JP2007261433A - Battery control device and battery control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリの劣化を判定するバッテリ制御装置およびバッテリ制御方法に関する。 The present invention relates to a battery control device and a battery control method for determining deterioration of a battery.
バッテリは、充放電を繰り返すことによって劣化し、電気容量が低下する。このバッテリの劣化を測定するための種々の技術が提案されている。 A battery deteriorates by repeating charge and discharge, and its electric capacity decreases. Various techniques for measuring the deterioration of the battery have been proposed.
第1の従来の技術では、車両に搭載されるバッテリを強制的に充電し、所期のバッテリを充電するときに予測される電気量と、実際に充電した電気量とを比較することによってバッテリの劣化を判定している。 In the first conventional technique, a battery mounted on a vehicle is forcibly charged, and the amount of electricity predicted when the intended battery is charged is compared with the amount of electricity actually charged. Judgment of deterioration.
第2の従来の技術では、電気自動車のモータを駆動するバッテリの劣化を測定している。この技術では、電気自動車の加速時においてバッテリの放電電流が増加しているときに、バッテリの放電電流および放電電圧と、予め設けられている所期のバッテリの放電電流および放電電圧とを比較することによってバッテリの劣化を測定している(たとえば特許文献1参照)。 In the second conventional technique, deterioration of a battery that drives a motor of an electric vehicle is measured. In this technology, when the discharge current of the battery is increasing during the acceleration of the electric vehicle, the discharge current and the discharge voltage of the battery are compared with the predetermined discharge current and the discharge voltage of the battery provided in advance. Thus, the deterioration of the battery is measured (see, for example, Patent Document 1).
第1の従来の技術では、バッテリの劣化を判定するときに、バッテリを充電するための発電機を駆動する必要がある。発電機は、エンジンによって駆動されるので、エンジンの動力の一部がバッテリの充電のために消費される。したがって、バッテリの劣化を判定するときに、自動車の運転のし易さ、すなわちドライバビリティが低下するという問題が生じる。 In the first conventional technique, when determining the deterioration of the battery, it is necessary to drive a generator for charging the battery. Since the generator is driven by the engine, a part of the engine power is consumed for charging the battery. Therefore, when determining the deterioration of the battery, there arises a problem that the ease of driving of the automobile, that is, drivability is lowered.
第2の従来の技術では、バッテリの放電電流が増加していないとき、すなわちバッテリの放電電流が一定または減少しているときにバッテリの劣化を測定することができない。したがって電気自動車以外の装置に搭載されるバッテリの劣化を判定することができないという問題が生じる。 In the second conventional technique, it is impossible to measure the deterioration of the battery when the discharge current of the battery is not increasing, that is, when the discharge current of the battery is constant or decreasing. Therefore, there arises a problem that it is impossible to determine the deterioration of the battery mounted on the device other than the electric vehicle.
したがって本発明の目的は、バッテリ以外の機器に影響を与えずにバッテリの劣化を判定することができるバッテリ制御装置およびバッテリ制御方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery control device and a battery control method capable of determining the deterioration of the battery without affecting the devices other than the battery.
本発明(1)に従えば、バッテリ状態検出部は、第1バッテリが、第2バッテリを充電するときの第1バッテリの電解液温度および電圧を取得する。これによって第2バッテリを充電したときの第1バッテリの電圧降下値を得ることができる。 According to the present invention (1), the battery state detection unit acquires the electrolyte temperature and voltage of the first battery when the first battery charges the second battery. Thereby, the voltage drop value of the first battery when the second battery is charged can be obtained.
判定部は、取得した第1バッテリの電解液温度から理論電圧降下値を求める。所期の第1バッテリが第2バッテリを充電するときの充電前後の第1バッテリの理論的な電圧降下値は、電解液温度に依存するので、判定部は、所期の第1バッテリの電圧降下値を表す理論電圧降下値を求めることができる。 The determination unit obtains a theoretical voltage drop value from the obtained electrolyte temperature of the first battery. Since the theoretical voltage drop value of the first battery before and after charging when the intended first battery charges the second battery depends on the electrolyte temperature, the determination unit determines the voltage of the intended first battery. A theoretical voltage drop value representing the drop value can be obtained.
