CN101388478A - 二次电池内部状态估计装置 - Google Patents
二次电池内部状态估计装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101388478A CN101388478A CNA2008101307628A CN200810130762A CN101388478A CN 101388478 A CN101388478 A CN 101388478A CN A2008101307628 A CNA2008101307628 A CN A2008101307628A CN 200810130762 A CN200810130762 A CN 200810130762A CN 101388478 A CN101388478 A CN 101388478A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- secondary cell
- motor
- mentioned
- vehicle
- transport condition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
提供一种二次电池内部状态估计装置,即使在高速公路、地面宽阔的平坦的长路上大致不变速地行驶的情况下,也能够正确地估计二次电池的内部状态。其具备:行驶状态判断部(10),其在连续规定时间以上车速处于规定速度范围内的情况下,判断为在速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态;以及电流随机噪声施加指令部(12)和马达控制器(4),当判断为匀速行驶状态时,对流向电动压缩机用马达(3)的电流叠加随机包含多种频率成分的随机噪声。
Description
技术领域
本发明属于二次电池内部状态估计装置的技术领域。
背景技术
以往的二次电池的充电率估计装置使用自适应数字滤波器从充放电电流和端子电压估计二次电池内部状态(时间常数、内部电阻),用其来估计开路电压,根据开路电压-充电率特性数据来估计充电率SOC(例如,参照专利文献1。)。
另外,也存在用电流-电压直线对检测出的电流和电压进行近似,将其斜率作为内部电阻值、将截距作为开路电压来估计内部电阻值(例如、参照专利文献2。)。
专利文献1:日本特开2004-178848号公报(第2-13页,全图)
专利文献2:日本特开2000-323183号公报(第2-5页,全图)
发明内容
发明要解决的问题
然而,以往,在高速公路、地面宽阔的平坦的长路上大致不变速地行驶的情况下,驱动用马达以固定转速转动,因此马达电流变化较小,难以正确地估计二次电池内部状态。
本发明是着眼于上述问题而完成的,其目的在于提供一种二次电池内部状态估计装置,即使在高速公路、地面宽阔的平坦的长路上大致不变速地行驶的情况下,也能够正确地估计二次电池的内部状态。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的,本发明的特征在于,具备:驱动用马达电流检测单元,其检测设置在车辆上的二次电池的充放电电流,该二次电池对用于驱动而设置在上述车辆上的驱动用马达进行充放电;负载马达电流检测单元,其检测设置在车辆上的二次电池的充放电电流,该二次电池对作为负载而设置在上述车辆上的负载马达进行充放电;电池电压检测单元,其检测上述二次电池的端子电压;行驶状态判断单元,其判断为在车辆的行驶速度变化较小状态下行驶的匀速行驶状态;随机噪声施加单元,其当判断为上述匀速行驶状态时,对流向上述负载马达的电流叠加随机包含多种频率成分的随机噪声;以及内部状态估计单元,其根据在上述匀速行驶状态下的叠加有随机噪声的上述负载马达电流检测单元的检测结果、和在上述匀速行驶状态下的电池电压检测单元的检测结果来估计上述二次电池的内部状态。
本发明的另一个特征在于,具备:二次电池充放电电流检测单元,其检测二次电池的充放电电流,该二次电池对用于驱动而设置在车辆上的驱动用马达以及作为负载而设置在车辆上的负载马达进行充放电;电池电压检测单元,其检测上述二次电池的端子电压;行驶状态判断单元,其判断为在车辆的行驶速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态;随机噪声施加单元,其当判断为上述匀速行驶状态时,对流向上述负载马达的电流叠加随机包含多种频率成分的随机噪声;以及内部状态估计单元,其根据在上述匀速行驶状态下的叠加有随机噪声的上述二次电池充放电电流检测单元的检测结果、和在上述匀速行驶状态下的电池电压检测单元的检测结果来估计上述二次电池的内部状态。
发明的效果
由此,在本发明中,即使在高速公路、地面宽阔的平坦的长路上大致不变速地行驶的情况下,也能够正确地估计二次电池的内部状态。
附图说明
图1是表示对使用了实施例1的二次电池内部状态估计装置的二次电池及驱动用马达、电动压缩机用马达进行控制的车载系统的控制框图。
图2是表示实施例1的电池控制器的与二次电池内部状态估计有关的部分的框结构的图。
