNLを導出するための計算を行う。線形抵抗部電圧計算部62は、電圧Vを導出するための計算を行う。過渡応答部電圧計算部63は、電圧Vを導出するための計算を行う。OCV計算部64は、電圧VOCを導出するための計算を行う。非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62、過渡応答部電圧計算部63及びOCV計算部64が行う計算では、必要に応じて、パラメータ入力部52から電圧計算部60へ入力された候補値データが示すR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの各々の値や、再現対象に関するデータに含まれる所定の電流プロファイルが示すi(t)、SOC-OCVデータの参照等が行われる。 The nonlinear resistance voltage calculation unit 61 performs calculations to derive the voltage VNL . The linear resistance voltage calculation unit 62 performs calculations to derive the voltage VL . The transient response voltage calculation unit 63 performs calculations to derive the voltage VT . The OCV calculation unit 64 performs calculations to derive the voltage VOC . In the calculations performed by the nonlinear resistance voltage calculation unit 61, the linear resistance voltage calculation unit 62, the transient response voltage calculation unit 63, and the OCV calculation unit 64, the values of RL , i0 , α, p, T, RT, ch, and RT , dis indicated by the candidate value data input from the parameter input unit 52 to the voltage calculation unit 60 are referenced as needed, as well as i(t) indicated by a predetermined current profile included in the data related to the data to be reproduced, and SOC-OCV data.

電圧応答計算部65は、非線形抵抗部電圧計算部61の計算によって導出された電圧VNLと、線形抵抗部電圧計算部62の計算によって導出された電圧Vと、過渡応答部電圧計算部63の計算によって導出された電圧Vと、OCV計算部64の計算によって導出された電圧VOCと、を足し合わせて電圧応答Vsimを導出する計算を行う。電圧応答計算部65は、導出された電圧応答Vsimを示すデータと、再現対象に関するデータに含まれる電圧応答VMEASを示すデータと、と、を電圧比較部54へ出力する。なお、電圧応答VMEASを示すデータは、非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62、過渡応答部電圧計算部63、OCV計算部64のうち少なくとも1つ以上を経由して電圧応答計算部65へ転送される。 The voltage response calculation unit 65 calculates the voltage response V sim by adding together the voltage V NL derived by the calculation of the nonlinear resistance voltage calculation unit 61, the voltage V L derived by the calculation of the linear resistance voltage calculation unit 62, the voltage V T derived by the calculation of the transient response voltage calculation unit 63, and the voltage V OC derived by the calculation of the OCV calculation unit 64. The voltage response calculation unit 65 outputs data showing the derived voltage response V sim and data showing the voltage response V MEAS included in the data related to the reproduction target to the voltage comparison unit 54. The data showing the voltage response V MEAS is transferred to the voltage response calculation unit 65 via at least one of the nonlinear resistance voltage calculation unit 61, the linear resistance voltage calculation unit 62, the transient response voltage calculation unit 63, and the OCV calculation unit 64.

電圧比較部54は、電圧応答計算部65から入力されたデータが示す電圧応答Vsimと電圧応答VMEASとを比較評価し、評価値を導出して評価値に基づいた判定を行う。すなわち、電圧比較部54の判定によって、当該電圧応答Vsimの計算に用いられたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを電圧応答Vsimの算出に必要なパラメータとして確定するかが決定される。当該電圧応答Vsimの計算に用いられたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを電圧応答Vsimの算出に必要なパラメータとして確定させる判定が行われた場合、電圧比較部54は、そのことを示すデータをデータ保存部51へ出力する。データ保存部51は、電圧応答Vsimの算出に必要なパラメータとして確定されたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを、候補値とは識別可能に保存する。一方、当該電圧応答Vsimの計算に用いられたR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを電圧応答Vsimの算出に必要なパラメータとして確定させない判定が行われた場合、そのことを示すデータ及び最新のR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを示すデータをパラメータ再計算部55へ出力する。 The voltage comparison unit 54 compares and evaluates the voltage response V sim and voltage response V MEAS indicated by the data input from the voltage response calculation unit 65, derives an evaluation value, and makes a decision based on the evaluation value. That is, the voltage comparison unit 54 determines whether R L , i 0 , α, p, T, RT , ch and RT, dis used in the calculation of the voltage response V sim are to be confirmed as parameters necessary for calculating the voltage response V sim . If the determination is made to confirm R L , i 0 , α, p, T, RT , ch and RT, dis used in the calculation of the voltage response V sim as parameters necessary for calculating the voltage response V sim , the voltage comparison unit 54 outputs data indicating this to the data storage unit 51. The data storage unit 51 stores R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis , which have been determined as parameters necessary for calculating the voltage response V sim , in a manner that they can be distinguished from candidate values. On the other hand, if it is determined that R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis , which were used in the calculation of the voltage response V sim , are not to be determined as parameters necessary for calculating the voltage response V sim , data indicating this determination and data showing the latest R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis are output to the parameter recalculation unit 55.

パラメータ再計算部55は、R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの再設定を行う。パラメータ再計算部55によるR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disの再設定後、パラメータ入力部52は、パラメータ再計算部55が再設定したR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを電圧計算部60へ出力する。 The parameter recalculation unit 55 resets R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis . After the parameter recalculation unit 55 resets R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis , the parameter input unit 52 outputs the R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis reset by the parameter recalculation unit 55 to the voltage calculation unit 60.

図5を参照して説明した処理のうち、ステップS1の処理と、最初のステップS2の処理と、はデータ保存部51に対するデータの入力によって行われる。また、ステップS3の処理は、非線形抵抗部電圧計算部61によって行われる。また、ステップS4の処理は、線形抵抗部電圧計算部62によって行われる。また、ステップS5の処理は、過渡応答部電圧計算部63によって行われる。また、ステップS6の処理は、OCV計算部64によって行われる。また、ステップS7の処理は、電圧応答計算部65によって行われる。また、ステップS8の処理及びステップS9の処理は、電圧比較部54によって行われる。ステップS9の処理で評価値が基準を満たさないと判定された場合(ステップS9;No)に行われるステップS2の処理は、パラメータ再計算部55によって行われる。ステップS10の処理は、電圧比較部54、データ保存部51によって行われる。Of the processes described with reference to Figure 5, the process in step S1 and the first step S2 are performed by inputting data to the data storage unit 51. The process in step S3 is performed by the nonlinear resistance voltage calculation unit 61. The process in step S4 is performed by the linear resistance voltage calculation unit 62. The process in step S5 is performed by the transient response voltage calculation unit 63. The process in step S6 is performed by the OCV calculation unit 64. The process in step S7 is performed by the voltage response calculation unit 65. The processes in steps S8 and S9 are performed by the voltage comparison unit 54. If the evaluation value is determined not to meet the criteria in the process in step S9 (step S9; No), the process in step S2 is performed by the parameter recalculation unit 55. The process in step S10 is performed by the voltage comparison unit 54 and the data storage unit 51.

なお、データ保存部51、パラメータ入力部52、電圧計算部60、電圧比較部54、パラメータ再計算部55は、それぞれ個別の回路又は複数の回路の組み合わせ等によって実現されてもよいし、これらの一部又は全部の機能を統合した1つの回路によって実現されてもよい。また、後述する図13のように、いわゆるソフトウェア処理で図7に示す構成と同様の機能が実現されてもよい。Furthermore, the data storage unit 51, parameter input unit 52, voltage calculation unit 60, voltage comparison unit 54, and parameter recalculation unit 55 may each be implemented by individual circuits or combinations of multiple circuits, or they may be implemented by a single circuit integrating some or all of these functions. Also, as shown in Figure 13 later, similar functions to those shown in Figure 7 may be implemented by so-called software processing.

(実施形態2)
次に、実施形態2について説明する。実施形態2では、電圧応答Vsimの計算に必要なパラメータとしてのR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disが、実施形態1によって予め確定されているものとする。すなわち、実施形態2では、等価回路モデル1が既に再現対象を再現できる環境が整っていることを前提とする。実施形態2は、係る等価回路モデル1によって、任意の条件下での電圧応答をシミュレーションするものである。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 will be described. In Embodiment 2, it is assumed that the parameters R L , i 0 , α, p, T, R T, ch, and R T, dis , which are necessary for calculating the voltage response V sim, are predetermined by Embodiment 1. In other words, Embodiment 2 assumes that the equivalent circuit model 1 is already in an environment where it can reproduce the target of reproduction. Embodiment 2 simulates the voltage response under arbitrary conditions using the equivalent circuit model 1.

図8は、シミュレーション装置70の構成を示すブロック図である。シミュレーション装置70は、入力部71、SOC取得部72、データ保持部80、非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62、過渡応答部電圧計算部63、OCV計算部64、電圧応答計算部65及び出力部75を備える。Figure 8 is a block diagram showing the configuration of the simulation device 70. The simulation device 70 comprises an input unit 71, an SOC acquisition unit 72, a data holding unit 80, a nonlinear resistance voltage calculation unit 61, a linear resistance voltage calculation unit 62, a transient response voltage calculation unit 63, an OCV calculation unit 64, a voltage response calculation unit 65, and an output unit 75.