判定部は、所期の第1バッテリの電圧降下値を表す理論電圧降下値と、実際の第1バッテリの電圧降下値とを比較するので、第1バッテリの劣化を判定することができる。このように第1バッテリの放電を利用して劣化を判定することができるので、第1バッテリを強制的に充電する必要がなくなる。 Since the determination unit compares the theoretical voltage drop value representing the intended voltage drop value of the first battery with the actual voltage drop value of the first battery, it can determine the deterioration of the first battery. As described above, since the deterioration can be determined using the discharge of the first battery, it is not necessary to forcibly charge the first battery.
本発明(1)によれば、第1バッテリの放電を利用して劣化を判定することができるので、第1バッテリを強制的に充電する必要がなくなる。このようなバッテリ制御装置を車両に搭載した場合、第1バッテリを強制的に充電する必要がないので、第1バッテリの劣化を判定するときにドライバビリティが低下することがない。また第1バッテリを強制的に充電するための発電機などを駆動する必要がないので、たとえば車両などの燃費向上を図ることができる。 According to the present invention (1), the deterioration can be determined using the discharge of the first battery, so that it is not necessary to forcibly charge the first battery. When such a battery control device is mounted on a vehicle, it is not necessary to forcibly charge the first battery, so that drivability does not decrease when determining deterioration of the first battery. Further, since it is not necessary to drive a generator or the like for forcibly charging the first battery, it is possible to improve the fuel consumption of a vehicle, for example.
以下、図面を参照しながら本実施を実施するための形態を複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりでなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present embodiment will be described with reference to the drawings. Parts corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination is not particularly troublesome.
図1は、本発明の実施の一形態のバッテリ制御システム1を備える車両の構成を模式的に示すブロック図である。車両は、バッテリ制御装置2、第1バッテリに相当するバッテリ3、第2バッテリに相当する補助バッテリ4、検出手段に相当する測定部5、エンジン6、エンジンスタータ7、スイッチ8および切換リレー9を含んで構成される。バッテリ3、補助バッテリ4、エンジン6およびエンジンスタータ7は、それぞれ電源ライン20を介してバッテリ制御装置2に接続される。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a vehicle including a
バッテリ制御装置2は、ECU(ECU:Electronic Control Unit)によって実現され、中央処理装置(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびA/D(Analog-to-digital)変換器を含んで構成される。バッテリ制御装置2は、ROMに記憶された制御プログラムを読込んで実行することによって、バッテリ状態検出部11、判定部であるバッテリ劣化判定部12、記憶部13、および制御部14として機能する。
The
バッテリ3は、鉛蓄電池によって実現される。バッテリ3は、交流発電機15によって充電され、充電された電気を放電して、補助バッテリ4を充電したり、エアコンおよびパワーウィンドなどの車載電装品のモータを駆動する。補助バッテリ4は、エンジンスタータ7を駆動可能な電気容量を有し、エンジンスタータ7を駆動可能な量の電気を蓄えることができる。補助バッテリ4は、電気二重層コンデンサなどの数百から数千アンペアの大電流を流すことができる大容量キャパシタによって実現される。
The
バッテリ3と、補助バッテリ4とは、スイッチ8を介して電気的に接続される。スイッチ8は、バッテリ制御装置2の指令に基づいてバッテリ3と補助バッテリ4との電気的な導通状態を切替える。補助バッテリ4を充電するときには、スイッチ8は、オンになり、バッテリ3と補助バッテリ4とは電気的に導通状態となる。補助バッテリ4を充電しないときには、スイッチ8は、オフになり、バッテリ3と補助バッテリ4とは非導通状態となる。