图3是表示二次电池内部状态估计部的框结构的说明图。
图4是实施例1的车速、定时值、电动压缩机用马达的电流值的时序图。
图5是表示电池控制器的与二次电池内部状态估计有关的部分的框结构的图。
图6是实施例1的车速、定时值、电动压缩机用马达的电流值的时序图。
图7是表示电池控制器的与二次电池内部状态估计有关的部分的框结构的图。
图8是表示实施例3的频率和增益的关系的曲线图。
图9是表示实施例4的对使用了二次电池内部状态估计装置的二次电池及驱动用马达、电动压缩机用马达进行控制的车载系统的控制框图。
图10是表示实施例4的电池控制器1的与二次电池内部状态估计有关的部分的框结构的图。
附图标记说明
1:电池控制器;2:驱动用马达;3:电动压缩机用马达;4:马达控制器;5:二次电池;6:车速传感器;7:驱动用马达电流检测部;8:电动压缩机用马达电流检测部;9:二次电池端子电压检测部;10:行驶状态判断部;101:上限值输出部;102:下限值输出部;103:比较部;104:比较部;105:运算部;106:定时部;107:规定时间输出部;108:比较部;109:上限值输出部;110:下限值输出部;111:高通滤波器;11:切换部;12:电流随机噪声施加指令部;121:参数估计部;122:开路电压运算部;123:充电率估计部;13:二次电池内部状态估计部;14:行驶状态判断部;141:傅立叶变换部;142:频率范围判断部;15:二次电池充放电电流检测部;200:(表示车速的)线;200a:(通过高通滤波器后的)线;201:(表示定时计数值的)线;202:(表示规定时间的)线;203:(表示随机噪声施加指令的)线;204:(表示流过电动压缩机用马达的电流的)线;204a:(流过电动压缩机用马达的电流中施加了随机噪声的部分的)线;300:(表示对驱动用马达的电流值进行傅立叶变换后的频率特性的)线;301:(表示规定增益值的)线;302:(表示规定频率范围的)线。
具体实施方式
下面,根据与权利要求1所涉及的发明对应的实施例1、与权利要求1、2所涉及的发明对应的实施例2、与权利要求1、3所涉及的发明对应的实施例3、以及与权利要求4所涉及的发明对应的实施例4来说明实现本发明的二次电池内部状态估计装置的实施方式。
(实施例1)
首先,说明结构。
图1是表示实施例1的对使用了二次电池内部状态估计装置的二次电池及驱动用马达、电动压缩机用马达进行控制的车载系统的控制框图。
在实施例1中,以如混合动力车辆或者电动车那样使用二次电池对车辆的行驶进行马达驱动、对空调进行马达驱动的车辆为例。
实施例1的对驱动马达的二次电池进行控制的系统主要由以下部分构成:电池控制器1、驱动用马达2、电动压缩机用马达3、马达控制器4、二次电池5、车速传感器6、驱动用马达电流检测部7、电动压缩机用马达电流检测部8、以及二次电池端子电压检测部9。
电池控制器1根据车速信息、驱动用马达电流、电动压缩机用马达电流、二次电池端子电压来至少估计二次电池5的SOC等内部状态,控制二次电池5的充放电。另外,根据二次电池5的状态,向马达控制器4请求考虑到二次电池5的马达控制。
驱动用马达2作为用于将二次电池5作为电源来驱动车辆的驱动源而进行动作。作为驱动用马达2的示例,举出使用于混合动力车辆的三相马达,省略进行控制的控制器以及控制内容的说明。
此外,在混合动力车辆的情况下,与发动机一起控制驱动用马达2。
电动压缩机用马达3是使电动压缩机进行动作的马达,该电动压缩机用于车辆的空调而设置,电动压缩机用马达3将二次电池5作为电源,通过马达控制器4的控制进行驱动。
二次电池5是用于使驱动用马达2以及电动压缩机用马达3驱动的电源。此外,通过发动机的驱动或者再生部分对二次电池5进行充电。作为示例举出锂离子电池。
车辆传感器6通过驱动系统或者车辆的转动检测来检测车辆的行驶速度,向电池控制器1输出检测结果。
驱动用马达电流检测部7检测对驱动用马达2通电的电流值,将检测结果输出到电池控制器1。
电动压缩机用马达电流检测部8检测对电动压缩机用马达3通电的电流值,将检测结果输出到电池控制器1。
二次电池端子电压检测部9检测二次电池5的端子之间的电压值,将检测结果输出到电池控制器1。
图2示出的是表示实施例1的电池控制器1与二次电池内部状态估计有关的部分的框结构的图。
电池控制器1与二次电池内部状态估计有关的部分主要由以下部分构成:行驶状态判断部10、切换部11、电流随机噪声施加指令部12、二次电池内部状态估计部13。
行驶状态判断部10根据车速信息来判断行驶状态,将二次电池进行通常的电流输出还是施加随机噪声作为判断输出而输出到切换部11以及电流随机噪声施加指令部12。
更详细地进行说明,在车速小于上限值、大于下限值的情况下,对定时进行计数,将定时值大于规定时间的情况判断为以固定速度在高速公路等上行驶中。然后,在定时值小于规定时间的情况下,输出0,使得二次电池进行通常的电流输出。另外,在定时值大于规定时间的情况下,输出1来施加随机噪声。
切换部11根据来自行驶状态判断部10的判断结果,切换是输出来自驱动用马达电流检测部7的检测结果、还是输出来自电动压缩机用马达电流检测部8的检测结果。
