JP6655453B2

JP6655453B2 - Secondary battery state detection device and secondary battery state detection method

Info

Publication number: JP6655453B2
Application number: JP2016075488A
Authority: JP
Inventors: 直孝内野; 岩根　典靖; 典靖岩根; 悦藏佐藤; 泰司光山; 公一成井; 丹大野
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2036-04-04
Also published as: JP2017188277A

Description

本発明は、二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法に関するものである。 The present invention relates to a secondary battery state detection device and a secondary battery state detection method.

特許文献１には、二次電池の開回路電圧の変化を検出することで、電解液の凍結を検出する技術が開示されている。 Patent Literature 1 discloses a technique for detecting freezing of an electrolyte by detecting a change in an open circuit voltage of a secondary battery.

特開２００６−１５５９１６号公報JP 2006-155916 A

ところで、二次電池が充電または放電された後には分極が発生し、この分極が解消するには一定の時間を要する。このような分極は、二次電池の開回路電圧にも影響を与えることから、分極が生じている場合には、二次電池の電解液が凍結しているか否かを正確に検出することができないという問題点がある。 By the way, polarization occurs after the secondary battery is charged or discharged, and it takes a certain time to eliminate the polarization. Since such polarization also affects the open circuit voltage of the secondary battery, it is possible to accurately detect whether or not the electrolyte of the secondary battery is frozen when the polarization occurs. There is a problem that can not be.

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することが可能な二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides a secondary battery state detection device and a secondary battery state detection method capable of accurately detecting freezing of an electrolyte solution of a secondary battery. It is intended to be.

上記課題を解決するために、本発明は、二次電池の状態を検出する二次電池状態検出装置において、前記二次電池のインピーダンスを測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記インピーダンスの値に基づいて、前記二次電池の電解液が凍結しているか否かを推定する推定手段と、を有し、前記推定手段は、前記電解液の温度が低下する場合であって、前記電解液の温度の低下に対する前記インピーダンスの増加の割合が、前記電解液が凍結していない場合に比較して相対的に大きくなったときに、前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the present invention provides a secondary battery state detection device for detecting a state of a secondary battery, wherein a measuring unit for measuring the impedance of the secondary battery, and the impedance measured by the measuring unit And estimating means for estimating whether or not the electrolyte of the secondary battery is frozen, based on the value of , wherein the estimating means is a case where the temperature of the electrolyte decreases, When the rate of increase of the impedance with respect to the decrease in the temperature of the electrolyte is relatively large as compared with the case where the electrolyte is not frozen, the electrolyte is frozen or the freezing has started. Is estimated .

また、本発明は、前記推定手段は、前記電解液の温度がＴ１である場合の前記インピーダンスＺ１と、前記電解液の温度がＴ２（＜Ｔ１）である場合の前記インピーダンスＺ２との差分値（Ｚ２−Ｚ１）が所定の閾値Ｔｈよりも大きい（（Ｚ２−Ｚ１）＞Ｔｈ）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。 Also, in the present invention, the estimating means may calculate a difference value between the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1 and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1) ( When (Z2-Z1) is larger than a predetermined threshold value Th ((Z2-Z1)> Th), it is estimated that the electrolytic solution is frozen or freezing has started.
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段は、前記電解液の温度がＴ１である場合の前記インピーダンスＺ１と、前記電解液の温度がＴ２（＜Ｔ１）である場合の前記インピーダンスＺ２の比（Ｚ２／Ｚ１）が所定の閾値Ｔｈよりも大きい（（Ｚ２／Ｚ１）＞Ｔｈ）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。 Further, in the present invention, the estimating means may provide a ratio (Z2 / 1/2) of the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1 and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1). When (Z1) is larger than a predetermined threshold value Th ((Z2 / Z1)> Th), it is characterized that it is estimated that the electrolytic solution is frozen or the freezing has started.
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段は、前記電解液の温度がＴ１である場合の前記インピーダンスＺ１と、前記電解液の温度がＴ２（＜Ｔ１）である場合の前記インピーダンスＺ２とによって求めた値（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））が所定の閾値Ｔｈよりも小さい（（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））＜Ｔｈ）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。 Further, in the present invention, the estimating means may be configured such that the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1, and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1). When ((Z2-Z1) / (T2-T1)) is smaller than a predetermined threshold value Th (((Z2-Z1) / (T2-T1)) <Th), the electrolyte is frozen or frozen. Is estimated to have started.
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段は、前記電解液の温度がＴ１である場合の前記インピーダンスＺ１と、前記電解液の温度がＴ２（＜Ｔ１）である場合の前記インピーダンスＺ２と、前記電解液の温度がＴ３（＜Ｔ２）である場合の前記インピーダンスＺ３と、前記電解液の温度がＴ４（＜Ｔ３）である場合の前記インピーダンスＺ４と、に基づいて求めた値（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）−（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））が所定の閾値Ｔｈよりも小さい（（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）−（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））＜Ｔｈ）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。 Also, in the present invention, the estimating means may include the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1, the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1), Is obtained based on the impedance Z3 when the temperature of the electrolyte is T3 (<T2) and the impedance Z4 when the temperature of the electrolytic solution is T4 (<T3) ((Z4-Z3) / (T4-T3)-(Z2-Z1) / (T2-T1)) is smaller than the predetermined threshold Th (((Z4-Z3) / (T4-T3)-(Z2-Z1) / (T2-T1) If ()) <Th), it is estimated that the electrolytic solution is frozen or the freezing has started.
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段は、前記電解液の温度がＴ１である場合の前記インピーダンスＺ１と、前記電解液の温度がＴ２（＜Ｔ１）である場合の前記インピーダンスＺ２と、前記電解液の温度がＴ３（＜Ｔ２）である場合の前記インピーダンスＺ３と、前記電解液の温度がＴ４（＜Ｔ３）である場合の前記インピーダンスＺ４と、に基づいて求めた値（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）／（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の絶対値が所定の閾値Ｔｈよりも大きい（｜（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）／（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１）｜＞Ｔｈ）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。 Also, in the present invention, the estimating means may include the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1, the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1), Is obtained based on the impedance Z3 when the temperature of the electrolyte is T3 (<T2) and the impedance Z4 when the temperature of the electrolytic solution is T4 (<T3) ((Z4-Z3) / The absolute value of (T4-T3) / (Z2-Z1) / (T2-T1)) is larger than a predetermined threshold Th (| (Z4-Z3) / (T4-T3) / (Z2-Z1) / ( In the case of T2-T1) |> Th), it is estimated that the electrolyte is frozen or the freezing has started.
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段は、前記二次電池の電解液が凍結していない所定の過去の時点における前記インピーダンスをＺ１とし、前記測定手段によって測定した現時点における前記インピーダンスをＺ２としたときにこれらによって求めた差分値（Ｚ２−Ｚ１）が所定の閾値Ｔｈよりも大きい（（Ｚ２−Ｚ１）＞Ｔｈ）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。
Further, the present invention, the estimating means, the impedance at a predetermined past time that the electrolytic solution does not freeze in the secondary battery and Z1, when the impedance at the present time measured by the measuring means and the Z2 When the difference value (Z2-Z1) obtained by the above is larger than a predetermined threshold value Th ((Z2-Z1)> Th), it is estimated that the electrolytic solution is frozen or the freezing has started. And
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段は、前記二次電池の電解液が凍結していない所定の過去の時点における前記インピーダンスをＺ１とし、前記測定手段によって測定した現時点における前記インピーダンスをＺ２としたときのこれらの比（Ｚ２／Ｚ１）が所定の閾値Ｔｈよりも大きい（（Ｚ２／Ｚ１）＞Ｔｈ）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。
Further, the present invention, the estimating means, the impedance at a predetermined past time that the electrolytic solution does not freeze in the secondary battery and Z1, when the impedance at the present time measured by the measuring means and the Z2 When these ratios (Z2 / Z1) are larger than a predetermined threshold value Th ((Z2 / Z1)> Th), it is estimated that the electrolytic solution is frozen or freezing has started.
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段は、所定の測定時刻ｔ１における前記インピーダンスをＺ１とするとともに前記二次電池の開回路電圧をＶ１とし、所定の測定時刻ｔ２（＞ｔ１）における前記インピーダンスをＺ２とするとともに前記二次電池の開回路電圧をＶ２としたときに、これらによって求めた値（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｖ２−Ｖ１））が０よりも大きい（（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｖ２−Ｖ１））＞０）場合は前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な計算によって、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することができる。 Further, in the present invention, the estimating means sets the impedance at a predetermined measurement time t1 to Z1, sets the open circuit voltage of the secondary battery to V1, and sets the impedance at a predetermined measurement time t2 (> t1) to Z2. And when the open circuit voltage of the secondary battery is V2, the value ((Z2-Z1) / (V2-V1)) obtained by these is greater than 0 (((Z2-Z1) / ( In the case of V2-V1) >> 0), it is estimated that the electrolyte is frozen or the freezing has started.
According to such a configuration, freezing of the electrolyte of the secondary battery can be accurately detected by a simple calculation.