The
補助バッテリ4およびバッテリ3は、切換リレー9を介してエンジンスタータ7および交流発電機15と電気的に接続される。切換リレー9は、バッテリ制御装置2の指令に基づいて動作する。補助バッテリ4によってエンジンスタータ7を駆動するとき、切換リレー9は、補助バッテリ4側に接続され、補助バッテリ4と、交流発電機15およびエンジンスタータ7とを電気的に導通させる。エンジンスタータ7を駆動させないとき、切換リレー9は、バッテリ3側に接続され、バッテリ3と、交流発電機15およびエンジンスタータ7とを電気的に導通させる。
The
交流発電機15は、エンジン6によって駆動され、制御部14の指令に基づいてバッテリ3を充電する。エンジンスタータ7は、補助バッテリ4によって駆動され、エンジン6を始動する。
The
測定部5は、電圧計16、電流計17および温度計18を含んで実現される。電圧計16は、バッテリ3の電圧の電圧値を測定し、測定したバッテリ3の電圧値を表すアナログデータをバッテリ状態検出部11に常に与え続ける。測定部5は、アナログデータを伝送する測定データ伝送ライン21を介してそれぞれバッテリ制御装置2に接続される。電流計17は、バッテリ3の電流の電流値を測定し、測定したバッテリ3の電流値を表すアナログデータをバッテリ状態検出部11に与え続ける。温度計18は、バッテリ3の電解液の温度を測定し、測定した電解液温を表すアナログデータをバッテリ状態検出部11に与え続ける。
The measurement unit 5 includes a
バッテリ状態検出部11は、測定部5から与えられるバッテリ3の電圧および電解液温度を取得する。具体的にはバッテリ状態検出部11は、測定部5から与えられる情報、すなわち前記アナログデータに基づいて、バッテリ3の電圧値、電流値および電解液温度を演算する。具体的にはバッテリ状態検出部11は、まず測定部5から与えられるアナログデータをA/D変換器によって取り込み、デジタルデータに変換する。次にバッテリ状態検出部11は、変換したデジタルデータに基づいて、バッテリ3の電圧値、電流値および電解液温度を演算する。
The battery state detection unit 11 acquires the voltage of the
記憶部13は、バッテリ状態検出部11から与えられるバッテリ状態情報を時系列順に記憶する。また記憶部13は、所期のバッテリ3の放電量と電圧降下値との関係の電解液の温度依存性を表す電圧変化情報を予め記憶している。この電圧変化情報は、バッテリ3の電気容量によって定められる。記憶部13は、種々の電気容量にそれぞれ対応する複数の電圧変化情報を記憶している。
The
バッテリ劣化判定部12は、バッテリ3の劣化を判定する。具体的にはバッテリ劣化判定部12は、電圧変化情報に基づいて、バッテリ状態検出部11によって演算された電解液温度と、補助バッテリ4を充電するときのバッテリ3の放電量とに対応するバッテリ3の理論電圧降下値を求める。次にバッテリ劣化判定部12は、バッテリ状態検出部11によって演算された補助バッテリ4を充電するときのバッテリの実際の電圧降下値に対応する実測電圧降下値を求める。次にバッテリ劣化判定部12は、理論電圧降下値と実測電圧降下値とを比較することによって、バッテリ3の劣化を判定する。
The battery
バッテリ制御システム1は、バッテリ状態検出部11と、バッテリ劣化判定部12と、記憶部13と、補助バッテリ4とを含んで構成される。
The
図2は、バッテリ3の劣化を判定するフローを示すフローチャートである。車両の利用者が、イグニッションスイッチをスタートに切換え、エンジン6を始動する要求を表す情報が車両に入力されると、本フローが開始し、ステップa1に移行する。
FIG. 2 is a flowchart showing a flow for determining deterioration of the
ステップa1では、制御部14は、切換リレー9を制御して補助バッテリ4側に接続させる。これによって補助バッテリ4とエンジンスタータ7とが電気的に導通し、補助バッテリ4が放電を開始して、エンジンスタータ7が駆動する。補助バッテリ4は、後述するようにエンジン6が停止した後に充電される。したがって、エンジン6を始動させる前において、補助バッテリ4にはエンジン6を駆動可能な電気量が充電されている。次にステップa2に移行する。
In step a1, the
ステップa2では、エンジンスタータ7が駆動しているので、制御部14がエンジン6を制御することによって、エンジン6が始動する。次にステップa3に移行し、制御部14は、切換リレー9を制御してバッテリ3側に接続させ、補助バッテリ4とエンジンスタータ7とを非導通状態にする。次にステップa4に移行する。
In Step a2, since the engine starter 7 is driven, the
ステップa4では、制御部14は、通常走行制御を行う。通常走行制御とは、車両の速度および加速度の制御、およびバッテリ3の容量が低下したときに、交流発電機15を駆動してバッテリ3を充電する制御など、走行時における車両の制御である。次にステップa5に移行する。
In step a4, the
ステップa5では、制御部14は、エンジン6の停止要求があるか否かを判断する。エンジン6の停止要求は、利用者がイグニッションスイッチを、アクセサリおよびオフのいずれかにしたときに入力される。制御部14は、エンジン6の停止要求があると判断すると、ステップa6に移行する。制御部14は、エンジン6の停止要求がないと判断すると、ステップa4に移行する。すなわち制御部14は、エンジン6の停止要求があるまで通常走行制御を継続する。
In step a5, the