入力部71は、データ保持部80に保存されるデータの入力を受け付ける。データ保持部80に保存されるデータとは、後述するSOC-OCVデータ81及びパラメータ82である。また、入力部71は、実施形態2で等価回路モデル1に対して与えられる、シミュレーション条件に関するデータの入力を受け付ける。The input unit 71 receives input of data to be stored in the data storage unit 80. The data stored in the data storage unit 80 is the SOC-OCV data 81 and parameters 82, which will be described later. The input unit 71 also receives input of data related to the simulation conditions that are given to the equivalent circuit model 1 in Embodiment 2.

図9は、シミュレーション条件に関するデータの例を示す図である。シミュレーション条件に関するデータは、初期条件と、サンプリング時間単位で変化する変化条件と、を含む。Figure 9 shows an example of data related to simulation conditions. The data includes initial conditions and variable conditions that change in units of sampling time.

図9の例では、シミュレーション条件に関するデータは、4つのカラム(「時間」、「電流」、「電圧」、「温度」)を有するテーブル形式のデータである。シミュレーション条件に関するデータに含まれる複数のレコードは、それぞれ「時間」のフィールドに設定された値が異なる。「時間」のフィールドに設定された値が「0」であるものが初期条件を示すレコードである。また、「時間」のフィールドに設定された値が「0」でないものが変化条件を示すレコードである。図9の例では、実施形態1で例示したものと同様の0.1秒がサンプリング時間として採用されている。In the example in Figure 9, the data related to the simulation conditions is in a table format with four columns ("Time", "Current", "Voltage", and "Temperature"). Multiple records included in the data related to the simulation conditions each have a different value set in the "Time" field. Records with a value of "0" in the "Time" field represent the initial conditions. Records with a value other than "0" in the "Time" field represent the changing conditions. In the example in Figure 9, 0.1 seconds is used as the sampling time, similar to that exemplified in Embodiment 1.

「時間」のフィールドに設定された値が「0」であるということは、実施形態1におけるt=0と同義である。言い換えれば、図9に示すテーブルにおける「時間」の値は、実施形態1におけるtの値を示す。従って、初期条件は、t=0の状態を示す。初期条件は、「電流」、「電圧」及び「温度」の各々のフィールドに値が設定されている。A value of "0" in the "Time" field is equivalent to t=0 in Embodiment 1. In other words, the "Time" value in the table shown in Figure 9 represents the value of t in Embodiment 1. Therefore, the initial condition represents the state of t=0. The initial condition has values set in the respective fields of "Current," "Voltage," and "Temperature."

図9に示すテーブルにおける「電流」の値は、等価回路モデル1に外部から与えられる電流を示す。言い換えれば、「電流」の値は、実施形態1におけるi(t)の値を示す。従って、シミュレーション条件に関するデータにおける「電流」の値が、実施形態2における電流プロファイルとして機能する。なお、実施形態1における所定の電流プロファイルも、実質的に同様のデータであるといえる。所定の電流プロファイルは、電流情報として機能する。例えば、図9の例では、初期条件の「電流」の値、すなわち、i(0)は、0アンペアである。また、「電圧」の値は、等価回路モデル1の電圧応答、すなわち、Vsim(t)を示す。初期条件における「電圧」の値は、二次電池の初期電圧を示す電圧情報として機能する。図9に示す例では、Vsim(0)は、3.6ボルトである。また、「温度」の値は、等価回路モデル1によって再現される二次電池の温度を示す。従って、図9に示す例では、等価回路モデル1によって再現される二次電池の初期温度は、セルシウス温度で25℃である。「温度」の値は、二次電池の温度を示す温度情報として機能する。 The "Current" value in the table shown in Figure 9 represents the current supplied to the equivalent circuit model 1 from an external source. In other words, the "Current" value represents the value of i(t) in Embodiment 1. Therefore, the "Current" value in the data related to the simulation conditions functions as the current profile in Embodiment 2. It can be said that the predetermined current profile in Embodiment 1 is substantially the same data. The predetermined current profile functions as current information. For example, in the example in Figure 9, the "Current" value under the initial conditions, i.e., i(0), is 0 amperes. The "Voltage" value represents the voltage response of the equivalent circuit model 1, i.e., V sim (t). The "Voltage" value under the initial conditions functions as voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery. In the example shown in Figure 9, V sim (0) is 3.6 volts. The "Temperature" value represents the temperature of the secondary battery reproduced by the equivalent circuit model 1. Therefore, in the example shown in Figure 9, the initial temperature of the secondary battery reproduced by the equivalent circuit model 1 is 25°C in Celsius. The "Temperature" value functions as temperature information indicating the temperature of the secondary battery.

変化条件が示すものは、実施形態1における所定の電流プロファイルに相当する。図9の例では、「時間」が0.1秒である時点での電流が0.5アンペアであり、「時間」が0.2秒である時点での電流が0.6アンペアであることが示されている。従って、図9のデータが示す変化条件は、i(0.1)=0.5、i(0.2)=0.6、であることを示している。図9では、「時間」が0.3以降についての図示が省略されているが、実際には0.3秒時点以降の電流も変化条件に含まれていてよい。The change conditions indicate a predetermined current profile in Embodiment 1. In the example in Figure 9, it is shown that the current at time 0.1 seconds is 0.5 amperes, and the current at time 0.2 seconds is 0.6 amperes. Therefore, the change conditions indicated by the data in Figure 9 are i(0.1) = 0.5 and i(0.2) = 0.6. In Figure 9, the illustration for time 0.3 and beyond is omitted, but in reality, the current at time 0.3 seconds and beyond may also be included in the change conditions.

シミュレーション条件に関するデータにおける「電流」は、充電電流をプラス、放電電流をマイナスで設定するか又はその逆に設定する等、充放電で符号を反対にすることが望ましい。また、「温度」は、等価回路モデル1によって再現される二次電池の電池表面温度として想定された温度であることが望ましい。なお、図9を参照した説明では、「温度」が初期条件のみ設定されているが、所定の電流プロファイルが与えられる時間内に温度変化が生じることが考慮されたシミュレーションが行われる場合、変化条件に含まれるレコードの一部又は全部に「温度」が設定されてもよい。In the data related to the simulation conditions, it is desirable to set the sign of "current" to be opposite for charging and discharging, such as setting the charging current to positive and the discharging current to negative, or vice versa. Furthermore, it is desirable that "temperature" be the temperature assumed to be the battery surface temperature of the secondary battery reproduced by equivalent circuit model 1. Note that in the explanation referring to Figure 9, "temperature" is set only for the initial conditions, but if a simulation is performed that takes into account temperature changes occurring within a given time for a predetermined current profile, "temperature" may be set for some or all of the records included in the change conditions.

SOC取得部72は、データ保持部80に保存されているSOC-OCVデータ81を参照し、初期条件の電圧と温度に対応したSOCを取得する。上述したように、二次電池のOCVは、当該二次電池のSOCに対応する。従って、二次電池又は二次電池を再現する等価回路モデル1のOCVが特定されていれば、OCVに対応したSOCを特定できる。SOC取得部72は、初期条件における「電圧」の値をt=0の時点での等価回路モデル1のOCVとみなし、当該等価回路モデル1のOCVに対応したSOCを特定する。SOC-OCVデータ81は、実施形態1で再現対象に関するデータに含まれていたSOC-OCVデータと同様のデータである。The SOC acquisition unit 72 refers to the SOC-OCV data 81 stored in the data holding unit 80 and acquires the SOC corresponding to the voltage and temperature under the initial conditions. As described above, the OCV of a secondary battery corresponds to the SOC of that secondary battery. Therefore, if the OCV of the secondary battery or the equivalent circuit model 1 that reproduces the secondary battery is identified, the SOC corresponding to the OCV can be identified. The SOC acquisition unit 72 considers the value of "voltage" under the initial conditions as the OCV of the equivalent circuit model 1 at time t=0 and identifies the SOC corresponding to the OCV of the equivalent circuit model 1. The SOC-OCV data 81 is the same data as the SOC-OCV data included in the data related to the object to be reproduced in Embodiment 1.