また、本発明は、前記推定手段によって前記二次電池の前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定した場合には、凍結が始まっていることを外部に提示する提示手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、ユーザに対して、二次電池の電解液の凍結を通知することができる。 Further, the present invention has a presenting means for externally presenting that the freezing has started when the estimating means estimates that the electrolytic solution of the secondary battery is frozen or the freezing has started. It is characterized by the following.
According to such a configuration, it is possible to notify the user of the freezing of the electrolyte of the secondary battery.

また、本発明は、二次電池の状態を検出する二次電池状態検出方法において、前記二次電池のインピーダンスを測定する測定ステップと、前記測定ステップにおいて測定された前記インピーダンスの値に基づいて、前記二次電池の電解液が凍結しているか否かを推定する推定ステップと、を有し、前記推定ステップは、前記電解液の温度が低下する場合であって、前記電解液の温度の低下に対する前記インピーダンスの増加の割合が、前記電解液が凍結していない場合に比較して相対的に大きくなったときに、前記電解液が凍結しているまたは凍結が開始したと推定する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is a secondary battery state detection method for detecting a state of a secondary battery, a measuring step of measuring the impedance of the secondary battery, based on the value of the impedance measured in the measuring step, An estimating step of estimating whether or not the electrolytic solution of the secondary battery is frozen , wherein the estimating step is a case where the temperature of the electrolytic solution decreases, and the temperature of the electrolytic solution decreases. When the rate of increase of the impedance with respect to becomes relatively large compared to the case where the electrolytic solution is not frozen, it is estimated that the electrolytic solution is frozen or freezing has started. Features.

本発明によれば、二次電池の電解液の凍結を正確に検出することが可能な二次電池状態検出装置および二次電池劣化推定方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the secondary battery state detection apparatus and secondary battery deterioration estimation method which can detect the freezing of the electrolyte solution of a secondary battery accurately.

本発明の実施形態に係る二次電池状態検出装置の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration example of a secondary battery state detection device according to an embodiment of the present invention. 図１の制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of a control unit in FIG. 1. 図１に示す実施形態の動作を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1. 図１に示す実施形態の動作を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1. 図１に示す実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。2 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments. 他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments. 他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments. 他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments. 他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments.

次に、本発明の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.

（Ａ）本発明の実施形態の構成の説明
図１は、本発明の実施形態に係る二次電池状態検出装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、二次電池状態検出装置１は、制御部１０、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３、および、放電回路１５を主要な構成要素としており、二次電池１４の充電状態を制御する。ここで、制御部１０は、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３からの出力を参照し、二次電池１４の状態を検出するとともに、オルタネータ１６の発電電圧を制御することで二次電池１４の充電状態を制御する。電圧センサ１１は、二次電池１４の端子電圧を検出し、制御部１０に通知する。電流センサ１２は、二次電池１４に流れる電流を検出し、制御部１０に通知する。温度センサ１３は、二次電池１４の電解液または周囲の環境温度を検出し、制御部１０に通知する。放電回路１５は、例えば、直列接続された半導体スイッチと抵抗素子等によって構成され、制御部１０によって半導体スイッチがオン／オフ制御されることにより二次電池１４を間欠的に放電させる。 (A) Description of Configuration of Embodiment of the Present Invention FIG. 1 is a diagram showing a power supply system of a vehicle having a secondary battery state detecting device according to an embodiment of the present invention. In this figure, the secondary battery state detection device 1 includes a control unit 10, a voltage sensor 11, a current sensor 12, a temperature sensor 13, and a discharge circuit 15 as main components, and determines the charge state of the secondary battery 14. Control. Here, the control unit 10 refers to the outputs from the voltage sensor 11, the current sensor 12, and the temperature sensor 13, detects the state of the secondary battery 14, and controls the generated voltage of the alternator 16 to control the secondary battery. The state of charge of the secondary battery 14 is controlled. The voltage sensor 11 detects the terminal voltage of the secondary battery 14 and notifies the control unit 10 of the detected voltage. The current sensor 12 detects a current flowing through the secondary battery 14 and notifies the control unit 10. The temperature sensor 13 detects the electrolytic solution of the secondary battery 14 or the surrounding environmental temperature, and notifies the control unit 10. The discharge circuit 15 includes, for example, a semiconductor switch and a resistor connected in series, and the control unit 10 controls the semiconductor switch to be turned on / off to intermittently discharge the secondary battery 14.