ステップa6では、制御部14は、エンジン6の停止要求があったので、エンジン6を停止し、駐車状態にするようにエンジン6を制御する。駐車状態とは、エンジン6が停止した状態のことである。次にステップa7に移行する。
In step a6, since there was a request to stop the engine 6, the
ステップa7では、バッテリ状態検出部11は、バッテリ3の電圧および電解液温度を含むバッテリ状態を検出する。具体的には、バッテリ状態検出部11は、測定部5から与えられるバッテリ状態を表すアナログデータに基づいてバッテリ3の電解液温度および電圧値を演算する。演算したバッテリ3の電解液温度および電圧値は、記憶部13に記憶され、ステップa8に移行する。
In step a7, the battery state detector 11 detects the battery state including the voltage of the
ステップa8では、制御部14は、バッテリ3の充電状態が予め定める値未満のときに補助バッテリ4の充電を禁止し、補助バッテリ4を充電することなくバッテリ3の劣化を判定する処理を終了する。バッテリ3の充電状態の予め定める値とは、この予め定める値のときに補助バッテリ3を充電すると、バッテリ3が劣化してしまうような値である。本実施の形態では、バッテリ3の充電状態の予め定める値は、バッテリ3の電圧が10V程度のときの充電状態を表す。このようにバッテリ3の充電状態が予め定める値未満のときには、補助バッテリ4の充電を行わないことによって、バッテリ3の劣化を防ぐことができる。ステップa8において制御部14がバッテリ3の充電状態が予め定める値未以上と判断したときには、ステップa9に移行する。
In step a8, the
ステップa9では、制御部14は、スイッチ8を制御してオンにする。スイッチ8がオンになると、バッテリ3と補助バッテリ4とが導通状態となり、補助バッテリ4の充電が開始する。ステップa9〜ステップa11の処理が、充電工程に相当する。次にステップa10に移行する。
In step a9, the
ステップa10では、制御部14は、充電を開始してから補助バッテリ4を満充電するために必要な十分な所定時間が経過し、補助バッテリ4の充電が完了したと判断すると、ステップa11に移行する。なおバッテリ3と補助バッテリ4との間に電流計を設けた場合には、バッテリ3から補機バッテリ4に流れた電流の積算値が、エンジンスタータ7を駆動可能な値よりも十分大きい所定値になると、補助バッテリ4の充電が完了したと判断してもよい。制御部14は、補助バッテリ4の充電が完了していないと判断すると、ステップa10の処理を補助バッテリ4の充電が完了するまで繰り返す。
In step a10, when the
ステップa11では、制御部14は、スイッチ8を制御してオフにし、バッテリ3と補助バッテリ4とを非導通状態にする。これによって補助バッテリ4の充電を終了し、ステップa12に移行する。
In step a11, the
ステップa12では、バッテリ状態検出部11は、バッテリ3の電圧および電解液温度を含むバッテリ状態を検出する。演算したバッテリ3の電解液温度および電圧値は、記憶部13に記憶される。これによって補助バッテリ4を充電する前のバッテリ状態情報と、充電した後のバッテリ状態情報とが記憶部13に記憶される。ステップa7とステップa12との処理が、測定工程に相当する。次にステップa13に移行する。
In step a12, the battery state detector 11 detects the battery state including the voltage of the
ステップa13では、バッテリ劣化判定部12は、バッテリ3の劣化を判定する。まずバッテリ劣化判定部12は、理論電圧降下値を演算する。所期のバッテリ3とは、劣化していない理想的な電気的特性を有するバッテリ3のことであり、本実施の形態では出荷された状態のバッテリ3のことである。また理論電圧降下値とは、所期のバッテリ3によって補助バッテリ4を充電した場合の、充電前のバッテリ3の電圧値と充電後の電圧値との差である。
In step a <b> 13, the battery
理論電圧降下値は、電圧変化情報に基づいて求められる。記憶部13には複数の電圧変化情報が記憶されているが、車両に搭載されているバッテリ3の電気容量に対応する電圧変化情報を用いて、理論電圧降下値を求める。たとえばバッテリ3は、位置を変えることによって複数の容量を指定することができる容量選択スイッチを有し、容量選択スイッチは、バッテリ3の容量に対応する位置に設定されている。制御部14は、容量選択スイッチの位置を読込むことによって、バッテリ3の電気容量を認識することができる。電圧変化情報は、放電量と電解液温度と電圧降下値との対応関係を表す情報であり、たとえばバッテリ3の仕様書に基づいて作成される。所期のバッテリ3の理論電圧降下値は、放電量と電解液温度とが定まると電圧変化情報から求められる。
The theoretical voltage drop value is obtained based on the voltage change information. The