电流随机噪声施加指令部12在定时值小于规定时间的情况下,发出指令,将通常的电流施加到电动压缩机用马达3,在定时值大于规定时间的情况下,对马达控制器4输出指令,流通在通常的电流中施加了随机噪声的电流。
二次电池内部状态估计部13在定时值小于规定时间的情况下使用驱动用马达2的电流值来估计二次电池5的内部状态。另外,在定时值大于规定时间的情况下,使用电动压缩机用马达3的电流值来估计二次电池5的内部状态。
接着,参照图2说明行驶状态判断部10的详细结构。
行驶状态判断部10主要由以下部分构成:上限值输出部101、下限值输出部102、比较部103、比较部104、AND运算部105、定时部106、规定时间输出部107、比较部108。
上限值输出部101考虑法定速度、车辆性能等而预先设定车辆以固定速度在高速公路等上行驶的速度的上限值并输出。
下限值输出部102考虑法定速度、车辆性能等而预先设定车辆以固定速度在高速公路等上行驶的速度的下限值并输出。
比较部103对车速传感器6的检测值与上限值输出部101输出的上限值进行比较,如果检测值小于上限值,则输出表示真的1或者接通等,如果检测值大于上限值,则输出表示伪的0或者切断等。
比较部104对车速传感器6的检测值与下限值输出部102输出的下限值进行比较,如果检测值大于下限值,则输出表示真的1或者接通等,如果检测值小于下限值,则输出表示伪的0或者切断等。
AND运算部105在比较部103输出表示真的1或者接通等、且比较部104输出表示真的1或者接通等的情况下,对定时部106进行表示条件成立的输出。也就是说,在车速传感器6的检测值是在上限值与下限值之间的值的情况下,进行表示条件成立的输出。
定时部106当AND运算部105输出条件成立时进行计数,测量时间经过,并且输出计数时间。
规定时间输出部107预先设定能够通过在规定速度范围内连续行驶而判断为以固定速度在高速公路等上行驶的规定时间,并输出该规定时间。
比较部108对定时部106的计数时间和规定时间输出部107的规定时间进行比较,如果计数时间大于规定时间,则输出1,进行随机噪声施加。另外,如果计数时间小于规定时间,则输出0,进行通常的电力输出。
图3示出的是表示二次电池内部状态估计部13的框结构的说明图。本申请的二次电池内部状态估计部13与以往公报(日本特开2004-178848)结构相同,而添加了说明。
二次电池内部状态估计部13主要由参数估计部121、开路电压运算部122、充电率估计部123构成。
参数估计部121根据电流值和端子间电压使用自适应数字滤波器来估计参数。
开路电压运算部122使用电流值、端子间电压和估计出的参数来运算估计二次电池5作为不以单体与负载连接的状态的开路状态的电压。
充电率估计部123根据二次电池5的开路电压-充电率特性数据来估计充电率SOC。
说明作用。
[由附加随机噪声带来的估计精度的提高作用]
图4是实施例1的车速、定时值、电动压缩机用马达的电流值的时序图。
在实施例1的对驱动马达的二次电池进行控制的系统中,当车辆以固定速度在高速公路等上行驶时,通过行驶状态判断部10的上限值输出部101、下限值输出部102、比较部103、104、AND运算部105判断为车速在规定速度范围内、例如90~110km/h的情况下(参照图4的(a)的车速的线200),通过定时部106对定时值(经过时间)进行计数。然后,在定时值超过规定时间输出部107的规定时间、例如10分钟的情况下,判断为以固定速度在高速公路等上行驶中(参照图4的(b)的定时计数值的线201、表示规定时间的线202)。
当输出判断为以固定速度在高速公路等上行驶中的结果时,切换部11根据驱动用马达电流检测部7的输出进行切换,使得将电动压缩机用马达电流检测部8的输出输出到二次电池内部状态估计部13。
另外,也对电流随机噪声施加指令部12输出判断为以固定速度在高速公路等上行驶中的结果的输出。由此,从电流随机噪声施加指令部12向马达控制器4输出施加随机噪声的指令(参照图4的(b)的表示随机噪声施加指令的线203)。
然后,接收该指令的马达控制器4对由电动压缩机用马达电流检测部8检测出的电流值波形叠加随机噪声。
将附加该随机噪声的电流值信号和来自二次电池端子电压检测部9的电压值信号输出到二次电池内部状态估计部13(参照图4的(c)的表示随机噪声叠加前的线204、表示随机噪声叠加后的线204a)。
因此,在二次电池内部状态估计部13中,输入包含各种频率成分的电流值、也就是获取存在变化的输入值,从而提高估计精度。
进一步说明。
使用自适应数字滤波器来估计二次电池5的内部状态的二次电池内部状态估计部13对二次电池5的等效电路进行建模并用传送函数来表现,由此作为自适应数字滤波器进行参数估计、开路电压运算。滤波器具备增益的频率特性,对输入波形的特定频率进行抑制、使其通过等。
也就是说,其特征在于,在输入值发生变化的情况下、也就是在具有多种频率成分的输入值的情况下,可以良好地估计其特性。二次电池内部状态估计部13使用该输入值,以高精度估计二次电池5的内部状态。在大致以固定速度在高速公路等上行驶的情况下,流向驱动用马达2的电流值成为非常缺乏变化的电流值。这也可以说是输入的频率成分的种类较少。因此,在将该电流值设为输入值的二次电池内部状态估计部13中,没有充分发挥估计能力。