二次電池１４は、電解液を有する二次電池、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、または、ニッケル水素電池等によって構成され、オルタネータ１６によって充電され、スタータモータ１８を駆動してエンジンを始動するとともに、負荷１９に電力を供給する。オルタネータ１６は、エンジン１７によって駆動され、交流電力を発生して整流回路によって直流電力に変換し、二次電池１４を充電する。オルタネータ１６は、制御部１０によって制御され、発電電圧を調整することが可能とされている。 The secondary battery 14 is configured by a secondary battery having an electrolyte, for example, a lead storage battery, a nickel cadmium battery, or a nickel hydride battery, is charged by the alternator 16, drives the starter motor 18, and starts the engine. At the same time, power is supplied to the load 19. The alternator 16 is driven by the engine 17, generates AC power, converts the AC power into DC power by a rectifier circuit, and charges the secondary battery 14. The alternator 16 is controlled by the control unit 10 and is capable of adjusting the generated voltage.

エンジン１７は、例えば、ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジン等のレシプロエンジンまたはロータリーエンジン等によって構成され、スタータモータ１８によって始動され、トランスミッションを介して駆動輪を駆動し、車両に推進力を与えるとともに、オルタネータ１６を駆動して電力を発生させる。スタータモータ１８は、例えば、直流電動機によって構成され、二次電池１４から供給される電力によって回転力を発生し、エンジン１７を始動する。負荷１９は、例えば、電動ステアリングモータ、デフォッガ、シートヒータ、イグニッションコイル、カーオーディオ、および、カーナビゲーション等によって構成され、二次電池１４からの電力によって動作する。 The engine 17 is constituted by, for example, a reciprocating engine such as a gasoline engine and a diesel engine, or a rotary engine, and is started by a starter motor 18 to drive driving wheels via a transmission to provide a propulsive force to the vehicle. To generate electric power. The starter motor 18 is configured by, for example, a DC motor, generates a rotational force by electric power supplied from the secondary battery 14, and starts the engine 17. The load 19 includes, for example, an electric steering motor, a defogger, a seat heater, an ignition coil, a car audio, a car navigation, and the like, and operates using electric power from the secondary battery 14.

図２は、図１に示す制御部１０の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、通信部１０ｄ、Ｉ／Ｆ（Interface）１０ｅを有している。ここで、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂに格納されているプログラム１０ｂａに基づいて各部を制御する。ＲＯＭ１０ｂは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａ等を格納している。ＲＡＭ１０ｃは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａを実行する際に生成されるデータや、後述する数式またはテーブル等のパラメータ１０ｃａを格納する。通信部１０ｄは、上位の装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）等との間で通信を行い、検出した情報または制御情報を上位装置に通知する。Ｉ／Ｆ１０ｅは、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３から供給される信号をデジタル信号に変換して取り込むとともに、放電回路１５、オルタネータ１６、および、スタータモータ１８等に駆動電流を供給してこれらを制御する。 FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration example of the control unit 10 shown in FIG. As shown in FIG. 1, the control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 10a, a ROM (Read Only Memory) 10b, a RAM (Random Access Memory) 10c, a communication unit 10d, and an I / F (Interface) 10e. ing. Here, the CPU 10a controls each unit based on the program 10ba stored in the ROM 10b. The ROM 10b is configured by a semiconductor memory or the like, and stores a program 10ba or the like. The RAM 10c is configured by a semiconductor memory or the like, and stores data generated when the program 10ba is executed, and parameters 10ca such as mathematical expressions and tables described later. The communication unit 10d communicates with an upper-level device such as an ECU (Electronic Control Unit) and notifies the higher-level device of detected information or control information. The I / F 10e converts signals supplied from the voltage sensor 11, the current sensor 12, and the temperature sensor 13 into digital signals and takes them in, and also supplies drive currents to the discharge circuit 15, the alternator 16, the starter motor 18, and the like. Supply and control these.

（Ｂ）本発明の実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の実施形態の動作について説明する。なお、以下では、本発明の実施形態の動作原理について説明した後、詳細な動作について説明する。 (B) Description of Operation of the Embodiment of the Present Invention Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. In the following, after describing the operation principle of the embodiment of the present invention, a detailed operation will be described.

まず、実施形態の動作原理について説明する。図３は、二次電池１４が鉛蓄電池である場合の電解液の温度と、二次電池１４のインピーダンスとの関係を示す図である。なお、図３において、横軸は二次電池１４の電解液の規格化した温度を示し、縦軸は二次電池１４の規格化したインピーダンスを示している。図３では、二次電池１４の電解液の温度が低下すると徐々にインピーダンスが上昇し、電解液が凍結を開始すると、破線の丸で示す領域のように、インピーダンスが急激に上昇を開始する。そこで、本実施形態では、電解液の温度の低下に対するインピーダンスの増加の割合が、電解液が凍結していない場合に比較して相対的に大きくなる場合（破線の丸で示す場合）には、電解液の凍結が始まったと推定する。 First, the operation principle of the embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the temperature of the electrolytic solution and the impedance of the secondary battery 14 when the secondary battery 14 is a lead storage battery. In FIG. 3, the horizontal axis represents the normalized temperature of the electrolyte of the secondary battery 14, and the vertical axis represents the normalized impedance of the secondary battery 14. In FIG. 3, when the temperature of the electrolytic solution of the secondary battery 14 decreases, the impedance gradually increases. When the electrolytic solution starts to freeze, the impedance suddenly starts increasing as indicated by a region indicated by a broken-line circle. Therefore, in the present embodiment, when the rate of increase of the impedance with respect to the decrease in the temperature of the electrolytic solution is relatively large as compared with the case where the electrolytic solution is not frozen (in the case indicated by a broken circle), It is assumed that the freezing of the electrolyte has started.

ここで、二次電池１４のインピーダンスの実数成分である抵抗は、導電抵抗と液抵抗によって構成される。一般に、導体抵抗と液抵抗は、分極の影響を受けにくいことから、二次電池１４のインピーダンスを用いて電解液の凍結を推定する場合には、分極の有無に拘わらず、凍結を正確に判定することができる。 Here, the resistance that is a real component of the impedance of the secondary battery 14 is constituted by a conductive resistance and a liquid resistance. Generally, since the conductor resistance and the liquid resistance are hardly affected by polarization, when estimating the freezing of the electrolytic solution by using the impedance of the secondary battery 14, the freezing is accurately determined regardless of the presence or absence of the polarization. can do.