実施形態2の非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62、過渡応答部電圧計算部63、OCV計算部64及び電圧応答計算部65は、実施形態1に係る説明で図7を参照して説明した非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62、過渡応答部電圧計算部63、OCV計算部64及び電圧応答計算部65と同様である。ただし、実施形態2の電圧応答計算部65は、出力を出力部75に対して行う。また、実施形態2の非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62及び過渡応答部電圧計算部63は、初期条件に含まれる「温度」の値と、SOC取得部72によって特定されたSOCの値とに対応したパラメータをパラメータ82としてデータ保持部80に記憶されたデータから参照する。以下、初期温度と記載した場合、初期条件に含まれる「温度」の値をさすものとする。OCV計算部64は、第一の計算部として機能する。線形抵抗部電圧計算部62は、第二の計算部として機能する。非線形抵抗部電圧計算部61は、第三の計算部として機能する。過渡応答部電圧計算部63は、第四の計算部として機能する。電圧応答計算部65は、第五の計算部として機能する。The nonlinear resistance voltage calculation unit 61, linear resistance voltage calculation unit 62, transient response voltage calculation unit 63, OCV calculation unit 64, and voltage response calculation unit 65 of Embodiment 2 are the same as those described with reference to Figure 7 in the description of Embodiment 1. However, the voltage response calculation unit 65 of Embodiment 2 outputs to the output unit 75. In addition, the nonlinear resistance voltage calculation unit 61, linear resistance voltage calculation unit 62, transient response voltage calculation unit 63 of Embodiment 2 refer to parameters corresponding to the "temperature" value included in the initial conditions and the SOC value identified by the SOC acquisition unit 72 from the data stored in the data holding unit 80 as parameter 82. Hereinafter, when "initial temperature" is mentioned, it refers to the "temperature" value included in the initial conditions. The OCV calculation unit 64 functions as the first calculation unit. The linear resistance voltage calculation unit 62 functions as a second calculation unit. The nonlinear resistance voltage calculation unit 61 functions as a third calculation unit. The transient response voltage calculation unit 63 functions as a fourth calculation unit. The voltage response calculation unit 65 functions as a fifth calculation unit.

図10は、線形抵抗部13の電気抵抗を示すRと、初期温度と、SOCと、の関係を示す図である。図11は、CPE21の特性を決める値の1つであるpと、初期温度と、SOCと、の関係を示す図である。図10及び図11における縦方向の変数パラメータである「温度」が、初期温度に対応する。また、図10及び図11における縦方向の変数パラメータである「SOC」が、SOC取得部72によって特定されたSOCの値に対応する。 Figure 10 shows the relationship between R L , which represents the electrical resistance of the linear resistance section 13, the initial temperature, and the SOC. Figure 11 shows the relationship between p, one of the values that determine the characteristics of the CPE 21, the initial temperature, and the SOC. In Figures 10 and 11, the vertical variable parameter "temperature" corresponds to the initial temperature. Also, in Figures 10 and 11, the vertical variable parameter "SOC" corresponds to the SOC value identified by the SOC acquisition unit 72.

図10及び図11に示すデータは、パラメータ82に含まれるデータであり、いわゆるLUTである。初期温度とSOCに応じてパラメータが変わり得ることを示している。例えば、初期温度がセルシウス温度で25℃であり、かつ、SOC取得部72によって特定されたSOCの値が50パーセントである場合、線形抵抗部電圧計算部62は、図10に示すLUTにおいて「温度」が25であり、かつ、「SOC」が50であるフィールドの値をRの値として採用する。また、この場合、過渡応答部電圧計算部63は、図11に示すLUTにおいて「温度」が25であり、かつ、「SOC」が50であるフィールドの値をpの値として採用する。 The data shown in Figures 10 and 11 are data included in parameter 82, and are so-called LUTs. This shows that the parameters can change depending on the initial temperature and SOC. For example, if the initial temperature is 25°C in Celsius temperature and the SOC value identified by the SOC acquisition unit 72 is 50 percent, the linear resistance voltage calculation unit 62 adopts the value of the field in the LUT shown in Figure 10 where "temperature" is 25 and "SOC" is 50 as the value of R L. In this case, the transient response voltage calculation unit 63 adopts the value of the field in the LUT shown in Figure 11 where "temperature" is 25 and "SOC" is 50 as the value of p.

、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disのうち、図10及び図11を参照してRとpに関する説明を行ったが、他のパラメータについても同様に初期温度及びSOCに対応したパラメータの値が採用される。それぞれ異なる初期温度及びSOCに対応したパラメータの値の確定は、実施形態1で、それぞれ異なる初期温度及びSOCに対応した再現対象に関するデータを取得して行われる。このようにして予め取得されたデータが、パラメータ82として、上述したSOC-OCVデータ81と併せて、入力部71を介して入力され、データ保持部80に保存される。 Of the parameters R L , i 0 , α, p, T, RT, ch, and RT, dis , R L and p have been explained with reference to Figures 10 and 11, but similarly, the values of the parameters corresponding to the initial temperature and SOC are adopted for the other parameters as well. The determination of the parameter values corresponding to different initial temperatures and SOCs is performed in Embodiment 1 by acquiring data related to the reproducible target corresponding to different initial temperatures and SOCs. The data acquired in this way is input as parameter 82 together with the SOC-OCV data 81 described above via the input unit 71 and stored in the data holding unit 80.

出力部75は、電圧応答計算部65が出力した電圧応答Vsimを示すデータを、シミュレーション条件に関するデータに対応するシミュレーション結果として出力する。 The output unit 75 outputs data showing the voltage response V sim output by the voltage response calculation unit 65 as a simulation result corresponding to the data related to the simulation conditions.

なお、実施形態2の非線形抵抗部電圧計算部61は、予め特定済みのαとiに応じた電圧VNLの解を事前に求めておき、αとiとの組み合わせ対応した電圧VNLを示す二次元のLUTを非線形抵抗部電圧計算部61又は非線形抵抗部電圧計算部61から参照可能なデータ保持部80に保存しておくことで、電圧VNLを解析的に求めることができる。 In the second embodiment, the nonlinear resistance voltage calculation unit 61 pre-determines solutions for the voltage VNL corresponding to predetermined α and i0 , and stores a two-dimensional LUT representing the voltage VNL corresponding to the combination of α and i0 in the nonlinear resistance voltage calculation unit 61 or in a data holding unit 80 that can be referenced from the nonlinear resistance voltage calculation unit 61, thereby enabling the voltage VNL to be determined analytically.

なお、入力部71、SOC取得部72、データ保持部80、非線形抵抗部電圧計算部61、線形抵抗部電圧計算部62、過渡応答部電圧計算部63、OCV計算部64、電圧応答計算部65、出力部75は、それぞれ個別の回路又は複数の回路の組み合わせ等によって実現されてもよいし、これらの一部又は全部の機能を統合した1つの回路によって実現されてもよい。また、後述する図13のように、いわゆるソフトウェア処理で図7に示す構成と同様の機能が実現されてもよい。Furthermore, the input unit 71, SOC acquisition unit 72, data holding unit 80, nonlinear resistance unit voltage calculation unit 61, linear resistance unit voltage calculation unit 62, transient response unit voltage calculation unit 63, OCV calculation unit 64, voltage response calculation unit 65, and output unit 75 may each be implemented by individual circuits or combinations of multiple circuits, or they may be implemented by a single circuit integrating some or all of these functions. In addition, as shown in Figure 13 later, the same functions as those shown in Figure 7 may be implemented by so-called software processing.

以上、説明した実施形態2で行われる処理の流れについて、図12のフローチャートを参照して説明する。The processing flow performed in Embodiment 2, as described above, will now be explained with reference to the flowchart in Figure 12.

図12は、実施形態2で行われる処理の流れを示すフローチャートである。まず、モデルに関するパラメータの入力が行われる(ステップS21)。具体的には、上述したSOC-OCVデータ81及びパラメータ82が、入力部71を介してシミュレーション装置70へ入力され、データ保持部80に保存される。Figure 12 is a flowchart showing the processing flow performed in Embodiment 2. First, parameters related to the model are input (step S21). Specifically, the SOC-OCV data 81 and parameters 82 described above are input to the simulation device 70 via the input unit 71 and stored in the data holding unit 80.

次に、シミュレーション条件に関するデータの入力が行われる(ステップS22)。例えば、図9を参照して説明したような、初期条件及び変化条件を示すデータが入力部71を介してシミュレーション装置70へ入力される。Next, data related to the simulation conditions is input (step S22). For example, data indicating the initial conditions and change conditions, as explained with reference to Figure 9, is input to the simulation device 70 via the input unit 71.

次に、ステップS22の処理で入力されたシミュレーション条件に関するデータに含まれる初期条件に基づいたOCVの特定が行われる(ステップS23)。具体的には、SOC取得部72が、SOC-OCVデータ81を参照し、初期条件が示す「電圧」の値に対応するOCVを特定する。Next, in step S22, the OCV is identified based on the initial conditions included in the simulation condition data entered (step S23). Specifically, the SOC acquisition unit 72 refers to the SOC-OCV data 81 and identifies the OCV corresponding to the "voltage" value indicated by the initial conditions.

ステップS23の処理後、実施形態1と同様、ステップS3の処理、ステップS4の処理、ステップS5の処理、ステップS6の処理及びステップS7の処理が行われる。これによって、ステップS21の処理で入力されたモデルに関するパラメータと、ステップS22の処理で入力されたシミュレーション条件に関するデータと、の組み合わせに応じた電圧応答Vsimが計算される。 After the processing in step S23, the processing in steps S3, S4, S5, S6, and S7 is performed in the same manner as in Embodiment 1. This calculates the voltage response V sim according to the combination of the model parameters input in step S21 and the simulation condition data input in step S22.