在实施例1中,例如,即使以固定速度在高速公路等上行驶,也要根据车室内的空调状态、对空调装置的负载状态而由切换部11进行切换,来将检测电流值容易发生变化的电动压缩机用马达3的电流值的电动压缩机用马达电流检测部8的检测值输入到二次电池内部状态估计部13。
并且,根据电流随机噪声施加指令部12的指令,马达控制器4对电动压缩机用马达3的电流值叠加随机噪声、也就是具有随机的频率成分的噪声波形,作为电流值而进行检测。
由此,即使在以固定速度范围在高速公路等上行驶的情况下,二次电池内部状态估计部13也能够获取具有变化的、也就是具有多种频率成分的输入值,从而提高二次电池5的SOC的估计精度。
因此,二次电池5使用精度良好的SOC的估计值,使用充放电的控制直到更接近界限的值。或者能够进行细致的控制等来更有效地使用二次电池5。这在将二次电池5用于驱动的车辆、例如混合动力车中,有助于提高行驶距离、行驶速度、二次电池5的寿命等。
此外,通过马达控制器4附加的随机噪声以车辆乘客感觉不到的程度改变电动压缩机用马达3的转动。因此,对空调没有影响,不会有不协调感。
说明效果。
在实施例1的二次电池内部状态估计装置中具有如下效果。
(1)具备:驱动用马达电流检测部7,其检测设置在车辆上的二次电池5的充放电电流,该二次电池5对设置在车辆上用于驱动的驱动用马达2进行充放电;电动压缩机用马达电流检测部8,其检测设置在车辆上的二次电池5的充放电电流,该二次电池5对作为负载而设置在车辆上的电动压缩机用马达3进行充放电;二次电池端子电压检测部9,其检测二次电池5的端子电压;车速传感器6,其检测车辆的行驶速度;行驶状态判断部10,其在连续规定时间以上车速处于规定速度范围内的状态的情况下,判断为在速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态;电流随机噪声施加指令部12和马达控制器4,该电流随机噪声施加指令部12和马达控制器4当判断为匀速行驶状态时,对流向电动压缩机用马达3的电流叠加随机包含多种频率成分的随机噪声;以及二次电池内部状态估计部13,其根据在匀速行驶状态下的叠加有随机噪声的电动压缩机用马达电流检测部8的检测结果、和在匀速行驶状态下的二次电池端子电压检测部9的检测结果来估计二次电池5的内部状态,因此,即使在高速公路、地面宽阔的平坦的长路上大致不变速地行驶的情况下,也能够正确地估计二次电池的内部状态。
(实施例2)
实施例2是行驶状态判断部使来自车速传感器的信号通过高通滤波器的示例。
说明结构。
图5是表示与电池控制器的二次电池的内部状态估计有关的部分的框结构的图。
在实施例2中,行驶状态判断部10具备高通滤波器111。高通滤波器111抑制车速传感器6的检测信号的高频率成分的通过,输出到比较部103、104。
然后,实施例2的上限值输出部109对车速传感器6的输入值增加规定量来设为上限值,输出该上限值。下限值输出部110从车速传感器6的输入值减少规定量来设为下限值,输出该下限值。将上限值、下限值的设定定时设为判断开始时刻。其它结构与实施例1相同,因此省略说明。
说明作用。
[通过附加不限制速度范围的匀速判断以及随机噪声的估计精度的提高作用]
图6是实施例2的车速、定时值、电动压缩机用马达的电流值的时序图。
在实施例2中,在通过了高通滤波器111后的车速处于对其输入值判断开始时设定的上下限范围内规定时间以上的情况下,行驶状态判断部10判断为车速变动较小,以固定速度行驶中(参照图6的(a)的通过高通滤波器111之前的线200、图6的(b)的通过高通滤波器111之后的线200a、图6的(c)的定时计数值的线201、表示规定时间的线202)。
在该条件成立的情况下,切换部11将电动压缩机用马达电流检测部8的输出输出到二次电池内部状态估计部13。并且,电流随机噪声施加指令部12当从行驶状态判断部10接收该条件成立的判断结果时,向马达控制器4输出叠加(施加)随机噪声的指令(参照图6的(c)的线203)。
然后,接收该指令的马达控制器4对由电动压缩机用马达电流检测部8检测出的电流值波形叠加随机噪声。
将附加了该随机噪声的电流值信号和来自二次电池端子电压检测部9的电压值信号输出到二次电池内部状态估计部13(参照图6的(d)的随机噪声叠加之前的线204、随机噪声叠加之后的线204a)。
因此,在二次电池内部状态估计部13中,获取包含各种频率成分的电流值输入、也就是存在变化的输入值,从而提高估计精度。
在实施例2中,如果定时器计数为连续规定时间以上车速没有变化的状态时,则即使是低速也判断为匀速行驶状态。由此,即使不是在实施例1中设定的那种高速(例如90~110km/h)的情况下,也在固定速度行驶的状态下附加叠加有随机噪声的信号,更正确地对二次电池5的内部状态进行估计。
说明效果。
实施例2的二次电池的内部状态估计装置除了上述(1)的效果之外具有如下效果。