つぎに、本発明の実施形態の詳細な動作について説明する。本発明の実施形態では、ＣＰＵ１０ａは、二次電池１４の想定される凍結温度（例えば、−３０℃）に対して、所定のマージンΔＴ（例えば、１０℃）を加算して得られる値を、電解液の凍結監視処理を開始する温度Ｔｆに設定する。いまの例では、Ｔｆ＝−２０℃（＝−３０＋１０℃）を得る。 Next, a detailed operation of the embodiment of the present invention will be described. In the embodiment of the present invention, the CPU 10a calculates a value obtained by adding a predetermined margin ΔT (for example, 10 ° C.) to the assumed freezing temperature of the secondary battery 14 (for example, −30 ° C.) The temperature is set to the temperature Tf at which the freezing monitoring process of the electrolytic solution is started. In the present example, Tf = −20 ° C. (= −30 + 10 ° C.) is obtained.

つぎに、ＣＰＵ１０ａは、図４に示すように、二次電池１４の電解液（または環境）の温度が、標準温度としてのＴ１（例えば、２５℃）である場合に、インピーダンスＺ１を測定する。なお、インピーダンスの測定方法としては、例えば、特開２００９−００２９５７に開示される方法を用いることができる。より詳細には、例えば、実験等によって求めた所定の条件を満たした定電流瞬時放電サイクルを行う分極履歴消去を行って分極履歴を消去した後に、開回路電圧を測定してＶｏとする。そして、その後に、放電回路１５による電流Ｉによる定電流瞬時放電を実行し、その時の最小電圧Ｖｍを測定する。そして、以下の式（１）によりインピーダンスＺ１を算出する。 Next, as shown in FIG. 4, when the temperature of the electrolytic solution (or environment) of the secondary battery 14 is T1 (for example, 25 ° C.) as a standard temperature, the CPU 10a measures the impedance Z1. As a method of measuring the impedance, for example, a method disclosed in JP-A-2009-002957 can be used. More specifically, for example, after erasing the polarization history by performing a constant current instantaneous discharge cycle that satisfies a predetermined condition obtained by an experiment or the like and erasing the polarization history, the open circuit voltage is measured to be Vo. Then, thereafter, a constant current instantaneous discharge by the current I by the discharge circuit 15 is executed, and the minimum voltage Vm at that time is measured. Then, the impedance Z1 is calculated by the following equation (1).

Ｚ１＝（Ｖｏ−Ｖｍ）／Ｉ・・・（１） Z1 = (Vo−Vm) / I (1)

なお、インピーダンス値は温度により変動するため、二次電池１４の電解液の温度を検出し、前述した式（１）によって算出したインピーダンス値を、例えば、標準温度におけるインピーダンス値に補正することが望ましい。このようにして温度による補正がされたインピーダンス値は、例えば、ＲＡＭ１０ｃにパラメータ１０ｃａとして格納される。 Since the impedance value varies depending on the temperature, it is desirable to detect the temperature of the electrolytic solution of the secondary battery 14 and correct the impedance value calculated by the above equation (1) to, for example, the impedance value at the standard temperature. . The impedance value corrected in accordance with the temperature in this way is stored in the RAM 10c as the parameter 10ca, for example.

つぎに、車両が停車された後にエンジン１７が停止されると、ＣＰＵ１０ａは、温度センサ１３の出力を参照して電解液の温度Ｔを検出し、温度Ｔが前述したＴｆ以下（Ｔ≦Ｔｆ）になった場合には、電解液が凍結するおそれがあるとして、凍結監視処理を実行する。 Next, when the engine 17 is stopped after the vehicle is stopped, the CPU 10a detects the temperature T of the electrolyte with reference to the output of the temperature sensor 13, and the temperature T is equal to or less than the above-mentioned Tf (T ≦ Tf). In such a case, it is determined that there is a possibility that the electrolytic solution is frozen, and a freeze monitoring process is executed.

凍結監視処理では、ＣＰＵ１０ａは、前述の場合と同様の処理によって、二次電池１４のインピーダンスを所定の周期で検出し、検出結果をＺ２とする。そして、そのときの温度Ｔ２も検出する。なお、インピーダンスを検出する処理の頻度は、例えば、電解液の温度がＴｆよりも十分に高い場合には長い間隔で実行し、電解液の温度がＴｆに近くなった場合には短い間隔で実行するようにしてもよい。 In the freeze monitoring process, the CPU 10a detects the impedance of the secondary battery 14 at a predetermined cycle by the same process as described above, and sets the detection result to Z2. Then, the temperature T2 at that time is also detected. The frequency of the process of detecting the impedance is performed at a long interval when the temperature of the electrolyte is sufficiently higher than Tf, and is performed at a short interval when the temperature of the electrolyte is close to Tf. You may make it.

つぎに、ＣＰＵ１０ａは、インピーダンスＺ１，Ｚ２の差分値である（Ｚ２−Ｚ１）を算出し、差分値（Ｚ２−Ｚ１）が所定の閾値Ｔｈよりも大きいか否かを判定する。図４に示すように、破線の丸で示す凍結開始点よりも温度が低下すると、二次電池１４のインピーダンスは急激に増加するので、電解液の凍結が始まると差分値（Ｚ２−Ｚ１）は、ある時点において、閾値Ｔｈ（例えば、図４の例では０．４）よりも大きくなる。 Next, the CPU 10a calculates (Z2-Z1) which is a difference value between the impedances Z1 and Z2, and determines whether or not the difference value (Z2-Z1) is larger than a predetermined threshold Th. As shown in FIG. 4, when the temperature drops below the freezing start point indicated by the broken-line circle, the impedance of the secondary battery 14 sharply increases. Therefore, when the freezing of the electrolytic solution starts, the difference value (Z2-Z1) becomes At some point, it becomes larger than the threshold value Th (for example, 0.4 in the example of FIG. 4).