ステップS7の処理後、出力部75が、電圧応答計算部65によって計算された電圧応答Vsimを出力する(ステップS29)。 After the processing in step S7, the output unit 75 outputs the voltage response V sim calculated by the voltage response calculation unit 65 (step S29).

以上、実施形態2によれば、等価回路モデル1を用いて二次電池の電圧応答(電圧応答Vsim)を計算するに際し、等価回路モデル1の電気的特性を示すパラメータ(R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,dis)を取得するステップと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間(Δt)で区切った複数の時点の電流(i(t))を示す電流情報と、二次電池の初期電圧(Vsim(0))を示す電圧情報と、二次電池の温度を示す温度情報(例えば、上述した初期温度)と、を取得するステップと、当該電圧情報から二次電池のSOCを特定するステップと、特定されたSOC及び当該電流情報を用いてOCV(電圧VOC)を計算するステップと、当該電流情報及び当該パラメータを用いて等価回路モデル1に含まれる線形抵抗成分(線形抵抗部13)による第一の電圧降下(電圧V)を計算するステップと、当該電流情報、当該温度情報及び当該パラメータを用いて等価回路モデル1に含まれる非線形抵抗成分(非線形抵抗部12)による第二の電圧降下(電圧VNL)を計算するステップと、当該電流情報及び当該パラメータを用いて等価回路モデル1に含まれる過渡応答成分(過渡応答部20)による第三の電圧降下(電圧V)を計算するステップと、当該OCV、当該第一の電圧降下、当該第二の電圧降下及び当該第三の電圧降下から前記電圧応答を計算するステップと、を有し、当該記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式(式(3)又は式(4))に基づいて計算され、当該第三の電圧降下は、CPE21を含む回路モデルに適用される時間領域の式(式(6)及び式(7))に基づいて計算される。 As described above, according to Embodiment 2, when calculating the voltage response (voltage response V sim ) of a secondary battery using the equivalent circuit model 1, the steps are: to acquire parameters (R L , i 0 , α, p, T, RT , ch and RT , dis ) that indicate the electrical characteristics of the equivalent circuit model 1; to acquire current information indicating the current (i(t)) at multiple time points obtained by dividing the period over which a predetermined current profile is given into multiple sampling times (Δt); to acquire voltage information indicating the initial voltage (V sim (0)) of the secondary battery; and to acquire temperature information indicating the temperature of the secondary battery (for example, the initial temperature described above); to identify the SOC of the secondary battery from the voltage information; to calculate the OCV (voltage V OC ) using the identified SOC and the current information; and to calculate the first voltage drop (voltage V L) due to the linear resistance component (linear resistance section 13) included in the equivalent circuit model 1 using the current information and the parameters. The process includes the steps of: calculating the OCV; calculating a second voltage drop (voltage VNL ) due to a nonlinear resistance component (nonlinear resistance section 12) included in the equivalent circuit model 1 using the current information, temperature information, and parameters; calculating a third voltage drop (voltage VT ) due to a transient response component (transient response section 20) included in the equivalent circuit model 1 using the current information and parameters; and calculating the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop, wherein the second voltage drop is calculated based on Butler-Volmer's equation (equation (3) or equation (4)), and the third voltage drop is calculated based on time-domain equations (equations (6) and (7)) applicable to the circuit model including CPE 21.

これによって、第三の電圧降下を、時間領域の式に基づいて計算できる。従って、所定の電流プロファイルが与えられた場合の二次電池の電圧応答を等価回路モデル1でシミュレーションすることで、時間領域の二次電池の電圧応答を求めることができる。また、過渡応答部20がCPEを含む回路モデルであることで、RC並列回路による時定数の設定に比して、より高精度に二次電池の時定数をシミュレーションできる。このように、実施形態2によれば、時間領域の二次電池の電圧応答をより高精度にシミュレーションできる。This allows the third voltage drop to be calculated based on a time-domain equation. Therefore, by simulating the voltage response of the secondary battery in the equivalent circuit model 1 when a predetermined current profile is given, the voltage response of the secondary battery in the time domain can be determined. Furthermore, because the transient response section 20 is a circuit model that includes a CPE, the time constant of the secondary battery can be simulated with higher accuracy compared to setting the time constant using an RC parallel circuit. Thus, according to Embodiment 2, the voltage response of the secondary battery in the time domain can be simulated with higher accuracy.

また、過渡応答成分(過渡応答部20)が、線形抵抗(充電抵抗32、放電抵抗42)を含む回路モデルとされ、CPE21の状態によって当該線形抵抗にも電流が流れる状態に設定されることで、二次電池で生じうる充電方向の電流と放電方向の電流との非対称性を高精度に再現できる。Furthermore, the transient response component (transient response section 20) is a circuit model that includes linear resistances (charging resistance 32, discharge resistance 42), and by setting the system so that current flows through these linear resistances depending on the state of the CPE 21, the asymmetry between the charging current and the discharge current that can occur in a secondary battery can be reproduced with high accuracy.

また、過渡応答成分(過渡応答部20)が、充電抵抗成分を表す充電抵抗32と第一のダイオード31とを直列接続した第一の要素30と、放電抵抗成分を表す放電抵抗42と第二のダイオード41とを直列接続した第二の要素40と、を含み、CPE21と第一の要素30と第二の要素40とが並列接続された回路モデルとされ、等価回路モデル1に充電電流が与えられる条件下では第二のダイオード41によって第二の要素40に電流を流さず、等価回路モデル1に放電電流が与えられる条件下では第一のダイオード31によって第一の要素30に電流を流さない状態に設定されることで、二次電池で生じうる充電方向の電流と放電方向の電流との非対称性をより高精度に再現できる。Furthermore, the transient response component (transient response section 20) includes a first element 30 formed by connecting a charging resistor 32 representing the charging resistance component and a first diode 31 in series, and a second element 40 formed by connecting a discharge resistor 42 representing the discharge resistance component and a second diode 41 in series. The circuit model is such that CPE 21, the first element 30, and the second element 40 are connected in parallel. Under conditions where a charging current is supplied to the equivalent circuit model 1, the second diode 41 prevents current from flowing through the second element 40, and under conditions where a discharge current is supplied to the equivalent circuit model 1, the first diode 31 prevents current from flowing through the first element 30. This allows for a more accurate reproduction of the asymmetry between the charging current and the discharging current that can occur in a secondary battery.

また、第二の電圧降下(電圧VNL)が、バトラーボルマーの式に含まれる係数のうち、交換電流を表す係数(i)と、電荷移動係数(α)と、に応じたLUTを参照して導出されることで、当該第二の電圧降下を解析的に求めることができる。 Furthermore, the second voltage drop (voltage V NL ) can be analytically determined by referring to the LUT corresponding to the coefficients included in the Butler-Volmer equation, namely the coefficient representing the exchange current (i 0 ) and the charge transfer coefficient (α).

また、第二の電圧降下(電圧VNL)が、バトラーボルマーの式の逆関数(式(4)参照)によって表現される、電流を変数とした式で計算されることで、解析的な手法を利用せずにVNL(t)を計算できる。 Furthermore, the second voltage drop (voltage VNL ) can be calculated using an equation with current as a variable, expressed by the inverse function of the Butler-Volmer equation (see equation (4)), thus allowing VNL (t) to be calculated without using analytical methods.

また、実施形態1によれば、所定の電流プロファイルが与えられた二次電池の電圧応答を示す真値と、当該二次電池に当該所定の電流プロファイルが与えられる前のSOCと、当該二次電池の温度と、を示す元データに基づいて、OCV(電圧VOC)、第一の電圧降下(電圧V)、第二の電圧降下(電圧VNL)及び第三の電圧降下(電圧V)から計算された電圧応答(Vsim)が真値を再現するパラメータ(R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,dis)が特定される。これによって、等価回路モデル1を用いた二次電池のシミュレーションをより高精度に行える。 Furthermore, according to Embodiment 1, based on raw data showing the true value of the voltage response of a secondary battery given a predetermined current profile, the SOC before the secondary battery was given the predetermined current profile, and the temperature of the secondary battery, parameters (R L , i 0, α, p, T, RT, ch, and RT , dis) that reproduce the true value of the voltage response (V sim ) calculated from the OCV (voltage V OC ), the first voltage drop (voltage V L ), the second voltage drop ( voltage V NL ), and the third voltage drop (voltage V T ) are identified. This makes it possible to perform simulations of the secondary battery using the equivalent circuit model 1 with higher accuracy.

さらに、実施形態1によってパラメータ(R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,dis)を予め特定しておくことで、実施形態2において電圧応答(Vsim)を計算するのに必要な演算の負荷を低減できる。すなわち、等価回路モデル1で再現された二次電池に対して任意の電流プロファイルを与えた場合の電圧応答をより迅速に得られる。加えて、各時点の電流(i(t))に対応した電圧応答(Vsim(t))をよりリアルタイムにシミュレートできる。 Furthermore, by pre-determining the parameters (R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis ) in Embodiment 1, the computational load required to calculate the voltage response (V sim ) in Embodiment 2 can be reduced. In other words, the voltage response when an arbitrary current profile is applied to the secondary battery reproduced in Equivalent Circuit Model 1 can be obtained more quickly. In addition, the voltage response (V sim (t)) corresponding to the current (i (t)) at each time point can be simulated in more real time.