(2)设置检测车辆行驶速度的车速传感器6,行驶状态判断部10具备高通滤波器111,在通过高通滤波器111的车速连续规定时间以上处于由规定的上限值输出部109、下限值输出部110设定的变动范围内的情况下,判断为在速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态,因此无论在低速的速度还是高速的速度下以固定速度行驶的情况下,都叠加随机噪声,能够高精度地估计二次电池5的内部状态。
其它作用效果与实施例1相同,因此省略说明。
(实施例3)
实施例3的二次电池内部状态估计装置是以下示例:该二次电池内部状态估计装置对车辆的驱动用马达的电流值进行傅立叶变换,在频率成分处于规定范围内且增益超过规定值的情况下判断为匀速状态。
说明结构。
图7是表示电池控制器与二次电池内部状态估计有关的部分的框结构的图。
实施例3的行驶状态判断部14主要由傅立叶变换部141、频率范围判断部142构成。因此,不需要车速传感器6。
傅立叶变换部141对来自对流过驱动用马达2的电流进行检测的驱动用马达电流检测部7的检测信号进行傅立叶变换,提取频率成分,输出到频率范围判断部142。
频率范围判断部142在规定的频率范围内信号的振幅大于等于规定值的情况下,输出0,使用驱动用马达2的电流值对二次电池5的内部状态进行估计。
另外,在规定的频率范围内信号的振幅小于等于规定值的情况下,输出1,对电动压缩机用马达3的电流附加随机噪声,使用驱动电动压缩机的电动压缩机用马达3的电流来估计二次电池的内部状态。
其它的结构与实施例1相同,因此省略说明。
说明作用。
[通过由频率判断进行的匀速判断和附加随机噪声带来的估计精度的提高作用]
图8是表示实施例3的频率与增益的关系的曲线图。
在实施例3中,通过傅立叶变换部141对驱动用马达电流检测部7的检测信号进行傅立叶变换,提取频率成分。然后,如图8所示,检测在规定频率范围内(参照图8的表示范围的双箭头线302)超过增益的规定值(参照图8的线301),由此由频率范围判断部142判断电流值的频率(参照图8的电流值的频率特性的线300)。换言之,判断为振幅在规定频率范围内。
该频率在规定的频率范围内、增益没有超过规定值也就是表示流过驱动用马达2的驱动电流值没有变动。因此,在这种情况下,将判断值设为1,切换部11将电动压缩机用马达电流检测部8的输出输出到二次电池内部状态估计部13。并且,电流随机噪声施加指令部12当从行驶状态判断部10接收该条件成立的判断结果时,向马达控制器4输出叠加随机噪声的指令。
然后,接收到该指令的马达控制器4对由电动压缩机用马达电流检测部8检测出的电流值波形叠加随机噪声。
将附加了该随机噪声的电流值信号和来自二次电池端子电压检测部9的电压值信号输出到二次电池内部状态估计部13。
因此,在二次电池内部状态估计部13中,得到包含有各种频率成分的电流值输入、也就是发生变化的输入值,从而提高估计精度。
如上所述,对驱动用马达2的电流值进行傅立叶变换,根据其频率成分来判断匀速状态,因此不需要使用车速传感器6,能够抑制成本,对二次电池的内部状态进行估计。
说明效果。
实施例3的二次电池内部状态估计装置除了上述(1)的效果之外具有如下效果。
(3)行驶状态判断部14具备:傅立叶变换部141,其对驱动用马达电流检测部7的检测信号进行傅立叶变换;以及频率范围判断部142,其在傅立叶变换后的检测信号的频率在规定的频率范围内、增益不超过规定值的情况下,判断为在速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态,因此,不检测车速而根据驱动用马达2的电流值来判断匀速行驶状态,能够抑制成本并且高精度地估计二次电池5的内部状态。
其它的作用效果与实施例1相同,因此省略说明。
(实施例4)
实施例4是将驱动用马达的电流检测和电动压缩机用马达的电流检测综合来进行二次电池的电流检测的示例。
说明结构。
图9是表示实施例4的对使用了二次电池内部状态估计装置的二次电池及驱动用马达、电动压缩机用马达进行控制的车载系统的控制框图。
在实施例4的对驱动马达的二次电池进行控制的系统中,设置二次电池充放电电流检测部15,使得不对驱动用马达2和电动压缩机用马达3的电流值分别进行检测,而是作为二次电池5的充放电电流而进行综合检测。
图10是表示实施例4的电池控制器1中与二次电池内部状态估计有关的部分的框结构的图。
关于实施例4的电池控制器1中与二次电池内部状态估计有关的部分,车速传感器6向行驶状态判断部10输出检测结果,行驶状态判断部10向电流随机噪声施加指令部12输出判断结果。
二次电池充放电电流检测部15检测二次电池5用于驱动驱动用马达2以及电动压缩机用马达3而进行充放电的电流值。
其它结构与实施例1相同,因此省略说明。
说明作用。
[抑制成本并且提高估计精度的作用]
在实施例4中,二次电池内部状态估计部13根据二次电池5的充放电电流的检测值来检测内部状态,该二次电池5的充放电电流由在流向驱动用马达2的电流中附加流向电动压缩机用马达3的电流而成。然后,在由行驶状态判断部10根据车速判断为匀速行驶状态的情况下,与实施例1同样地,马达控制器4对电动压缩机用马达3的电流附加随机噪声。然后,在这种情况下,二次电池内部状态估计部13通过对附加了随机噪声的电动压缩机用马达3的电流附加驱动用马达2的电流来估计内部状态,由此进行更正确的估计。通过检测二次电池5的充放电电流来综合检测驱动用马达2、电动压缩机用马达3的电流值,而不用设置切换部11,因此抑制成本。