ＣＰＵ１０ａは、差分値（Ｚ２−Ｚ１）が所定の閾値Ｔｈよりも大きいと判定した場合には、電解液の凍結が始まったと判定し、例えば、通信部１０ｄを介して、上位のＥＣＵ（Electric Control Unit）に対して凍結開始を通知する。その結果、上位のＥＣＵは、例えば、視覚情報または聴覚情報によって、電解液の凍結開始を、例えば、ユーザに通知する。あるいは、通信部１０ｄが、赤外線または電波等によって通信を行うことが可能な場合には、ユーザの手元の端末装置（例えば、リモートコントローラまたは携帯電話）に対して、電解液の凍結開始を示す視覚情報または聴覚情報を送信する。あるいは、二次電池１４が凍結防止のヒータを有している場合には、上位のＥＣＵは、このヒータに通電することで、電解液が凍結することを防止する。また、電解液の成分である希硫酸の比重が大きい場合に凍結温度が低くなるので、例えば、エンジン１７を始動して二次電池１４を充電し、充電率を高くすることで比重を高くしたり、例えば、外部の充電器（商用電力による充電器）による充電を開始したりしてもよい。 When determining that the difference value (Z2-Z1) is greater than the predetermined threshold Th, the CPU 10a determines that freezing of the electrolyte has started, and, for example, via a communication unit 10d, a higher-level ECU (Electric Control). Unit) is notified of the start of freezing. As a result, the host ECU notifies the user of the start of freezing of the electrolyte, for example, by visual information or auditory information. Alternatively, when the communication unit 10d can perform communication by infrared rays, radio waves, or the like, a visual indication indicating the start of freezing of the electrolytic solution is given to a terminal device (for example, a remote controller or a mobile phone) at hand of the user. Send information or auditory information. Alternatively, when the secondary battery 14 has a heater for preventing freezing, the upper ECU prevents the electrolyte from freezing by energizing the heater. Further, when the specific gravity of dilute sulfuric acid, which is a component of the electrolytic solution, is large, the freezing temperature becomes low. For example, the engine 17 is started to charge the secondary battery 14, and the charging rate is increased to increase the specific gravity. Alternatively, for example, charging by an external charger (a charger using commercial power) may be started.

以上に説明したように、実施形態では、電解液が凍結する際にインピーダンスが増加することを利用して、電解液の凍結の開始を推定するようにした。これにより、開回路電圧に比較して、分極の影響を受けにくいとされるインピーダンスを用いることにより、分極が生じている場合でも、電解液の凍結を確実に検出することができる。なお、インピーダンスを測定する際に、高い周波数の電流によって測定することで、分極の影響をさらに受けにくくすることができる。 As described above, in the embodiment, the start of freezing of the electrolytic solution is estimated using the fact that the impedance increases when the electrolytic solution freezes. Thus, by using an impedance that is less likely to be affected by polarization than the open circuit voltage, it is possible to reliably detect freezing of the electrolytic solution even when polarization occurs. It should be noted that when the impedance is measured by measuring with a high-frequency current, the influence of polarization can be further reduced.

つぎに、図５を参照して、実施形態において実行される処理について説明する。図５に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。 Next, processing executed in the embodiment will be described with reference to FIG. When the flowchart shown in FIG. 5 is started, the following steps are executed.

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１０ａは、二次電池１４の想定される凍結温度（例えば、−３０℃）に対して、所定のマージンΔＴ（例えば、１０℃）を加算して、電解液の凍結監視処理を開始する温度Ｔｆを算出する。なお、凍結温度は、二次電池１４の電解液の濃度によって異なる。電解液の濃度は、例えば、電解液の液量、充電率、および、劣化の状態に応じて異なる。ここで、電解液の液量が減少している場合には、充電率等が一定であれば濃度が高くなり、結果として凍結温度が低下する。一方、充電率が低い場合または劣化が進んだ場合には、電解液の濃度が低下することから、そのような場合には凍結温度が上昇する。そこで、充電率および劣化度に応じて、想定される凍結温度を適宜設定するようにしてもよい。具体的には、充電率が低い場合や劣化が進んだ場合には想定される凍結温度を高く設定するようにしてもよい。 In step S10, the CPU 10a adds a predetermined margin ΔT (for example, 10 ° C.) to the assumed freezing temperature of the secondary battery 14 (for example, −30 ° C.), and performs the freeze monitoring process for the electrolyte. The start temperature Tf is calculated. Note that the freezing temperature varies depending on the concentration of the electrolytic solution of the secondary battery 14. The concentration of the electrolytic solution varies depending on, for example, the amount of the electrolytic solution, the charging rate, and the state of deterioration. Here, when the amount of the electrolytic solution is decreasing, if the charging rate or the like is constant, the concentration increases, and as a result, the freezing temperature decreases. On the other hand, when the charging rate is low or when the deterioration has progressed, the concentration of the electrolytic solution decreases, and in such a case, the freezing temperature increases. Therefore, the assumed freezing temperature may be appropriately set according to the charging rate and the degree of deterioration. Specifically, the assumed freezing temperature may be set higher when the charging rate is low or when the deterioration has advanced.

ステップＳ１１では、ＣＰＵ１０ａは、所定の時点における二次電池１４のインピーダンスＺ１を検出する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、例えば、電解液が標準温度（例えば、２５℃）になった場合において、電流瞬時放電サイクルを行う分極履歴消去を行って分極履歴を消去した後に、開回路電圧を測定してＶｏとする。そして、その後に、放電回路１５による電流Ｉによる定電流瞬時放電を実行し、その時の最小電圧Ｖｍを測定する。そして、前述した式（１）によりインピーダンスＺ１を求める。 In step S11, the CPU 10a detects the impedance Z1 of the secondary battery 14 at a predetermined time. More specifically, for example, when the electrolytic solution has reached a standard temperature (for example, 25 ° C.), the CPU 10a erases the polarization history by performing a polarization history erasure for performing a current instantaneous discharge cycle, and then reduces the open circuit voltage. Measure and set to Vo. Then, thereafter, a constant current instantaneous discharge by the current I by the discharge circuit 15 is executed, and the minimum voltage Vm at that time is measured. Then, the impedance Z1 is obtained by the above-described equation (1).

ステップＳ１２では、ＣＰＵ１０ａは、電解液の温度Ｔを検出する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、温度センサ１３の出力を参照して、電解液の温度Ｔを検出する。 In step S12, the CPU 10a detects the temperature T of the electrolytic solution. More specifically, the CPU 10a detects the temperature T of the electrolytic solution with reference to the output of the temperature sensor 13.

ステップＳ１３では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１２で検出した電解液の温度ＴがステップＳ１０で設定した、凍結監視処理を開始する温度Ｔｆよりも大きいか否かを判定し、Ｔ＞Ｔｆを満たす場合（ステップＳ１３：Ｙ）にはステップＳ１１に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１３：Ｎ）にはステップＳ１４に進む。例えば、電解液の温度ＴがＴｆ以下になった場合には、Ｎと判定されてステップＳ１４に進む。 In step S13, the CPU 10a determines whether or not the temperature T of the electrolytic solution detected in step S12 is higher than the temperature Tf set in step S10 to start the freeze monitoring process, and when T> Tf is satisfied (step S13). In S13: Y), the process returns to step S11 to repeat the same processing as described above, and otherwise (step S13: N), the process proceeds to step S14. For example, when the temperature T of the electrolytic solution becomes equal to or lower than Tf, it is determined to be N and the process proceeds to step S14.