さらに、実施形態1によってパラメータ(R、i、α、p、T、RT,ch及びRT,dis)を予め特定しておくことで、実質的にVsim(t)=VMEAS(t)として扱える。このため、等価回路モデル1でシミュレーションしたい二次電池のVOC(t)が不明な場合でも、式(1)におけるVOCを求める対象として、Vsim、V、VNL、Vを求めることで、逆算的にVOCを求めることができる。このようにして求められたVOCから、当該二次電池のSOCも算出可能になる。従って、電流プロファイルに応じた二次電池のSOCの応答もシミュレーションできる。 Furthermore, by pre-determining the parameters (R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT, dis ) according to Embodiment 1, V sim (t) can be treated as effectively V MEAS (t). Therefore, even if the V OC (t) of the secondary battery to be simulated in equivalent circuit model 1 is unknown, V OC can be calculated inversely by determining V sim , V L , V NL , and V T as targets for determining V OC in equation (1). From the V OC obtained in this way, the SOC of the secondary battery can also be calculated. Consequently, the SOC response of the secondary battery according to the current profile can also be simulated.

以下、いわゆるソフトウェア処理でシミュレーションを行う構成について、図13を参照して説明する。The following describes the configuration for performing simulations using so-called software processing, with reference to Figure 13.

図13は、情報処理装置90の構成を示すブロック図である。情報処理装置90は、記憶部91、演算部92、入力部93及び出力部94を備える。Figure 13 is a block diagram showing the configuration of the information processing device 90. The information processing device 90 comprises a storage unit 91, an arithmetic unit 92, an input unit 93, and an output unit 94.

記憶部91は、演算部92に読み出されるソフトウェア・プログラム及び当該ソフトウェア・プログラムの実行処理に係り参照されるデータを記憶する。以下、単にプログラムと記載した場合、演算部92が実行処理するソフトウェア・プログラムをさす。具体的には、図13に示す記憶部91は、電圧応答計算プログラム100を記憶する。電圧応答計算プログラム100は、シミュレーションモジュール101、シミュレーション条件データ102、SOC-OCVデータ103、パラメータ特定用データ104及びパラメータ特定モジュール105を含む。The storage unit 91 stores the software program read by the arithmetic unit 92 and the data referenced in relation to the execution process of the software program. Hereinafter, when simply referred to as "program," it refers to the software program executed by the arithmetic unit 92. Specifically, the storage unit 91 shown in Figure 13 stores the voltage response calculation program 100. The voltage response calculation program 100 includes a simulation module 101, simulation condition data 102, SOC-OCV data 103, parameter identification data 104, and a parameter identification module 105.

シミュレーションモジュール101は、実施形態2に対応した処理を行うためのプログラムである。すなわち、シミュレーションモジュール101は、図9を参照して説明したシミュレーション装置70と同様の機能を情報処理装置90が奏するためのプログラムであり、等価回路モデル1を仮想的に設定し、図12を参照して説明した処理の流れに基づいて電圧応答Vsimを出力する。 The simulation module 101 is a program for performing processing corresponding to Embodiment 2. That is, the simulation module 101 is a program for the information processing device 90 to perform the same functions as the simulation device 70 described with reference to Figure 9, virtually setting up an equivalent circuit model 1 and outputting a voltage response V sim based on the processing flow described with reference to Figure 12.

シミュレーション条件データ102は、実施形態2のシミュレーション条件に関するデータと同様であり、初期条件及び変化条件を示すデータである。The simulation condition data 102 is the same as the simulation condition data for Embodiment 2, and represents the initial conditions and change conditions.

SOC-OCVデータ103は、実施形態1の再現対象に関するデータに含まれるSOC-OCVデータ及び実施形態2のSOC-OCVデータ81と同様であり、シミュレーションの対象になる二次電池のSOCとOCVとの対応関係を示すデータである。The SOC-OCV data 103 is similar to the SOC-OCV data included in the data relating to the object to be reproduced in Embodiment 1 and the SOC-OCV data 81 in Embodiment 2, and is data that shows the correspondence between the SOC and OCV of the secondary battery that is the subject of the simulation.

パラメータ特定用データ104は、実施形態2のパラメータ82と同様であり、電圧応答Vsimの計算に必要なパラメータとしてのR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを示すデータである。 The parameter identification data 104 is the same as the parameter 82 in Embodiment 2, and is data showing R L , i 0 , α, p, T, RT , ch, and RT , dis as parameters necessary for calculating the voltage response V sim .

パラメータ特定モジュール105は、実施形態1に対応した処理を行うためのプログラムである。すなわち、シミュレーションモジュール101は、図6及び図7を参照して説明したシミュレーション装置50と同様の機能を情報処理装置90が奏するためのプログラムであり、等価回路モデル1を仮想的に設定し、図3を参照して説明した処理の流れに基づいてR、i、α、p、T、RT,ch及びRT,disを確定させる。 The parameter identification module 105 is a program for performing the processing corresponding to Embodiment 1. That is, the simulation module 101 is a program for the information processing device 90 to perform the same functions as the simulation device 50 described with reference to Figures 6 and 7, virtually setting up the equivalent circuit model 1 and determining R L , i 0 , α, p, T, R T, ch and R T, dis based on the processing flow described with reference to Figure 3.

演算部92は、記憶部91からプログラムを読み出して実行処理する演算回路を構成に含む。演算部92は、シミュレーションモジュール101の実行処理に伴い、シミュレーション条件データ102、SOC-OCVデータ103及びパラメータ特定用データ104を参照する。また、演算部92は、パラメータ特定モジュール105の実行処理に伴い、入力部93を介して入力される再現対象に関するデータを参照する。パラメータ特定用データ104は、パラメータ特定モジュール105の実行処理による出力結果が反映されたものであってよい。すなわち、情報処理装置90は、パラメータ特定モジュール105の実行処理を経て、シミュレーションモジュール101を実行可能に設けられてもよい。無論、情報処理装置90は、事前に確定されたパラメータ特定用データ104が記憶部91に予め記憶されており、シミュレーションモジュール101を実行可能とされていてもよい。The arithmetic unit 92 includes an arithmetic circuit that reads a program from the storage unit 91 and performs execution processing. The arithmetic unit 92 refers to the simulation condition data 102, the SOC-OCV data 103, and the parameter identification data 104 in conjunction with the execution processing of the simulation module 101. Furthermore, the arithmetic unit 92 refers to the data related to the target to be reproduced, which is input via the input unit 93 in conjunction with the execution processing of the parameter identification module 105. The parameter identification data 104 may reflect the output results from the execution processing of the parameter identification module 105. In other words, the information processing device 90 may be configured to enable the execution of the simulation module 101 after the execution processing of the parameter identification module 105. Of course, the information processing device 90 may also be configured to enable the execution of the simulation module 101 by pre-determining the parameter identification data 104 in the storage unit 91.

入力部93は、情報処理装置90に対する入力を受け付ける。具体的には、入力部93は、例えばオペレータの入力を受け付け可能なキーボード、マウスなどのヒューマン・インタフェース等を備える。入力部93は、実施形態2の入力部71として機能する。また、入力部93は、再現対象に関するデータの入力を受け付ける。The input unit 93 receives input to the information processing device 90. Specifically, the input unit 93 includes, for example, a human interface such as a keyboard or mouse that can receive input from an operator. The input unit 93 functions as the input unit 71 of Embodiment 2. The input unit 93 also receives input of data related to the object to be reproduced.

出力部94は、情報処理装置90が行う処理内容に応じた出力を行う。具体的には、出力部94は、例えば画像表示ディスプレイ等の表示装置等を備える。なお、NIC(Network Interface Controller)として機能する構成のように外部の情報処理装置等と通信を行う構成や、再現対象に関するデータ等の各種のデータを記憶可能な外部の記憶装置を接続可能なインタフェース等は、入力部93としても出力部94としても機能できる。The output unit 94 outputs according to the processing content performed by the information processing device 90. Specifically, the output unit 94 includes, for example, a display device such as an image display. Configurations that communicate with external information processing devices, such as those functioning as a NIC (Network Interface Controller), or interfaces that allow connection of external storage devices capable of storing various types of data, such as data related to the target of reproduction, can function as both the input unit 93 and the output unit 94.

なお、上述した説明では分かりやすさを目的としてSOC-OCVデータの数に言及していないが、シミュレーションの対象となる二次電池が複数である場合、各々の二次電池に対応したSOC-OCVデータが用意される。また、1つの二次電池についても、二次電池の温度によってSOCとOCVとの対応関係が変化する場合、温度に応じたSOC-OCVデータが用意されてもよい。これによって、より高精度にシミュレーションを行える。For the sake of clarity, the above explanation does not mention the number of SOC-OCV data points. However, if there are multiple secondary batteries being simulated, SOC-OCV data corresponding to each secondary battery will be prepared. Furthermore, even for a single secondary battery, if the correspondence between SOC and OCV changes depending on the battery's temperature, SOC-OCV data corresponding to the temperature may be prepared. This will allow for more accurate simulations.