说明效果。
(4)具备:二次电池充放电电流检测部15,其检测二次电池5的充放电电流,该二次电池5对用于驱动而设置在车辆上的驱动用马达2以及作为负载而设置在车辆上的电动压缩机用马达3进行充放电;二次电池端子电压检测部9,其检测二次电池5的端子电压;行驶状态判断部10,其判断为在车辆的行驶速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态;电流随机噪声施加指令部12和马达控制器4,该电流随机噪声施加指令部12和马达控制器4当判断为匀速行驶状态时,对流向电动压缩机用马达3的电流叠加随机包含多种频率成分的随机噪声;以及二次电池内部状态估计部13,其根据在匀速行驶状态下的叠加有随机噪声的二次电池充放电电流检测部15的检测结果、和在匀速行驶状态下的二次电池端子电压检测部9的检测结果来估计二次电池5的内部状态,因此,综合检测驱动用马达2以及电动压缩机用马达3的电流值,能够抑制成本,即使在高速公路、地面宽阔的平坦的长路上大致不变速地行驶的情况下,也能够正确地估计二次电池的内部状态。
上述,根据实施例1~实施例4说明了本发明的二次电池内部状态估计装置,但是具体结构不限于这些实施例,只要不脱离权利要求书的各权利要求所涉及的技术方案的宗旨,允许设计的变更、追加等。
例如,在实施例中作为负载马达而示出了电动压缩机用马达,但是也可以是其它马达。
Claims (4)
1.一种二次电池内部状态估计装置,其特征在于,具备:
驱动用马达电流检测单元,其检测设置在车辆上的二次电池的充放电电流,该二次电池对用于驱动而设置在上述车辆上的驱动用马达进行充放电;
负载马达电流检测单元,其检测设置在车辆上的二次电池的充放电电流,该二次电池对作为负载而设置在上述车辆上的负载马达进行充放电;
电池电压检测单元,其检测上述二次电池的端子电压;
行驶状态判断单元,其判断为在车辆的行驶速度变化较小状态下行驶的匀速行驶状态;
随机噪声施加单元,其当判断为上述匀速行驶状态时,对流向上述负载马达的电流叠加随机包含多种频率成分的随机噪声;以及
内部状态估计单元,其根据在上述匀速行驶状态下的叠加有随机噪声的上述负载马达电流检测单元的检测结果、和在上述匀速行驶状态下的电池电压检测单元的检测结果来估计上述二次电池的内部状态。
2.根据权利要求1所述的二次电池内部状态估计装置,其特征在于,
设置车速检测单元,该车速检测单元检测车辆的行驶速度,
上述行驶状态判断单元具备高通滤波器,在通过了高通滤波器的车速连续规定时间以上处于规定的变动范围内的情况下,判断为在速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态。
3.根据权利要求1所述的二次电池内部状态估计装置,其特征在于,
上述行驶状态判断单元具备:
傅立叶变换单元,其对上述驱动用马达电流检测单元的检测信号进行傅立叶变换;以及
频率范围判断单元,其在傅立叶变换后的上述检测信号的频率在规定的频率范围内、增益不超过规定值的情况下,判断为在速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态。
4.一种二次电池内部状态估计装置,其特征在于,具备:
二次电池充放电电流检测单元,其检测二次电池的充放电电流,该二次电池对用于驱动而设置在车辆上的驱动用马达以及作为负载而设置在车辆上的负载马达进行充放电;
电池电压检测单元,其检测上述二次电池的端子电压;
行驶状态判断单元,其判断为在车辆的行驶速度变化较小的状态下行驶的匀速行驶状态;
随机噪声施加单元,其当判断为上述匀速行驶状态时,对流向上述负载马达的电流叠加随机包含多种频率成分的随机噪声;以及
内部状态估计单元,其根据在上述匀速行驶状态下的叠加有随机噪声的上述二次电池充放电电流检测单元的检测结果、和在上述匀速行驶状态下的电池电压检测单元的检测结果来估计上述二次电池的内部状态。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007239756 | 2007-09-14 | ||
JP2007239756A JP2009072020A (ja) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | 二次電池の内部状態推定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101388478A true CN101388478A (zh) | 2009-03-18 |
Family