ステップＳ１４では、ＣＰＵ１０ａは、その時点（現在）における、二次電池１４のインピーダンスＺ２を検出する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、前述したステップＳ１１と同様の処理によって、二次電池１４のインピーダンスＺ２を検出する。 In step S14, the CPU 10a detects the impedance Z2 of the secondary battery 14 at that time (current). More specifically, the CPU 10a detects the impedance Z2 of the secondary battery 14 by the same processing as in step S11 described above.

ステップＳ１５では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１４で求めたその時点におけるインピーダンスＺ２と、ステップＳ１１で求めた所定の時点におけるインピーダンスＺ１の差分値（Ｚ２−Ｚ１）を算出し、差分値が閾値Ｔｈよりも大きい（（Ｚ２−Ｚ１）＞Ｔｈ）か否かを判定し、大きいと判定した場合（ステップＳ１５：Ｙ）にはステップＳ１６に進み、それ以外の場合（ステップＳ１５：Ｎ）にはステップＳ１１に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。 In step S15, the CPU 10a calculates a difference value (Z2-Z1) between the impedance Z2 at that time obtained in step S14 and the impedance Z1 at a predetermined time obtained in step S11, and the difference value is larger than the threshold Th. It is determined whether or not ((Z2-Z1)> Th). If it is determined that it is larger (step S15: Y), the process proceeds to step S16, otherwise (step S15: N), the process returns to step S11. Then, the same processing as described above is repeated.

ステップＳ１６では、ＣＰＵ１０ａは、凍結検出信号を出力する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、通信部１０ｄを介して、図示しない上位の装置に、凍結検出信号を出力する。これにより、上位の装置は、ユーザに対して凍結を検出したことを提示したり、あるいは、凍結の進行を妨げるために、エンジン１７を始動して充電率を上昇させたり、二次電池１４を暖めるためのヒータに通電させたりすることができる。 In step S16, the CPU 10a outputs a freeze detection signal. More specifically, the CPU 10a outputs a freeze detection signal to a higher-level device (not shown) via the communication unit 10d. Thereby, the host device presents to the user that freezing has been detected, or in order to prevent the progress of freezing, starts the engine 17 to increase the charging rate, or replaces the secondary battery 14 with one another. It is possible to energize a heater for heating.

以上の処理によれば、二次電池１４の電解液の凍結を、例えば、分極の状態に拘わらず、正確に検出することができる。また、凍結を検出した場合には、ユーザに通知したり、エンジン１７を始動等したりすることにより、凍結の進行を妨げることができる。 According to the above processing, the freezing of the electrolytic solution of the secondary battery 14 can be accurately detected regardless of, for example, the state of polarization. Further, when freezing is detected, the progress of freezing can be prevented by notifying the user or starting the engine 17 or the like.

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、図５のステップＳ１１で求めたインピーダンスＺ１と、ステップＳ１４で求めたインピーダンスＺ２の差分値（Ｚ２−Ｚ１）と、閾値Ｔｈとの比較によって凍結の有無を推定するようにしたが、これ以外にも、例えば、インピーダンスＺ１，Ｚ２の比（Ｚ２／Ｚ１）と、閾値Ｔｈの比較に基づいて、凍結の有無を推定するようにしてもよい。すなわち、図４に示すように、凍結が始まっていない場合には、インピーダンスＺ１，Ｚ２は略同じ値であるのでＺ２／Ｚ１≒１であるが、凍結が始まるとＺ２＞Ｚ１となるので、Ｚ２／Ｚ１は１よりも大きい値となる。そこで、Ｚ２／Ｚ１が１よりも大きい所定の閾値Ｔｈ以上になった場合に凍結が始まったと判定するようにしてもよい。 (C) Description of Modified Embodiment The above embodiment is an example, and it is needless to say that the present invention is not limited to only the case described above. For example, in the above embodiment, the presence or absence of freezing is estimated by comparing the difference value (Z2-Z1) between the impedance Z1 obtained in step S11 of FIG. 5 and the impedance Z2 obtained in step S14 with the threshold value Th. However, besides this, for example, the presence or absence of freezing may be estimated based on a comparison between the ratio (Z2 / Z1) of the impedances Z1 and Z2 and the threshold value Th. That is, as shown in FIG. 4, when freezing has not started, the impedances Z1 and Z2 have substantially the same value, and therefore Z2 / Z1 ≒ 1, but when freezing starts, Z2> Z1. / Z1 is a value larger than 1. Therefore, when Z2 / Z1 becomes equal to or more than a predetermined threshold value Th greater than 1, it may be determined that freezing has started.

また、図５に示す、ステップＳ１１で検出したインピーダンスＺ１およびその時点の電解液の温度Ｔ１と、ステップＳ１４で検出したインピーダンスＺ２およびその時点の電解液の温度Ｔ２とに基づいて、図４に示す曲線の傾き（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））を算出し、この傾きに基づいて凍結の有無を判断するようにしてもよい。図６は、二次電池１４の電解液の温度と、（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値との関係を示す図である。なお、図６の横軸は二次電池１４の電解液の規格化された温度を示し、縦軸は（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値を示している。この図６に示すように、電解液が凍結していない場合には傾きは０に近い値である。電解液が凍結を開始すると、破線の丸で示すように、最初は値がマイナスに振れた後に、プラスマイナスに大きく変動する。そこで、（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値を所定の閾値Ｔｈと比較し、（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））＜Ｔｈとなった場合には凍結が始まったと推定するようにしてもよい。 4 based on the impedance Z1 detected in step S11 and the temperature T1 of the electrolytic solution at that time, and the impedance Z2 detected in step S14 and the temperature T2 of the electrolytic solution shown in FIG. The slope of the curve ((Z2-Z1) / (T2-T1)) may be calculated, and the presence or absence of freezing may be determined based on the slope. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature of the electrolyte of the secondary battery 14 and the value of ((Z2-Z1) / (T2-T1)). In addition, the horizontal axis of FIG. 6 indicates the standardized temperature of the electrolyte of the secondary battery 14, and the vertical axis indicates the value of ((Z2-Z1) / (T2-T1)). As shown in FIG. 6, when the electrolytic solution is not frozen, the slope is a value close to zero. When the electrolyte starts to freeze, the value initially fluctuates to minus and then fluctuates greatly to plus and minus, as indicated by the broken circle. Therefore, the value of ((Z2-Z1) / (T2-T1)) is compared with a predetermined threshold value Th, and when ((Z2-Z1) / (T2-T1)) <Th, freezing starts. May be estimated.