図3は、所期のバッテリ3の電解液温度と、所定の放電を行ったときのバッテリ3の電圧降下値との関係を表すグラフである。横軸は、電解液温度を表し、縦軸は、電圧降下値を表す。図3では、所期のバッテリ3の電圧降下値の理論曲線を実線で表し、バッテリ3の劣化の判定基準となる判定曲線を点線で表す。図3において所定の放電を行うとは、補助バッテリ4を充電するときのバッテリ3の放電であり、この放電量は、補助バッテリ4の電気容量から予め定まる。理論曲線とは、所定の放電を行ったときの初期のバッテリ3の電圧降下値と電解液温度との関係を表し、電解変化情報から定まる。判定曲線は、理論曲線に予め定める許容値を加算した曲線である。予め定める許容値は、本実施の形態では電解液温度に依存しない値である。図3に示されるように、同じ放電量であっても、電解液温度が高いほどバッテリ3の理論電圧降下値が低くなる。補助バッテリ4の電解液温度は、ステップa7において演算した温度を用いる。バッテリ劣化判定部12は、理論曲線から、電解液温度に対応する理論電圧降下値を求める。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the expected electrolyte temperature of the
次にバッテリ劣化判定部12は、補助バッテリ4を充電する前のバッテリ3の電圧値と充電した後のバッテリ3の電圧値の差分である実測電圧降下値を演算する。この実測電圧降下値は、補助バッテリ4を充電したときのバッテリ3の実際の電圧降下値である。バッテリ3が劣化しておらず、所期のバッテリ3の状態に近ければ、理論電圧降下値と実測電圧降下値とは、ほぼ等しい値となる。バッテリ3が劣化すると、実測電圧降下値は、理論電圧降下値よりも高くなる。バッテリ劣化判定部12は、理論電圧降下値と実測電圧降下値との差分が、前記予め定める許容値よりも小さければ、所期のバッテリ3との差が小さいので、バッテリ3が劣化していないと判断する。逆にバッテリ劣化判定部12は、理論電圧降下値と実測電圧降下値との差分が、前記予め定める許容値以上であれば、所期のバッテリ3との差が大きいので、バッテリ3が劣化していると判断する。換言すると、実測電圧降下値が、理論曲線と判定曲線との間の値であれば、バッテリ3が劣化していないと判断し、実測電圧降下値が、判定曲線よりも高ければ、バッテリ3が劣化していると判断する。ステップa13の処理が、判定工程に相当する。バッテリ劣化判定部12が、バッテリ劣化の判定を実施すると、本処理を終了する。
Next, the battery
以上説明したように、補助バッテリ4を利用することによってエンジン6が停止した状態でバッテリ3の劣化を判定することができるので、バッテリ3の劣化を判定する処理においてエンジン6の動作に影響を与えることがなくなる。これによって従来の技術のように、バッテリ3の劣化を判定するためにエンジン6の動力の一部が交流発電機15によって消費されなくなるので、バッテリ3の劣化を判定するときにドライバビリティが低下することを防ぐことができる。
As described above, since the deterioration of the
またバッテリ3の劣化の判定を、理論電圧降下値と実測電圧降下値との差分を予め定める許容値と比較するだけで行うので、複雑な処理を行う必要がなく、バッテリ制御システム1の処理の負荷を低減することができる。
In addition, since the deterioration of the
また補助バッテリ4の放電によってエンジンスタータ7を駆動するので、補助バッテリ4に充電された電気を無駄にすることなく、有効に利用することができる。これによってバッテリ3の劣化の判定のためだけに用いられる電力を抑制するができる。
Further, since the engine starter 7 is driven by the discharge of the
またバッテリ3の放電量と、電解液温度と、電圧降下値との関係は、バッテリ3の容量に大きく依存するが、車両に搭載したバッテリ3の容量に対応する電圧変化情報に基づいてバッテリ3の劣化の判定を行うので、精度良くバッテリ3の劣化の判定を行うことができる。
The relationship between the discharge amount of the
予め定める許容値は、温度に依存しない定数としたが、予め定める許容値は、温度に依存して変化してもよく、前記判定曲線を補正してもよい。図4は、予め定める許容値の温度変化を表す図である。横軸は、温度を表し、縦軸は、予め定める許容値を表す。予め定める許容値は、電解液温度が低いほど高い。これは、電解液温度が低いほど、バッテリ3が劣化したときに実測電圧降下値の理論電圧降下値からのずれが大きくなる現象を反映している。
Although the predetermined allowable value is a constant that does not depend on temperature, the predetermined allowable value may change depending on temperature, and the determination curve may be corrected. FIG. 4 is a diagram illustrating a temperature change of a predetermined allowable value. The horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents a predetermined allowable value. The predetermined allowable value is higher as the electrolyte temperature is lower. This reflects the phenomenon that the lower the electrolyte temperature, the greater the deviation of the measured voltage drop value from the theoretical voltage drop value when the