ID=40029037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2008101307628A Pending CN101388478A (zh) | 2007-09-14 | 2008-07-17 | 二次电池内部状态估计装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090072792A1 (zh) |
EP (1) | EP2037289A1 (zh) |
JP (1) | JP2009072020A (zh) |
CN (1) | CN101388478A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102822001A (zh) * | 2010-01-25 | 2012-12-12 | 麦斯韦尔技术股份有限公司 | 储能系统及方法 |
CN103424708A (zh) * | 2012-05-17 | 2013-12-04 | 株式会社杰士汤浅国际 | 开路电压推断装置、状态推断装置及开路电压推断方法 |
CN104142477A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 固态浓度模型结合经验等效电路模型的蓄电池状态估计器 |
WO2022012499A1 (zh) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | 深圳市道通科技股份有限公司 | 一种检测车辆电池的方法、装置及电池检测设备 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011092833A1 (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | パイオニア株式会社 | 擬似音発生装置及び擬似音発生方法 |
US20130069660A1 (en) * | 2010-02-17 | 2013-03-21 | Julien Bernard | Method for in situ battery diagnostic by electrochemical impedance spectroscopy |
JP5691592B2 (ja) * | 2010-02-18 | 2015-04-01 | 日産自動車株式会社 | 電池状態推定装置 |
JP5842421B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2016-01-13 | 日産自動車株式会社 | 電池状態推定装置 |
US9446678B2 (en) * | 2014-03-05 | 2016-09-20 | Ford Global Technologies, Llc | Battery model with robustness to cloud-specific communication issues |
US11424635B2 (en) * | 2020-04-27 | 2022-08-23 | GM Global Technology Operations LLC | Battery state estimation using injected current oscillation |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3752888B2 (ja) | 1999-05-11 | 2006-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | 電池状態検出装置 |
US6653817B2 (en) * | 2001-06-26 | 2003-11-25 | General Motors Corporation | State-of-charge detection device for a battery |
JP3714321B2 (ja) | 2002-11-25 | 2005-11-09 | 日産自動車株式会社 | 二次電池の充電率推定装置 |
JP2005120593A (ja) | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Kurimoto Ltd | ユニット型シース |
-
2007
- 2007-09-14 JP JP2007239756A patent/JP2009072020A/ja active Pending
-
2008
- 2008-07-17 CN CNA2008101307628A patent/CN101388478A/zh active Pending
- 2008-08-06 US US12/186,847 patent/US20090072792A1/en not_active Abandoned
- 2008-08-29 EP EP08252890A patent/EP2037289A1/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102822001A (zh) * | 2010-01-25 | 2012-12-12 | 麦斯韦尔技术股份有限公司 | 储能系统及方法 |
US9272627B2 (en) | 2010-01-25 | 2016-03-01 | Maxwell Technologies, Inc. | Energy storage systems and methods |
CN103424708A (zh) * | 2012-05-17 | 2013-12-04 | 株式会社杰士汤浅国际 | 开路电压推断装置、状态推断装置及开路电压推断方法 |
CN103424708B (zh) * | 2012-05-17 | 2017-12-22 | 株式会社杰士汤浅国际 | 开路电压推断装置、状态推断装置及开路电压推断方法 |
CN104142477A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 固态浓度模型结合经验等效电路模型的蓄电池状态估计器 |
WO2022012499A1 (zh) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | 深圳市道通科技股份有限公司 | 一种检测车辆电池的方法、装置及电池检测设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009072020A (ja) | 2009-04-02 |
EP2037289A1 (en) | 2009-03-18 |
US20090072792A1 (en) | 2009-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101388478A (zh) | 二次电池内部状态估计装置 | |
US7332891B2 (en) | Abnormality diagnosis device and method for battery pack | |
US7525285B2 (en) | Method and system for cell equalization using state of charge | |
CN102612655B (zh) | 电池绝缘电阻测量方法、绝缘电阻测量方法、绝缘电阻确定装置以及制品 | |
CN1118918C (zh) | 车辆电源管理系统 | |
CN102555812B (zh) | 电动汽车的能量控制系统及能量控制方法 | |
CN102897049B (zh) | 基于时间的车辆电池的平衡系统 | |
CN102004184B (zh) | 利用单个adc芯的虚拟同时采样的系统和方法 | |
CN104298793A (zh) | 一种动力电池组极限功率的模型反推动态算法 | |
CN103427133A (zh) | 确定电池组中的单体的温度的方法和系统 | |
CN111398828B (zh) | 电动汽车剩余电量和剩余行驶里程估计方法 | |
CN103217647A (zh) | 一种电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法 | |
US20020167223A1 (en) | System and method for charging a high voltage bus within a hybrid electric vehicle | |
JP2007085916A (ja) | 電池故障検出装置 | |
CN115704849A (zh) | 接地故障检测装置 | |
CN102903975A (zh) | 电池单体的容量平衡的系统和方法 | |
US10816606B2 (en) | Method and system for noise-tolerant RC response prediction | |
CN102267457B (zh) | 用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法和系统 | |
CN104598714A (zh) | 车辆用电池的可用容量演算装置及方法及可机读记录媒体 | |
CN116848419A (zh) | 电池状态检测装置和车辆设备 | |
CN103424267A (zh) | 增程器的模型辨识实验系统及增程器参数的获取方法 | |
CN109249822B (zh) | 支持双动力源的电池管理装置 | |
CN103728562A (zh) | 车辆蓄电池组电池单元电压确定 | |
CN102897050A (zh) | 电池单体的电压平衡的系统和方法 | |
Wicks et al. | Development of a model to predict electric vehicle performance over a variety of driving conditions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090318 |