なお、上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。The embodiments described above are provided to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit its interpretation. The present invention may be modified or improved without departing from its spirit, and equivalents thereof are also included.

本開示は、上述したように、あるいは、上述に代えて、以下の構成をとることができる。This disclosure may take the following configuration, as described above, or alternatively.

(1)本発明の一側面のシミュレーション方法は、等価回路モデルを用いて二次電池の電圧応答を計算するシミュレーション方法であって、前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータを取得するステップと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得するステップと、前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定するステップと、前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算するステップと、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算するステップと、を有し、前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される。(1) One aspect of the present invention is a simulation method for calculating the voltage response of a secondary battery using an equivalent circuit model, comprising the steps of: obtaining parameters that show the electrical characteristics of the equivalent circuit model; obtaining current information that shows the current at multiple time points obtained by dividing a period over which a predetermined current profile is given into multiple sampling times; voltage information that shows the initial voltage of the secondary battery; and temperature information that shows the temperature of the secondary battery; identifying the SOC of the secondary battery from the voltage information; calculating the OCV using the SOC and the current information; and using the current information and the parameters to determine the line included in the equivalent circuit model. The method comprises the steps of: calculating a first voltage drop due to a resistive component; calculating a second voltage drop due to a nonlinear resistive component included in the equivalent circuit model using the current information, the temperature information, and the parameters; calculating a third voltage drop due to a transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters; and calculating the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop, wherein the second voltage drop is calculated based on the Butler-Volmer equation, and the third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applicable to a circuit model including a phase-constant element CPE.

(2)上記(1)のシミュレーション方法において、前記過渡応答成分は、線形抵抗を含む回路モデルとされ、前記定位相素子CPEの状態によって前記線形抵抗にも電流が流れる状態に設定される。(2) In the simulation method described in (1) above, the transient response component is represented as a circuit model including a linear resistor, and is set to a state in which current flows through the linear resistor depending on the state of the constant-phase element CPE.

(3)上記(1)のシミュレーション方法において、前記過渡応答成分は、充電抵抗成分を表す充電抵抗と第一のダイオードとを直列接続した第一の要素と、放電抵抗成分を表す放電抵抗と第二のダイオードとを直列接続した第二の要素と、を含み、前記定位相素子CPEと前記第一の要素と前記第二の要素とが並列接続された回路モデルとされ、前記等価回路モデルに充電電流が与えられる条件下では第二のダイオードによって前記第二の要素に電流を流さず、前記等価回路モデルに放電電流が与えられる条件下では第一のダイオードによって前記第一の要素に電流を流さない状態に設定される。(3) In the simulation method of (1) above, the transient response component includes a first element formed by connecting a charging resistor representing the charging resistance component and a first diode in series, and a second element formed by connecting a discharge resistor representing the discharge resistance component and a second diode in series, and is set as a circuit model in which the constant phase element CPE, the first element and the second element are connected in parallel, and under conditions in which a charging current is applied to the equivalent circuit model, the second diode prevents current from flowing to the second element, and under conditions in which a discharge current is applied to the equivalent circuit model, the first diode prevents current from flowing to the first element.

(4)上記(1)から(3)のシミュレーション方法において、前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式に含まれる係数のうち、交換電流を表す係数と、電荷移動係数と、に応じたLUTを参照して導出される。(4) In the simulation methods described in (1) to (3) above, the second voltage drop is derived by referring to the LUT corresponding to the coefficient representing the exchange current and the charge transfer coefficient, which are among the coefficients included in the Butler-Volmer equation.

(5)上記(1)から(3)のシミュレーション方法において、前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式の逆関数によって表現される、電流を変数とした式で計算される。(5) In the simulation methods described in (1) to (3) above, the second voltage drop is calculated using an equation with current as a variable, which is expressed by the inverse function of the Butler-Volmer equation.

(6)上記(1)から(5)のシミュレーション方法において、所定の電流プロファイルが与えられた二次電池の電圧応答を示す真値と、当該二次電池に前記所定の電流プロファイルが与えられる前のSOCと、当該二次電池の温度と、を示す元データに基づいて、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から計算された電圧応答が前記真値を再現する前記パラメータが特定される。(6) In the simulation methods described in (1) to (5) above, the parameters are identified such that the voltage response calculated from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop reproduces the true value, based on raw data showing the true value of the voltage response of a secondary battery to which a predetermined current profile is given, the SOC before the predetermined current profile is given to the secondary battery, and the temperature of the secondary battery.

(7)本発明の他側面のシミュレーション装置は、等価回路モデルを設定して二次電池の電圧応答を計算するシミュレーション装置であって、前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得する取得部と、前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定する特定部と、前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算する第一の計算部と、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算する第二の計算部と、前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算する第三の計算部と、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算する第四の計算部と、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算する第五の計算部と、を備え、前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される。(7) Another aspect of the present invention is a simulation device for calculating the voltage response of a secondary battery by setting an equivalent circuit model, comprising: an acquisition unit that acquires parameters indicating the electrical characteristics of the equivalent circuit model, current information indicating the current at multiple time points obtained by dividing a period in which a predetermined current profile is given into multiple sampling times, voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery, and temperature information indicating the temperature of the secondary battery; an identification unit that identifies the SOC of the secondary battery from the voltage information; a first calculation unit that calculates the OCV using the SOC and the current information; and a calculation unit that uses the current information and the parameters to calculate the linear resistance component included in the equivalent circuit model. The system comprises a second calculation unit for calculating a first voltage drop, a third calculation unit for calculating a second voltage drop due to a nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, temperature information, and parameters, a fourth calculation unit for calculating a third voltage drop due to a transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and parameters, and a fifth calculation unit for calculating the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop, wherein the second voltage drop is calculated based on the Butler-Volmer equation, and the third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a phase-constant element CPE.

(8)上記(7)のシミュレーション装置において、前記過渡応答成分は、線形抵抗を含む回路モデルとされ、前記定位相素子CPEの状態によって前記線形抵抗にも電流が流れる状態に設定される。(8) In the simulation apparatus described in (7) above, the transient response component is represented as a circuit model including a linear resistor, and is set to a state in which current flows through the linear resistor depending on the state of the constant-phase element CPE.

(9)上記(7)のシミュレーション装置において、前記過渡応答成分は、充電抵抗成分を表す充電抵抗と第一のダイオードとを直列接続した第一の要素と、放電抵抗成分を表す放電抵抗と第二のダイオードとを直列接続した第二の要素と、を含み、前記定位相素子CPEと前記第一の要素と前記第二の要素とが並列接続された回路モデルとされ、前記等価回路モデルに充電電流が与えられる条件下では第二のダイオードによって前記第二の要素に電流を流さず、前記等価回路モデルに放電電流が与えられる条件下では第一のダイオードによって前記第一の要素に電流を流さない状態に設定される。(9) In the simulation apparatus of (7) above, the transient response component includes a first element formed by connecting a charging resistor representing the charging resistance component and a first diode in series, and a second element formed by connecting a discharge resistor representing the discharge resistance component and a second diode in series, and is set to a circuit model in which the constant phase element CPE, the first element and the second element are connected in parallel, and under conditions in which a charging current is supplied to the equivalent circuit model, the second diode prevents current from flowing to the second element, and under conditions in which a discharge current is supplied to the equivalent circuit model, the first diode prevents current from flowing to the first element.

(10)上記(7)から(9)のシミュレーション装置において、前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式に含まれる係数のうち、交換電流を表す係数と、電荷移動係数と、に応じたLUTを参照して導出される。(10) In the simulation apparatus described in (7) to (9) above, the second voltage drop is derived by referring to the LUT corresponding to the coefficient representing the exchange current and the charge transfer coefficient among the coefficients included in the Butler-Volmer equation.

(11)上記(7)から(9)のシミュレーション装置において、前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式の逆関数によって表現される、電流を変数とした式で計算される。(11) In the simulation apparatus described in (7) to (9) above, the second voltage drop is calculated by an equation with current as a variable, which is expressed by the inverse function of the Butler-Volmer equation.

(12)上記(7)から(11)のシミュレーション装置において、所定の電流プロファイルが与えられた二次電池の電圧応答を示す真値と、当該二次電池に前記所定の電流プロファイルが与えられる前のSOCと、当該二次電池の温度と、を示す元データに基づいて、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から計算された電圧応答が前記真値を再現する前記パラメータが取得される。(12) In the simulation apparatus described in (7) to (11) above, the parameters are obtained such that the voltage response calculated from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop reproduces the true value, based on raw data showing the true value of the voltage response of a secondary battery to which a predetermined current profile has been given, the SOC before the predetermined current profile was given to the secondary battery, and the temperature of the secondary battery.