この場合、前述したステップa13において、補正された判定曲線または予め定める許容値に基づいて、バッテリ3の劣化を判定する。具体的には、判定曲線は、理論曲線に予め定める許容値を加算した曲線であるので、この許容値を補正することによって判定曲線が補正される。バッテリ劣化判定部12は、実測電圧降下値が、理論曲線と判定曲線との間の値であれば、バッテリ3が劣化していないと判定し、実測電圧降下値が、判定曲線よりも高ければ、バッテリ3が劣化していると判定する。
In this case, in step a13 described above, the deterioration of the
このように予め定める許容値が温度に依存して変化するので、判定曲線にバッテリ3の実際の電圧降下値の特性を反映することができ、バッテリ3の劣化の判定を精度良く行うことができる。
Since the predetermined allowable value changes depending on the temperature in this way, the characteristics of the actual voltage drop value of the
本発明の他の実施の形態のバッテリ制御システム1は、前述のバッテリ制御システム1に加えて、第2電流計19を備える。図1において第2電流計19の設けられる位置を矢印19にて示す。本発明の実施の形態のバッテリ制御システム1は、前述の実施の形態のバッテリ制御システム1と同様の構成であるので、異なる部分についてのみ説明する。
The
第2電流計19は、切換リレー9と補助バッテリ4とスイッチ8とが接続される部位と、スイッチとの間に設けられる。このような位置に第2電流計19を設けることによって、第2電流計19は、バッテリ3から補助バッテリ4に流れる電流を測定する。第2電流計19は、バッテリ3から補助バッテリ4に流れる電流の電流値を測定し、測定した電圧値を表すアナログデータをバッテリ状態検出部11に常に与え続ける。
The
バッテリ状態検出部11は、第2電流計19から与えられる情報、すなわち前記アナログデータに基づいて、補助バッテリ4に流れる電流の電流値を演算する。バッテリ状態検出部11は、この演算を繰り返し行い、かつ演算した電流値を積算することによって、補助バッテリ4の充電量を演算する。バッテリ状態検出部11によって演算された充電量は、換言すると、バッテリ3が補助バッテリ4を充電するときの放電量である。このように実際のバッテリ3の放電量を測定するので、補助バッテリ4の電気容量に基づいてバッテリ3の放電量を推定する場合に比べて、バッテリ3の放電量をより正確に推定することができる。
The battery state detection unit 11 calculates the current value of the current flowing through the
図5は、バッテリ3の劣化を判定するフローを示すフローチャートである。図5のフローが表す処理は、図2のフローが表す処理に電流を積算するステップb10の処理が加えられ、かつステップa13の処理に対応するステップb14のバッテリの劣化を判定する処理の内容が異なる。ステップb1〜ステップb9までの処理は、ステップa1〜ステップa9までの処理とそれぞれ同じであり、ステップb11〜ステップb13までの処理はステップa10〜ステップa12までの処理とそれぞれ同じであるので、同じ処理については説明を省略する。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow for determining deterioration of the
ステップb9において補助バッテリ4の充電を開始すると、ステップb10に移行する。ステップb10では、バッテリ状態検出部11は、第2電流計19から与えられるアナログデータから電流値を演算し、かつ演算した電流値を前回演算した電流値に加算し、電流値の積算値を算出する。ステップb9においてスイッチをオンにした後に初めてステップb10の処理を行う場合には、数値「0」に電流値を加算する。次にステップb11に移行する。
When charging of the
ステップb11では、制御部14は、補助バッテリ4の充電が完了したと判断すると、ステップb12に移行する。制御部14は、補助バッテリ4の充電が完了していないと判断すると、ステップb10に移行し、ステップb10の処理を補助バッテリ4の充電が完了するまで繰返す。このように補助バッテリ4の充電の開始から充電が完了するまでの間、電流値を積算するので、バッテリ3の正確な放電量が求まる。
In step b11, when the
ステップb14では、前述のステップa13と同様の処理を行うが、理論電圧降下値を算出するときに用いられるバッテリ3の放電量として、ステップb11において求めた正確な放電量を用いる。バッテリ3の劣化の判定を行うと、本処理を終了する。
In step b14, the same processing as in step a13 described above is performed, but the exact discharge amount obtained in step b11 is used as the discharge amount of the
補助バッテリ4の電気容量に基づいて推定されるバッテリ3の放電量よりも正確なバッテリ3の放電量に基づいてバッテリ3の劣化の判定を行うので、より精度の高いバッテリ3の劣化の判定を行うことができる。
Since the determination of the deterioration of the
本発明の他の実施の形態では、バッテリ3の劣化の判定を、理論電圧降下値と実測電圧降下値との差分ではなく、単位放電量当りの電圧降下値を基に行ってもよい。図6は、所期のバッテリ3の電解液温度と、単位放電量当りの電圧降下値との関係を表す図である。横軸は、電解液温度を表し、縦軸は、単位放電量当りの電圧降下値を表す。図6では、所期のバッテリ3の単位放電量当りの電圧降下値の理論曲線を実線で表し、バッテリ3の劣化の判定基準となる判定曲線を点線で表す。判定曲線は、理論曲線に予め定める許容値を加算した曲線である。予め定める許容値は、本実施の形態では電解液温度に依存しない値である。
In another embodiment of the present invention, the deterioration of the
単位放電量当りの電圧降下値は、電圧降下値を放電量で除した値である。具体的には理論電圧降下値または実測電圧降下値を放電量で除した値である。単位放電量当りの電圧降下値をSとし、放電量をS1とし、放電したときのバッテリ3の電位の低下量をΔVとすると、単位放電量当りの電圧降下値は、次式で表される。
S=ΔV/S1 …(1)
The voltage drop value per unit discharge amount is a value obtained by dividing the voltage drop value by the discharge amount. Specifically, it is a value obtained by dividing the theoretical voltage drop value or the actually measured voltage drop value by the discharge amount. Assuming that the voltage drop value per unit discharge amount is S, the discharge amount is S1, and the potential drop amount of the
S = ΔV / S1 (1)
理論曲線は、予め記憶部13に記憶されており、所期のバッテリ3の単位放電量当りの電圧降下値に基づいて定められる。バッテリ劣化判定部12は、理論曲線と、電解液温度とから、所期のバッテリ3の単位放電量当りの電圧降下値を算出する。またバッテリ劣化判定部12は、実測電圧降下値を、積算して算出したバッテリ3の放電量で除して、実際のバッテリ3の単位放電量当りの電圧降下値を算出する。バッテリ劣化判定部12は、算出した単位放電量当りの電圧降下値の差分が、前記予め定める許容値よりも小さければ、所期のバッテリ3との差が小さいので、バッテリ3が劣化していないと判定する。逆に算出した単位放電量当りの電圧降下値の差分が、前記予め定める許容値よりも大きければ、所期のバッテリ3との差が大きいので、バッテリ3が劣化していないと判定する。
The theoretical curve is stored in advance in the
このように所期のバッテリ3の単位放電量当りの電圧降下値と、実際のバッテリ3の単位放電量当りの電圧降下値とを比較することによってバッテリ3の劣化の判定を行うことができる。
Thus, the deterioration of the
予め定める許容値は、温度に依存しない定数としたが、予め定める許容値は、温度に依存して変化してもよく、前述した実施の形態と同様に前記判定曲線を補正してもよい。このように予め定める許容値が温度に依存して変化するので、判定曲線にバッテリ3の実際の単位放電量当りの電圧降下値の特性を反映することができ、バッテリ3の劣化の判定を精度良く行うことができる。
Although the predetermined allowable value is a constant that does not depend on the temperature, the predetermined allowable value may change depending on the temperature, and the determination curve may be corrected as in the above-described embodiment. Since the predetermined allowable value changes depending on the temperature in this way, the characteristics of the voltage drop value per unit discharge amount of the
前述の各実施の形態のバッテリ制御システム1では、補助バッテリ4が、交流発電機15を駆動するとしたけれども、バッテリ3が交流発電機15を駆動し、補助バッテリ4が車載電装品のモータを駆動するような構成でもよい。このような構成であっても、補助バッテリ4に充電された電気を無駄にすることなく、有効に利用することができる。
In the
前述の各実施の形態のバッテリ制御システム1は、エンジンを有する車両に搭載されるとしたけれども、バッテリを有する電気機器に搭載されて、バッテリの劣化を判定してもよい。たとえばバッテリ制御システム1は、電気自動車に搭載されて、電気自動車のバッテリの劣化を判定をしてもよい。
Although the
また前述の各実施の形態のバッテリ制御システム1は、スイッチ8および切換リレー9を含む構成としても良い。つまり、バッテリ制御システムは、バッテリ状態検出部11と、バッテリ劣化判定部12と、記憶部13と、補助バッテリ4と、スイッチ8と、切換リレー9とを含んで構成される。またバッテリ制御システム1は、記憶部13と補助バッテリ4とを除いた構成としてもよい。つまり、バッテリ制御システムは、バッテリ状態検出部11と、バッテリ劣化判定部12とを含んで構成される。
Further, the
なお本実施の形態では車両に本発明のバッテリ制御システム1を適用した場合についの具体例を示したが、本発明のバッテリ制御システム1は、車両に限らずに、車両以外のものにも適用可能である。
In the present embodiment, a specific example of the case where the
1 バッテリ制御システム
2 バッテリ制御装置
3 バッテリ
4 補助バッテリ
5 測定部
6 エンジン
7 エンジンスタータ
8 スイッチ
9 切換リレー
11 バッテリ状態検出部
12 バッテリ劣化判定部
13 記憶部
14 制御部
15 交流発電機
16 電圧計
17 電流計
18 温度計
DESCRIPTION OF
Claims (6)
検出手段から与えられる第1バッテリの電圧および電解液温度を取得するバッテリ状態検出部と、
第1バッテリの劣化を判定する判定部とを含み、
前記判定部は、
取得した第1バッテリの電解液温度から第2バッテリへ所定の電気量を充電するときの第1バッテリの理論電圧降下値を求め、
該理論電圧降下値と、第2バッテリへ所定の電気量を充電するときの取得した第1バッテリの電圧降下値とを比較することによって、第1バッテリの劣化を判定することを特徴とするバッテリ制御装置。 A second battery charged by the first battery;
A battery state detector that obtains the voltage and electrolyte temperature of the first battery provided from the detecting means;
A determination unit for determining deterioration of the first battery,
The determination unit
Obtaining the theoretical voltage drop value of the first battery when charging a predetermined amount of electricity from the obtained electrolyte temperature of the first battery to the second battery,
A battery characterized in that the deterioration of the first battery is determined by comparing the theoretical voltage drop value and the voltage drop value of the first battery acquired when a predetermined amount of electricity is charged to the second battery. Control device.
当該車両のエンジンが停止した状態において、第2バッテリを充電することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のバッテリ制御装置。 A battery control device for a first battery mounted on a vehicle,
The battery control device according to claim 1, wherein the second battery is charged in a state where the engine of the vehicle is stopped.
前記充電工程における第1バッテリの電圧および電解液温度を測定する測定工程と、
前記第1バッテリの劣化を判定する判定工程とを含み、
前記判定工程は、
測定した第1バッテリの電解液温度から第2バッテリへ所定の電気量を充電するときの第1バッテリの理論電圧降下値を求め、
該理論電圧降下値と第2バッテリへ所定の電気量を充電したときの測定した第1バッテリの電圧降下値とを比較することによって、第1バッテリの劣化を判定することを特徴とするバッテリ制御方法。 A charging step of charging the second battery with the first battery;
A measuring step of measuring the voltage of the first battery and the electrolyte temperature in the charging step;
A determination step of determining deterioration of the first battery,
The determination step includes
Obtaining the theoretical voltage drop value of the first battery when charging a predetermined amount of electricity from the measured electrolyte temperature of the first battery to the second battery,
Battery control characterized in that the deterioration of the first battery is determined by comparing the theoretical voltage drop value and the voltage drop value of the first battery measured when a predetermined amount of electricity is charged to the second battery. Method.
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