また、図７に示すように、時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）においてインピーダンスＺ１，Ｚ２および温度Ｔ１，Ｔ２を求めるとともに、時間ｔ３，ｔ４（ｔ３＜ｔ４）においてインピーダンスＺ３，Ｚ４および温度Ｔ３，Ｔ４を求め、これらに基づいて（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）−（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値を計算し、所定の閾値Ｔｈに対して、（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）−（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））＜Ｔｈである場合には凍結が始まっていると推定するようにしてもよい。より詳細には、図７では、凍結が始まる時間における（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３））の値は、それ以前の（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値に比較すると、値が小さいので、これらの差分値はマイナスの値となることから、差分値と閾値Ｔｈを比較することで、凍結の有無を判定することができる。なお、図７の横軸は規格化された時間を示し、縦軸は（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）−（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値を示している。 As shown in FIG. 7, impedances Z1 and Z2 and temperatures T1 and T2 are obtained at times t1 and t2 (t1 <t2), and impedances Z3 and Z4 and temperatures T3 and T3 at times t3 and t4 (t3 <t4). T4 is obtained, and a value of ((Z4-Z3) / (T4-T3)-(Z2-Z1) / (T2-T1)) is calculated based on these values, and ((Z4 If (−Z3) / (T4−T3) − (Z2−Z1) / (T2−T1)) <Th, it may be assumed that freezing has started. More specifically, in FIG. 7, the value of ((Z4-Z3) / (T4-T3)) at the time when the freezing starts is changed to the previous value of ((Z2-Z1) / (T2-T1)). Since the difference is small when compared, these difference values are negative values. Therefore, the presence or absence of freezing can be determined by comparing the difference value with the threshold value Th. Note that the horizontal axis of FIG. 7 indicates the normalized time, and the vertical axis indicates the value of ((Z4-Z3) / (T4-T3)-(Z2-Z1) / (T2-T1)). .

また、図８に示すように、時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）においてインピーダンスＺ１，Ｚ２および温度Ｔ１，Ｔ２を求めるとともに、時間ｔ３，ｔ４（ｔ３＜ｔ４）においてインピーダンスＺ３，Ｚ４および温度Ｔ３，Ｔ４を求め、これらに基づいて（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）／（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値を計算し、所定の閾値Ｔｈに対して、（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）／（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））＞Ｔｈである場合には凍結が始まっていると推定するようにしてもよい。より詳細には、図８では、凍結が始まる時間における（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３））は、それ以前の（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））に比較すると、絶対値が大きいので、絶対値と閾値Ｔｈとを比較することで、凍結の有無を推定することができる。なお、図８の横軸は規格化された時間を示し、縦軸は（（Ｚ４−Ｚ３）／（Ｔ４−Ｔ３）／（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｔ２−Ｔ１））の値を示している。 As shown in FIG. 8, impedances Z1 and Z2 and temperatures T1 and T2 are obtained at times t1 and t2 (t1 <t2), and impedances Z3 and Z4 and temperatures T3 and T3 at times t3 and t4 (t3 <t4). T4 is obtained, and a value of ((Z4-Z3) / (T4-T3) / (Z2-Z1) / (T2-T1)) is calculated based on these, and for a predetermined threshold Th, ((Z4 If -Z3) / (T4-T3) / (Z2-Z1) / (T2-T1))> Th, it may be estimated that freezing has started. More specifically, in FIG. 8, ((Z4-Z3) / (T4-T3)) at the time when freezing starts is absolute compared to ((Z2-Z1) / (T2-T1)) before that. Since the value is large, the presence or absence of freezing can be estimated by comparing the absolute value with the threshold Th. Note that the horizontal axis in FIG. 8 indicates the normalized time, and the vertical axis indicates the value of ((Z4-Z3) / (T4-T3) / (Z2-Z1) / (T2-T1)). .

また、図９に示すように、所定の時間ｔ１（例えば、新品の二次電池１４の搭載時）におけるインピーダンスＺ１を基準とした場合に、時間ｔ２（＞ｔ１）におけるインピーダンスＺ２とすると、これらの差分値（Ｚ２−Ｚ１）が所定の閾値Ｔｈよりも大きい場合には、凍結が始まったと推定するようにしてもよい。もちろん、差分値でなく、比（Ｚ２／Ｚ１）と、所定の閾値Ｔｈとを用いて、（Ｚ２／Ｚ１）＞Ｔｈの場合には凍結が始まったと判定するようにしてもよい。なお、図９の横軸は規格化された時間を示し、縦軸は（Ｚ２−Ｚ１）の値を示している。 Further, as shown in FIG. 9, when the impedance Z1 at the time t2 (> t1) is defined based on the impedance Z1 at the predetermined time t1 (for example, when a new secondary battery 14 is mounted), these When the difference value (Z2-Z1) is larger than the predetermined threshold Th, it may be assumed that freezing has started. Of course, instead of the difference value, the ratio (Z2 / Z1) and the predetermined threshold value Th may be used to determine that freezing has started when (Z2 / Z1)> Th. Note that the horizontal axis in FIG. 9 indicates the normalized time, and the vertical axis indicates the value of (Z2-Z1).

また、図１０に示すように、ある時間ｔ１におけるインピーダンスＺ１および開回路電圧Ｖ１を求めるとともに、時間ｔ２（＞ｔ１）におけるインピーダンスＺ２および開回路電圧Ｖ２を求め、これらの値に基づいて（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｖ２−Ｖ１））を求め、この値が所定の閾値Ｔｈ（例えば、Ｔｈ＝０）よりも大きい場合には、凍結が始まったと判定するようにしてもよい。なお、図１０の横軸は規格化された時間を示し、縦軸は（（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｖ２−Ｖ１））の値を示している。 Further, as shown in FIG. 10, the impedance Z1 and the open circuit voltage V1 at a certain time t1 are obtained, and the impedance Z2 and the open circuit voltage V2 at a time t2 (> t1) are obtained. Based on these values, ((Z2 −Z1) / (V2−V1)), and if this value is larger than a predetermined threshold Th (for example, Th = 0), it may be determined that freezing has started. Note that the horizontal axis in FIG. 10 indicates the normalized time, and the vertical axis indicates the value of ((Z2-Z1) / (V2-V1)).