(13)本発明の他側面のプログラムは、等価回路モデルを設定して二次電池の電圧応答を計算するためのプログラムであって、前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータを取得するステップと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得するステップと、前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定するステップと、前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算するステップと、前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算するステップと、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算するステップと、を情報処理装置に実行させ、前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される。(13) Another aspect of the present invention is a program for setting an equivalent circuit model and calculating the voltage response of a secondary battery, comprising the steps of: obtaining parameters indicating the electrical characteristics of the equivalent circuit model; obtaining current information indicating the current at multiple time points obtained by dividing a period over which a predetermined current profile is given into multiple sampling times; voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery; and temperature information indicating the temperature of the secondary battery; identifying the SOC of the secondary battery from the voltage information; calculating the OCV using the SOC and the current information; and using the current information and the parameters to determine the linear resistance component included in the equivalent circuit model. The information processing device is made to perform the following steps: calculate a first voltage drop; calculate a second voltage drop due to a nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, temperature information and parameters; calculate a third voltage drop due to a transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and parameters; and calculate the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop and the third voltage drop, wherein the second voltage drop is calculated based on the Butler-Volmer equation and the third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a phase constant element CPE.

(14)上記(13)のプログラムにおいて、前記過渡応答成分は、線形抵抗を含む回路モデルとされ、前記定位相素子CPEの状態によって前記線形抵抗にも電流が流れる状態に設定される。(14) In the program described in (13) above, the transient response component is represented as a circuit model including a linear resistor, and is set to a state in which current flows through the linear resistor depending on the state of the constant-phase element CPE.

(15)上記(13)のプログラムにおいて、前記過渡応答成分は、充電抵抗成分を表す充電抵抗と第一のダイオードとを直列接続した第一の要素と、放電抵抗成分を表す放電抵抗と第二のダイオードとを直列接続した第二の要素と、を含み、前記定位相素子CPEと前記第一の要素と前記第二の要素とが並列接続された回路モデルとされ、前記等価回路モデルに充電電流が与えられる条件下では第二のダイオードによって前記第二の要素に電流を流さず、前記等価回路モデルに放電電流が与えられる条件下では第一のダイオードによって前記第一の要素に電流を流さない状態に設定される。(15) In the program of (13) above, the transient response component includes a first element formed by connecting a charging resistor representing the charging resistance component and a first diode in series, and a second element formed by connecting a discharge resistor representing the discharge resistance component and a second diode in series, and is set as a circuit model in which the constant phase element CPE, the first element and the second element are connected in parallel, and under conditions in which a charging current is supplied to the equivalent circuit model, the second diode prevents current from flowing to the second element, and under conditions in which a discharge current is supplied to the equivalent circuit model, the first diode prevents current from flowing to the first element.

(16)上記(13)から(15)のプログラムにおいて、前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式に含まれる係数のうち、交換電流を表す係数と、電荷移動係数と、に応じたLUTを参照して導出される。(16) In the programs described in (13) to (15) above, the second voltage drop is derived by referring to an LUT corresponding to the coefficient representing the exchange current and the charge transfer coefficient among the coefficients included in the Butler-Volmer equation.

(17)上記(13)から(15)のプログラムにおいて、前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式の逆関数によって表現される、電流を変数とした式で計算される。(17) In the programs described in (13) to (15) above, the second voltage drop is calculated by an equation in which the current is a variable, which is expressed by the inverse function of the Butler-Volmer equation.

(18)上記(13)から(17)のプログラムにおいて、所定の電流プロファイルが与えられた二次電池の電圧応答を示す真値と、当該二次電池に前記所定の電流プロファイルが与えられる前のSOCと、当該二次電池の温度と、を示す元データに基づいて、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から計算された電圧応答が前記真値を再現する前記パラメータが特定される。(18) In the programs described in (13) to (17) above, the parameters are identified such that the voltage response calculated from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop reproduces the true value, based on raw data showing the true value of the voltage response of a secondary battery to which a predetermined current profile has been given, the SOC before the predetermined current profile was given to the secondary battery, and the temperature of the secondary battery.

1 等価回路モデル
11 電源部
12 非線形抵抗部
13 線形抵抗部
20 過渡応答部
30 第一の要素
31 第一のダイオード
32 充電抵抗
40 第二の要素
41 第二のダイオード
42 放電抵抗
50,70 シミュレーション装置
81 SOC-OCVデータ
82 パラメータ
90 情報処理装置
100 電圧応答計算プログラム
1 Equivalent circuit model 11 Power supply unit 12 Nonlinear resistance unit 13 Linear resistance unit 20 Transient response unit 30 First element 31 First diode 32 Charging resistor 40 Second element 41 Second diode 42 Discharge resistors 50, 70 Simulation device 81 SOC-OCV data 82 Parameters 90 Information processing device 100 Voltage response calculation program

Claims (18)

等価回路モデルを用いて二次電池の電圧応答を計算するシミュレーション方法であって、
前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータを取得するステップと、
所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得するステップと、
前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定するステップと、
前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算するステップと、
前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算するステップと、
前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算するステップと、
前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算するステップと、
前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算するステップと、
を有し、
前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、
前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される、
シミュレーション方法。
A simulation method for calculating the voltage response of a secondary battery using an equivalent circuit model,
The steps include obtaining parameters that represent the electrical characteristics of the equivalent circuit model,
The steps include obtaining current information indicating the current at multiple points in time, obtained by dividing a period over which a predetermined current profile is given into multiple sampling times; voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery; and temperature information indicating the temperature of the secondary battery.
The steps include identifying the State of Control (SOC) of the secondary battery from the voltage information,
A step of calculating the OCV using the SOC and the current information,
A step of calculating a first voltage drop due to the linear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters,
A step of calculating a second voltage drop due to a nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, temperature information, and parameters,
A step of calculating a third voltage drop due to the transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters,
A step of calculating the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop,
It has,
The second voltage drop is calculated based on the Butler-Bolmer equation,
The third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a constant-phase element CPE.
Simulation method.
前記過渡応答成分は、線形抵抗を含む回路モデルとされ、前記定位相素子CPEの状態によって前記線形抵抗にも電流が流れる状態に設定される、
請求項1に記載のシミュレーション方法。
The transient response component is represented as a circuit model including a linear resistor, and the state of the constant-phase element CPE is set so that current flows through the linear resistor as well.
The simulation method according to claim 1.
前記過渡応答成分は、
充電抵抗成分を表す充電抵抗と第一のダイオードとを直列接続した第一の要素と、
放電抵抗成分を表す放電抵抗と第二のダイオードとを直列接続した第二の要素と、を含み、前記定位相素子CPEと前記第一の要素と前記第二の要素とが並列接続された回路モデルとされ、
前記等価回路モデルに充電電流が与えられる条件下では第二のダイオードによって前記第二の要素に電流を流さず、
前記等価回路モデルに放電電流が与えられる条件下では第一のダイオードによって前記第一の要素に電流を流さない状態に設定される、
請求項1に記載のシミュレーション方法。
The transient response component is,
The first element consists of a charging resistance component and a first diode connected in series,
The circuit model includes a second element formed by connecting a discharge resistor representing the discharge resistance component and a second diode in series, and the constant-phase element CPE, the first element, and the second element are connected in parallel.
Under the condition that a charging current is applied to the equivalent circuit model, the second diode prevents current from flowing through the second element.
Under the condition that a discharge current is applied to the equivalent circuit model, the first diode is set to a state where no current flows through the first element.
The simulation method according to claim 1.
前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式に含まれる係数のうち、交換電流を表す係数と、電荷移動係数と、に応じたルックアップテーブルを参照して導出される、
請求項1から3のいずれか一項に記載のシミュレーション方法。
The second voltage drop is derived by referring to a lookup table corresponding to the coefficients representing the exchange current and the charge transfer coefficient, which are included in the Butler-Volmer equation.
The simulation method according to any one of claims 1 to 3.
前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式の逆関数によって表現される、電流を変数とした式で計算される、
請求項1から3のいずれか一項に記載のシミュレーション方法。
The aforementioned second voltage drop is calculated using an equation with current as a variable, which is expressed by the inverse function of the Butler-Volmer equation.
The simulation method according to any one of claims 1 to 3.
所定の電流プロファイルが与えられた二次電池の電圧応答を示す真値と、当該二次電池に前記所定の電流プロファイルが与えられる前のSOCと、当該二次電池の温度と、を示す元データに基づいて、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から計算された電圧応答が前記真値を再現する前記パラメータが特定される、
請求項1からのいずれか一項に記載のシミュレーション方法。
Based on raw data showing the true value representing the voltage response of a secondary battery to which a predetermined current profile is applied, the SOC before the secondary battery was to which the predetermined current profile was applied, and the temperature of the secondary battery, the parameters are identified such that the voltage response calculated from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop reproduces the true value.
The simulation method according to any one of claims 1 to 3 .
等価回路モデルを設定して二次電池の電圧応答を計算するシミュレーション装置であって、
前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータと、所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得する取得部と、
前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定する特定部と、
前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算する第一の計算部と、
前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算する第二の計算部と、
前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算する第三の計算部と、
前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算する第四の計算部と、
前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算する第五の計算部と、
を備え、
前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、
前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される、
シミュレーション装置。
A simulation device that sets up an equivalent circuit model and calculates the voltage response of a secondary battery,
An acquisition unit that acquires parameters indicating the electrical characteristics of the equivalent circuit model, current information indicating the current at multiple points in time when a period for which a predetermined current profile is given is divided into multiple sampling times, voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery, and temperature information indicating the temperature of the secondary battery.
A unit for identifying the SOC of the secondary battery from the voltage information,
A first calculation unit that calculates the OCV using the SOC and the current information,
A second calculation unit calculates a first voltage drop due to a linear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters,
A third calculation unit calculates a second voltage drop due to the nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, temperature information, and parameters.
A fourth calculation unit that calculates a third voltage drop due to the transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters,
A fifth calculation unit that calculates the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop,
Equipped with,
The second voltage drop is calculated based on the Butler-Bolmer equation,
The third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a constant-phase element CPE.
Simulation device.
前記過渡応答成分は、線形抵抗を含む回路モデルとされ、前記定位相素子CPEの状態によって前記線形抵抗にも電流が流れる状態に設定される、
請求項7に記載のシミュレーション装置。
The transient response component is represented as a circuit model including a linear resistor, and the state of the constant-phase element CPE is set so that current flows through the linear resistor as well.
The simulation apparatus according to claim 7.
前記過渡応答成分は、
充電抵抗成分を表す充電抵抗と第一のダイオードとを直列接続した第一の要素と、
放電抵抗成分を表す放電抵抗と第二のダイオードとを直列接続した第二の要素と、を含み、前記定位相素子CPEと前記第一の要素と前記第二の要素とが並列接続された回路モデルとされ、
前記等価回路モデルに充電電流が与えられる条件下では第二のダイオードによって前記第二の要素に電流を流さず、
前記等価回路モデルに放電電流が与えられる条件下では第一のダイオードによって前記第一の要素に電流を流さない状態に設定される、
請求項7に記載のシミュレーション装置。
The transient response component is,
The first element consists of a charging resistance component and a first diode connected in series,
The circuit model includes a second element formed by connecting a discharge resistor representing the discharge resistance component and a second diode in series, and the constant-phase element CPE, the first element, and the second element are connected in parallel.
Under the condition that a charging current is applied to the equivalent circuit model, the second diode prevents current from flowing through the second element.
Under the condition that a discharge current is applied to the equivalent circuit model, the first diode is set to a state where no current flows through the first element.
The simulation apparatus according to claim 7.
前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式に含まれる係数のうち、交換電流を表す係数と、電荷移動係数と、に応じたルックアップテーブルを参照して導出される、
請求項7から9のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
The second voltage drop is derived by referring to a lookup table corresponding to the coefficients representing the exchange current and the charge transfer coefficient, which are included in the Butler-Volmer equation.
The simulation apparatus according to any one of claims 7 to 9.
前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式の逆関数によって表現される、電流を変数とした式で計算される、
請求項7から9のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
The aforementioned second voltage drop is calculated using an equation with current as a variable, which is expressed by the inverse function of the Butler-Volmer equation.
The simulation apparatus according to any one of claims 7 to 9.
所定の電流プロファイルが与えられた二次電池の電圧応答を示す真値と、当該二次電池に前記所定の電流プロファイルが与えられる前のSOCと、当該二次電池の温度と、を示す元データに基づいて、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から計算された電圧応答が前記真値を再現する前記パラメータが取得される、
請求項7からのいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
Based on raw data showing the true value representing the voltage response of a secondary battery to which a predetermined current profile is applied, the SOC before the secondary battery was to which the predetermined current profile was applied, and the temperature of the secondary battery, the parameters are obtained such that the voltage response calculated from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop reproduces the true value.
The simulation apparatus according to any one of claims 7 to 9 .
等価回路モデルを設定して二次電池の電圧応答を計算するためのプログラムであって、
前記等価回路モデルの電気的特性を示すパラメータを取得するステップと、
所定の電流プロファイルが与えられる期間を複数のサンプリング時間で区切った複数の時点の電流を示す電流情報と、前記二次電池の初期電圧を示す電圧情報と、前記二次電池の温度を示す温度情報と、を取得するステップと、
前記電圧情報から前記二次電池のSOCを特定するステップと、
前記SOC及び前記電流情報を用いてOCVを計算するステップと、
前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる線形抵抗成分による第一の電圧降下を計算するステップと、
前記電流情報、前記温度情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる非線形抵抗成分による第二の電圧降下を計算するステップと、
前記電流情報及び前記パラメータを用いて前記等価回路モデルに含まれる過渡応答成分による第三の電圧降下を計算するステップと、
前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から前記電圧応答を計算するステップと、
を情報処理装置に実行させ、
前記第二の電圧降下は、バトラーボルマーの式に基づいて計算され、
前記第三の電圧降下は、定位相素子CPEを含む回路モデルに適用される時間領域の式に基づいて計算される、
プログラム。
This is a program for setting up an equivalent circuit model and calculating the voltage response of a secondary battery.
The steps include obtaining parameters that represent the electrical characteristics of the equivalent circuit model,
The steps include obtaining current information indicating the current at multiple points in time, obtained by dividing a period over which a predetermined current profile is given into multiple sampling times; voltage information indicating the initial voltage of the secondary battery; and temperature information indicating the temperature of the secondary battery.
The steps include identifying the State of Control (SOC) of the secondary battery from the voltage information,
A step of calculating the OCV using the SOC and the current information,
A step of calculating a first voltage drop due to the linear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters,
A step of calculating a second voltage drop due to a nonlinear resistance component included in the equivalent circuit model using the current information, temperature information, and parameters,
A step of calculating a third voltage drop due to the transient response component included in the equivalent circuit model using the current information and the parameters,
A step of calculating the voltage response from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop,
The information processing device is made to execute this,
The second voltage drop is calculated based on the Butler-Bolmer equation,
The third voltage drop is calculated based on a time-domain equation applied to a circuit model including a constant-phase element CPE.
program.
前記過渡応答成分は、線形抵抗を含む回路モデルとされ、前記定位相素子CPEの状態によって前記線形抵抗にも電流が流れる状態に設定される、
請求項13に記載のプログラム。
The transient response component is represented as a circuit model including a linear resistor, and the state of the constant-phase element CPE is set so that current flows through the linear resistor as well.
The program according to claim 13.
前記過渡応答成分は、
充電抵抗成分を表す充電抵抗と第一のダイオードとを直列接続した第一の要素と、
放電抵抗成分を表す放電抵抗と第二のダイオードとを直列接続した第二の要素と、を含み、前記定位相素子CPEと前記第一の要素と前記第二の要素とが並列接続された回路モデルとされ、
前記等価回路モデルに充電電流が与えられる条件下では第二のダイオードによって前記第二の要素に電流を流さず、
前記等価回路モデルに放電電流が与えられる条件下では第一のダイオードによって前記第一の要素に電流を流さない状態に設定される、
請求項13に記載のプログラム。
The transient response component is,
The first element consists of a charging resistance component and a first diode connected in series,
The circuit model includes a second element formed by connecting a discharge resistor representing the discharge resistance component and a second diode in series, and the constant-phase element CPE, the first element, and the second element are connected in parallel.
Under the condition that a charging current is applied to the equivalent circuit model, the second diode prevents current from flowing through the second element.
Under the condition that a discharge current is applied to the equivalent circuit model, the first diode is set to a state where no current flows through the first element.
The program according to claim 13.
前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式に含まれる係数のうち、交換電流を表す係数と、電荷移動係数と、に応じたルックアップテーブルを参照して導出される、
請求項13から15のいずれか一項に記載のプログラム。
The second voltage drop is derived by referring to a lookup table corresponding to the coefficients representing the exchange current and the charge transfer coefficient, which are included in the Butler-Volmer equation.
The program according to any one of claims 13 to 15.
前記第二の電圧降下は、前記バトラーボルマーの式の逆関数によって表現される、電流を変数とした式で計算される、
請求項13から15のいずれか一項に記載のプログラム。
The aforementioned second voltage drop is calculated using an equation with current as a variable, which is expressed by the inverse function of the Butler-Volmer equation.
The program according to any one of claims 13 to 15.
所定の電流プロファイルが与えられた二次電池の電圧応答を示す真値と、当該二次電池に前記所定の電流プロファイルが与えられる前のSOCと、当該二次電池の温度と、を示す元データに基づいて、前記OCV、前記第一の電圧降下、前記第二の電圧降下及び前記第三の電圧降下から計算された電圧応答が前記真値を再現する前記パラメータが特定される、
請求項13から15のいずれか一項に記載のプログラム。
Based on raw data showing the true value representing the voltage response of a secondary battery to which a predetermined current profile is applied, the SOC before the secondary battery was to which the predetermined current profile was applied, and the temperature of the secondary battery, the parameters are identified such that the voltage response calculated from the OCV, the first voltage drop, the second voltage drop, and the third voltage drop reproduces the true value.
The program according to any one of claims 13 to 15 .
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