また、以上の実施形態では、インピーダンスの実数成分に注目して説明を行ったが、虚数成分を参照して、凍結の判定を行うようにしてもよい。例えば、並列接続された抵抗素子およびキャパシタ素子に対して、抵抗素子が直列接続されて構成される等価回路を、二次電池１４の等価回路とし、この等価回路を、例えば、学習処理やフィッティング処理によって、構成要素である各素子値を求める。そして、求めた素子値の変化に基づいて、凍結の有無を判断するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the description has been made with a focus on the real component of the impedance. However, the determination of freezing may be performed with reference to the imaginary component. For example, an equivalent circuit configured by connecting a resistance element in series to a resistance element and a capacitor element connected in parallel is defined as an equivalent circuit of the secondary battery 14, and this equivalent circuit is subjected to, for example, a learning process or a fitting process. , Each element value as a component is obtained. Then, the presence or absence of freezing may be determined based on the obtained change in the element value.

１二次電池状態検出装置
１０制御部（推定手段）
１０ａＣＰＵ
１０ｂＲＯＭ
１０ｃＲＡＭ
１０ｄ通信部
１０ｅＩ／Ｆ
１１電圧センサ（測定手段の一部）
１２電流センサ（測定手段の一部）
１３温度センサ（測定手段の一部）
１４二次電池
１５放電回路（測定手段の一部）
１６オルタネータ
１７エンジン
１８スタータモータ
１９負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Secondary battery state detection apparatus 10 Control part (estimation means)
10a CPU
10b ROM
10c RAM
10d communication unit 10e I / F
11 Voltage sensor (part of measuring means)
12 Current sensor (part of measuring means)
13 Temperature sensor (part of measuring means)
14 Secondary battery 15 Discharge circuit (part of measuring means)
16 Alternator 17 Engine 18 Starter motor 19 Load

Claims

In a secondary battery state detection device that detects the state of the secondary battery,
Measuring means for measuring the impedance of the secondary battery,
Based on the value of the impedance measured by the measuring means, the estimating means for estimating whether the electrolyte of the secondary battery is frozen ,
The estimating means is a case where the temperature of the electrolytic solution decreases, and a rate of the increase in the impedance with respect to the decrease in the temperature of the electrolytic solution is relatively smaller than a case where the electrolytic solution is not frozen. When growing, it is estimated that the electrolyte is frozen or that freezing has started,
A secondary battery state detection device, characterized in that:

The estimating means determines a difference value (Z2-Z1) between the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1 and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1). The secondary battery state detection device according to claim 1, wherein when the threshold value is larger than the threshold value Th ((Z2-Z1)> Th), it is estimated that the electrolyte is frozen or the freezing has started. .

The estimating means determines that a ratio (Z2 / Z1) of the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1 and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1) is a predetermined threshold value. 2. The secondary battery state detection device according to claim 1, wherein when the difference is larger than Th ((Z2 / Z1)> Th), it is estimated that the electrolyte is frozen or the freezing has started. 3.

The estimating means calculates a value ((Z2-Z1) obtained from the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1 and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1). When (/ (T2-T1)) is smaller than a predetermined threshold value Th (((Z2-Z1) / (T2-T1)) <Th), it is estimated that the electrolyte is frozen or freezing has started. The secondary battery state detection device according to claim 1, wherein:

The estimating means is configured to determine the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1, the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1), and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T3 (<T1). T2) and the impedance Z4 when the temperature of the electrolytic solution is T4 (<T3) ((Z4-Z3) / (T4-T3) − (Z2-Z1) / (T2-T1)) is smaller than a predetermined threshold value Th (((Z4-Z3) / (T4-T3)-(Z2-Z1) / (T2-T1)) <Th) 2. The secondary battery state detection device according to claim 1, wherein the controller estimates that the electrolytic solution is frozen or that the freezing has started.

The estimating means is configured to determine the impedance Z1 when the temperature of the electrolytic solution is T1, the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T2 (<T1), and the impedance Z2 when the temperature of the electrolytic solution is T3 (<T1). T2), and a value ((Z4-Z3) / (T4-T3) / (T4-T3) /) obtained based on the impedance Z3 when the temperature of the electrolytic solution is T4 (<T3). (| (Z4-Z3) / (T4-T3) / (Z2-Z1) / (T2-T1) |> The absolute value of (Z2-Z1) / (T2-T1)) is larger than a predetermined threshold Th. 2. The secondary battery state detection device according to claim 1, wherein in the case of Th), it is estimated that the electrolyte is frozen or the freezing has started. 3.

The estimating means sets the impedance at a predetermined past point in time when the electrolyte of the secondary battery is not frozen to Z1, and calculates the impedance at the present time measured by the measuring means to Z2. If the value (Z2-Z1) is larger than a predetermined threshold value Th ((Z2-Z1)> Th), it is estimated that the electrolytic solution is frozen or the freezing has started. The secondary battery state detection device according to any one of the preceding claims.

The estimating means sets the impedance at a predetermined past point in time when the electrolyte of the secondary battery is not frozen to Z1 and the ratio (Z2) when the impedance measured at the present time by the measuring means is Z2. 2. The method according to claim 1, wherein when (/ Z1) is larger than a predetermined threshold value Th ((Z2 / Z1)> Th), it is estimated that the electrolytic solution is frozen or the freezing has started. Secondary battery state detector.

The estimating means sets the impedance at a predetermined measurement time t1 to Z1, sets the open circuit voltage of the secondary battery to V1, sets the impedance at a predetermined measurement time t2 (> t1) to Z2, and sets the impedance to Z2. Assuming that the open circuit voltage of the battery is V2, the value ((Z2-Z1) / (V2-V1)) obtained from these values is larger than 0 (((Z2-Z1) / (V2-V1))> 2. The secondary battery state detecting device according to claim 1, wherein in the case of 0), it is estimated that the electrolytic solution is frozen or the freezing has started.

When the estimating means estimates that the electrolytic solution of the secondary battery is frozen or that the freezing has started, the present invention has a presenting means for presenting to the outside that freezing has started. Item 10. The secondary battery state detection device according to any one of Items 1 to 9.

In a secondary battery state detection method for detecting a state of a secondary battery,
A measuring step of measuring the impedance of the secondary battery,
An estimation step of estimating whether or not the electrolyte of the secondary battery is frozen based on the value of the impedance measured in the measurement step,
The estimating step is a case where the temperature of the electrolytic solution decreases, and a rate of the increase in the impedance with respect to the decrease in the temperature of the electrolytic solution is relatively compared with a case where the electrolytic solution is not frozen. When growing, it is estimated that the electrolyte is frozen or that freezing has started,
A method for detecting a state of a secondary battery, comprising: