CN107181312B - 车辆用电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆用电源系统，具有：第一蓄电池；第二蓄电池，其与所述第一蓄电池并联连接；电压传感器，其对所述第二蓄电池的电压值进行检测；电流传感器，其对所述第二蓄电池的电流值进行检测；电压控制部，其使所述交流发电机的电压根据预定的电压波形而变动；计算部，其利用在所述电压控制部使所述交流发电机的电压根据预定的电压波形而变动的期间内，通过所述电压传感器及所述电流传感器所分别检测出的所述第二蓄电池的电压值及电流值，而对所述第二蓄电池的内部电阻进行计算。

Description

车辆用电源系统
技术领域
本发明涉及一种车辆用电源系统。
背景技术
作为向搭载于车辆中的各种电负载(前照灯、空调、音响设备、仪表电气产品、刮水器等)供给电力的车辆用电源系统，已知一种由两个蓄电池并联连接而成的车辆用电源系统。在该车辆用电源系统中，被并联连接的两个蓄电池通过由交流发电机(在混合动力车辆等中为DCDC变换器(直流/直流变换器))所供给的电力而被充电。此外，在该车辆用电源系统中，在因各种电负载的工作而向第一蓄电池(例如，铅蓄电池)施加了较高的负荷的情况下，也会通过从第二蓄电池(例如，镍氢蓄电池)实施电力供给而向各种电负载供给适当的电力。由此，能够使向各种电负载的电力供给稳定。
此处，对在该车辆用电源系统中计算第二蓄电池的内部电阻的方法进行探讨。一般情况下，作为对蓄电池的内部电阻进行计算的方法，列举有例如利用了伴随于电负载工作时的蓄电池的放电而产生的电压变动及电流变动的方法(参照下述日本特开2012-132726)。根据如上述那样利用电负载工作时的电压变动及电流变动的方法，由于无需设置专用的放电电路等，因此具有能够以较低的成本计算出蓄电池的内部电阻的优点。
发明内容
然而，在欲将利用电负载工作时的电压变动及电流变动的方法应用于上述车辆用电源系统中的第二蓄电池的内部电阻的计算的情况下，会成为以下的状况。
一般情况下，因电负载的工作而产生的电压变动及电流变动会根据电负载的工作的方式而产生偏差。因此，对于随着电负载的工作而与第一蓄电池一起供给电力的第二蓄电池，其电压变动及电流变动也同样会产生偏差。其结果为，即使通过上述方法来对第二蓄电池的内部电阻进行计算，也不会获得较高的再现性。
此外，在电负载工作时，一般为了使电负载的动作稳定，会通过电压稳定化电路等而将电压变动幅度抑制为较小。因此，随着电负载的工作而与第一蓄电池一起供给电力的第二蓄电池的电压变动幅度也会被抑制为较小。其结果为，无法获得高精度地计算内部电阻所需的电压变动幅度，从而即使通过上述方法来对第二蓄电池的内部电阻进行计算，也不会获得高精度的计算结果。
因此，本发明在第一蓄电池与第二蓄电池被并联连接的车辆用电源系统中，以较高的再现性且高精度地对第二蓄电池的内部电阻进行计算。
本发明的第一方式为一种电源系统，包括：第一蓄电池，其与交流发电机或DCDC变换器连接，并通过由所述交流发电机或所述DCDC变换器所供给的电力而被充电，且向搭载于车辆中的电负载供给电力；第二蓄电池，其与所述交流发电机或所述DCDC变换器连接，并通过由所述交流发电机或所述DCDC变换器所供给的电力而被充电，且与所述第一蓄电池并联连接；电压传感器，其被构成为，对所述第二蓄电池的电压值进行检测；电流传感器，其被构成为，对所述第二蓄电池的电流值进行检测；电压控制部，其被构成为，使所述交流发电机或所述DCDC变换器的电压根据预定的电压波形而变动；和计算部，其被构成为，利用在所述电压控制部使所述交流发电机或所述DCDC变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动的期间内，通过所述电压传感器及所述电流传感器所分别检测出的所述第二蓄电池的电压值及电流值，而对所述第二蓄电池的内部电阻进行计算。
由此，交流发电机或DCDC变换器的电压根据预定的电压波形而变动，从而与伴随于电负载的工作而产生的电压变动相比，能够使对内部电阻进行计算时的第二蓄电池的电压变动较为均一。而且，由于能够利用在使第二蓄电池的电压变动较为均一的状态下所检测出的电压值和电流值来对第二蓄电池的内部电阻进行计算，因此与利用伴随于电负载的工作而产生的电压变动来对内部电阻进行计算的情况相比，能够抑制计算结果的偏差。也就是说，能够在内部电阻的计算中实现较高的再现性。
此外，由于能够使交流发电机或DCDC变换器的电压根据预定的电压波形而变动，因此与伴随于电负载的工作而产生的电压变动相比，能够增大第二蓄电池的电压变动幅度。而且，由于能够利用在增大了第二蓄电池的电压变动幅度的状态下所检测出的电压值和电流值来对第二蓄电池的内部电阻进行计算，因此与利用伴随于电负载的工作而产生的电压变动来对内部电阻进行计算的情况相比，能够提高计算精度。也就是说，能够在内部电阻的计算中实现较高的精度。
根据上述方式，能够在第一蓄电池与第二蓄电池被并联连接的车辆用电源系统中，以较高的再现性且高精度地对第二蓄电池的内部电阻进行计算。
在上述方式中，也可以采用如下方式，即，电源系统具有判断部，所述判断部被构成为，对是否处于能够使所述交流发电机或所述DCDC变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动的状况进行判断，所述电压控制部被构成为，在通过所述判断部而判断为处于能够使所述交流发电机或所述DCDC变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动的状况的情况下，使所述交流发电机或DCDC变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动。
在上述方式中，也可以采用如下方式，即，所述预定的电压波形根据不会使所述第一蓄电池成为过充电的上限电压值和抑制所述第一蓄电池的充电率的下降的下限电压值而生成。
在上述方式中，也可以采用如下方式，即，所述预定的电压波形在从所述上限电压值起至所述下限电压值为止的范围内发生变化。
在上述方式中，也可以采用如下方式，即，所述电压控制部被构成为，使所述交流发电机或所述DCDC变换器的电压以与所述预定的电压波形相同的形态而反复变动，所述计算部被构成为，在每次所述电压控制部使所述交流发电机或所述DCDC变换器的电压以与所述预定的电压波形相同的形态而反复变动时，对所述第二蓄电池的内部电阻进行计算。
附图说明
在以下，参照附图而对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行了描述，其中，相同的符号代表相同的元件。
图1为表示车辆用电源系统的结构例的图。
图2为表示第一ECU及第二ECU的硬件结构的一个示例的图。
图3为表示第一ECU及第二ECU的功能结构的一个示例的图。
图4为表示参数信息的一个示例的图。
图5A为用于对交流发电机的电压波形及第二蓄电池的电流波形进行说明的图。
图5B为用于对交流发电机的电压波形及第二蓄电池的电流波形进行说明的图。
图6A为表示测量结果信息的一个示例及第二蓄电池的内部电阻的计算方法的图。
图6B为表示测量结果信息的一个示例及第二蓄电池的内部电阻的计算方法的图。
图7为表示车辆用电源系统中的蓄电池管理处理的流程的流程图。
图8为表示车辆用电源系统的其他的结构例的图。
图9为表示车辆用电源系统的其他的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。另外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能结构的结构要素，通过标注相同的符号而省略重复的说明。
首先，对本实施方式中的车辆用电源系统的结构进行说明。图1为表示车辆用电源系统的结构例的图。图1所示的车辆用电源系统100为向被搭载于车辆中的电负载供给电力的车辆用电源系统，并且为例如应用于非混合动力车辆中的电源系统。
如图1所示，车辆用电源系统100具有第一蓄电池110、电负载120、交流发电机130、第一ECU140、第二蓄电池模块150和继电器180。
另外，在图1中，为了简化说明，仅图示了与对第二蓄电池模块150的内部电阻进行计算相关联的设备，并省略了其他的设备。
例如，在车辆用电源系统100中被供给电力的对象除了电负载120以外，还包括发动机起动器和线控换档装置、电动驻车制动器等。然而，这些装置与第二蓄电池160的内部电阻的计算并无直接关联，因此在图1的车辆用电源系统100中予以省略。
此外，在对第二蓄电池160的内部电阻进行计算时，是以继电器180成为接通(ON)状态为前提的。因此，在图1的车辆用电源系统100中，继电器180也是以接通状态而图示的。另外，在本实施方式中，继电器180的接通(ON)/断开(OFF)的控制通过第一ECU140或第二ECU170来实施。
以下，对图1所示的设备(与对第二蓄电池160的内部电阻进行计算相关联的设备)依次进行说明。第一蓄电池110为输出DC(Direct Current：直流)12[V]左右的电压的直流电源，且为能够进行充放电的二次电池。第一蓄电池110通过由交流发电机130产生的电力而被充电，并在电负载120工作时将所充入的电力向电负载120供给。另外，第一蓄电池110具有预先规定的容量(例如，50[Ah]～80[Ah])，并且例如通过铅蓄电池而实现。
电负载120为根据来自第一蓄电池110等的电力供给而进行工作的设备。电负载120例如包括前照灯、空调、音响设备、仪表电气产品、刮水器等。
交流发电机130为通过发动机(未图示)的旋转而进行发电的发电机。由交流发电机130产生的电力被供给至与交流发电机130并联连接的第一蓄电池110。由此，第一蓄电池110被充电。此外，由交流发电机130产生的电力被供给至与交流发电机130并联连接的第二蓄电池160。由此，第二蓄电池160被充电。另外，由交流发电机130产生的电力在电负载120工作时被供给至电负载120。
第一ECU140为对交流发电机130的发电电压进行控制的ECU(Electronic ControlUnit：电子控制单元)。第一ECU140例如在发动机转速不稳定的状态下，从发动机ECU(未图示)产生了对交流发电机130的发电进行抑制的要求的情况下，实施控制以抑制发电电压。此外，第一ECU140例如在判断出第一蓄电池110的SOC(State of Charge：荷电状态)下降了的情况下，对发电电压进行控制以提高第一蓄电池110的SOC。
另外，第一ECU140在从第二蓄电池160的第二ECU170接收到电压变动要求的情况下，对交流发电机的发电电压进行控制，以使交流发电机130的发电电压根据预定的电压波形而变动。
另外，将第一ECU140根据来自发动机ECU的要求或第一蓄电池110的SOC等而对交流发电机130的发电电压进行控制的状态称为“通常控制状态”。此外，将第一ECU140根据来自第二ECU170的电压变动要求而对交流发电机130的发电电压进行控制的状态称为“内部电阻计算状态”。
第二蓄电池模块150具有第二蓄电池160、对第二蓄电池160的电流值进行检测的电流传感器161和对第二蓄电池160的电压值进行检测的电压传感器162。此外，第二蓄电池模块150具有对第二蓄电池160的温度值进行检测的温度传感器163和第二ECU170。另外，设为电压传感器162被配置在第二ECU170内。
第二蓄电池160为输出与第一蓄电池110的输出电压大致相同的DC12[V]的电压或者与之相比略高的电压的直流电源，并且为能够进行充放电的二次电池。
在对内部电阻进行计算之际，继电器180成为接通状态的情况下，第二蓄电池160通过提高交流发电机130的发电电压而被充电，并通过降低交流发电机130的发电电压而被放电。
此外，第二蓄电池160在由于电负载120的工作而向第一蓄电池110施加了较高的负荷等的情况下，通过继电器180成为接通状态而与第一蓄电池110并联连接，从而对第一蓄电池110进行支援。另外，在本实施方式中，第一蓄电池110的支援是指，代替第一蓄电池110或者与第一蓄电池110一起向电负载120供给电力的情况。
另外，第二蓄电池160具有预先规定的容量(例如，与第一蓄电池110的容量相比较低的6[Ah]～10[Ah])，并且例如通过镍氢蓄电池而实现。
第二ECU170取得由电流传感器161所检测出的电流值、由电压传感器162所检测出的电压值和由温度传感器163所检测出的温度值。此外，第二ECU170根据所取得的电流值及电压值而对第二蓄电池160的内部电阻进行计算。并且，第二ECU170利用所计算出的内部电阻和所取得的温度值来推断第二蓄电池160的劣化度，并对第二蓄电池160的寿命进行判断。
此外，第二ECU170在对第二蓄电池160的内部电阻进行计算时，向第一ECU140发送电压变动要求。在第二ECU170中，在向第一ECU140发送了电压变动要求之后取得电流值、电压值、温度值，并实施第二蓄电池160的内部电阻的计算、劣化度的推断以及寿命的判断。
接下来，对第一ECU140及第二ECU170的硬件结构进行说明。另外，由于第一ECU140的硬件结构与第二ECU170的硬件结构大致相同，因此，在此对第二ECU170的硬件结构进行说明。
图2为表示第二ECU170的硬件结构的一个示例的图。如图2所示，第二ECU170具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)201、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)202。此外，第二ECU170具有连接部203、ROM(Read Only Memory：只读存储器)204、电压传感器162。在本实施方式中，在ROM204内存储有劣化判断处理程序，通过使CPU201以RAM202为作业区域而执行劣化判断处理程序，从而第二ECU170作为劣化判断处理部而发挥功能。
具体而言，通过由CPU201执行劣化判断处理程序，从而第二ECU170经由连接部203而向第一ECU140发送电压变动要求。此外，通过由CPU201执行劣化判断处理程序，从而第二ECU170经由连接部203而取得电流值及温度值，并与通过电压传感器162所取得的电压值一起记录于RAM202中。并且，通过由CPU201执行劣化判断处理程序，从而第二ECU170读取记录于RAM202中的内容，并通过对第二蓄电池160的内部电阻进行计算，而对劣化度进行推断并对寿命进行判断。
接下来，对第一ECU140的功能结构及第二ECU170的功能结构进行说明。图3为表示第一ECU及第二ECU的功能结构的一个示例的图。
如图3所示，第一ECU140具有内部电阻计算状态生成部300，并且内部电阻计算状态生成部300还具有判断部301及交流发电机电压控制部302。
判断部301对从第二ECU170发送的电压变动要求进行接收。此外，判断部301在接收到电压变动要求时，会对车辆用电源系统100的当前的状况是否处于能够对内部电阻进行计算的状况(是否处于可以使交流发电机130的发电电压根据预定的电压波形而变动的状况)进行判断。
例如，在从未图示的发动机ECU产生对交流发电机130的发电电压进行抑制的要求的情况下，在判断部301中，判断为车辆用电源系统100的当前的状况为无法对内部电阻进行计算的状况。这是因为，当在发动机的转速不稳定的状况下使交流发电机130的发电电压变动时，会引起发动机失速或发生爆燃，因此应当使来自发动机ECU的要求优先。
此外，在判断为第一蓄电池110的SOC下降了的情况下，在判断部301中，也判断为车辆用电源系统100的当前的状况为无法对内部电阻进行计算的状况。这是因为，应当优先对交流发电机130的发电电压进行控制以提高第一蓄电池110的SOC。
在判断为车辆用电源系统100的当前的状况为无法对内部电阻进行计算的状况的情况下，第一ECU140维持通常控制状态。在该情况下，根据其他的应当优先的要求而对交流发电机130的发电电压进行控制。另一方面，在判断为车辆用电源系统100的当前的状况为能够对内部电阻进行计算的状况的情况下，第一ECU140向内部电阻计算状态转移。在该情况下，根据电压变动要求而对交流发电机130的发电电压进行控制。
另外，在由第二ECU170发送的电压变动要求中，包括用于使交流发电机130的发电电压根据预定的电压波形而变动的上限电压值、下限电压值和电压变动速度值。
当由判断部301接收到电压变动要求时，交流发电机电压控制部302会提取该电压变动要求中所包括的上限电压值、下限电压值和电压变动速度值。此外，交流发电机电压控制部302根据所提取的各个值而生成使交流发电机130的发电电压变动时所使用的电压波形。
此外，交流发电机电压控制部302对交流发电机130的发电电压进行控制，以使交流发电机130的发电电压根据所生成的电压波形而变动。
第二ECU170具有劣化判断处理部310。劣化判断处理部310具有要求部311、电压测量部312、电流测量部313、内部电阻计算部314、劣化度推断部315、寿命判断部316。
要求部311向第一ECU140发送电压变动要求。在要求部311中，例如在从车辆的发动机起动起经过了预定时间(例如，140[Sec])的情况下，发送电压变动要求。或者，要求部311在车辆的行驶持续了预定时间(例如，4[h])的情况下，发送电压变动要求。或者，要求部311在从上一次的电压变动要求的发送起经过了固定期间(例如，1[周])的情况下，发送电压变动要求。
另外，在要求部311中，在发送电压变动要求时，参照参数存储部320而读取交流发电机电压控制部302生成电压波形时所使用的上限电压值、下限电压值、电压变动速度值。在要求部311中，生成包括所读取的上限电压值、下限电压值、电压变动速度值在内的电压变动要求，并向第一ECU140发送。另外，参数存储部320为被形成在ROM204内的存储区域。
图4为表示被存储于参数存储部中的参数信息的一个示例的图。如图4所示，在参数存储部320所存储的参数信息400中，作为信息的项目而包括“上限电压”、“下限电压”、“电压变动速度”。
在“上限电压”中规定有上限值，所述上限值用于如下目的，即，不会在为了对内部电阻进行计算而使交流发电机130的发电电压变动时，在内部电阻计算状态下使第一蓄电池110成为过充电。图4的示例示出了作为上限电压值而规定了“14.5[V]”的情况。
在“下限电压”中规定有下限值，所述下限值用于如下目的，即，不会在为了对内部电阻进行计算而使交流发电机130的发电电压变动时，在内部电阻计算状态下使第一蓄电池110的SOC大幅度地下降。图4的示例示出了作为下限电压值而规定了“12.5[V]”的情况。
在“电压变动速度”中规定有变动速度的上限值，所述变动部速度的上限值用于如下目的，即，不会在为了对内部电阻进行计算而使交流发电机130的发电电压变动时，在内部电阻计算状态下对电负载120的动作造成影响。图4的示例示出了，只要交流发电机130的发电电压的变动速度在“0.5[V/Sec]”以下，便不会对电负载120的动作造成影响的情况。另外，作为对电负载120的动作的影响，可列举出，例如作为电负载120的一个示例的前照灯发生闪烁的情况等。
以此方式，用于电压波形的生成的上限电压值、下限电压值、电压变动速度值以如下方式被规定，即，即使在使交流发电机130的发电电压变动了的情况下，也不会对第一蓄电池110、电负载120造成影响。
返回至图3的说明。在从要求部311发送了电压变动要求的情况下，电压测量部312取得从电压传感器162所输出的电压值，并记录在测量结果记录部321中。另外，测量结果记录部321为临时性地形成在RAM202内的区域。
在从要求部311发送了电压变动要求的情况下，电流测量部313取得从电流传感器161所输出的电流值，并记录在测量结果记录部321中。
内部电阻计算部314读取被记录于测量结果记录部321中的电压值及电流值，并对第二蓄电池160的内部电阻的值(内部电阻值)进行计算。此外，内部电阻计算部314将所计算出的内部电阻值通知给劣化度推断部315。此外，内部电阻计算部314在计算出内部电阻值时，取得从温度传感器163所输出的温度值，并记录在测量结果记录部321中。
在从内部电阻计算部314接收到内部电阻值时，劣化度推断部315读取被记录于测量结果记录部321中的温度值，并基于所读取的温度值，根据所接收到的内部电阻值来对第二蓄电池160的劣化度进行推断。此外，劣化度推断部315将所推断出的劣化度通知给寿命判断部316。
另外，之所以在劣化度的推断时读取温度值，是因为第二蓄电池160的内部电阻也依赖于温度，并且温度越高则内部电阻越变小，而温度越低则内部电阻越大。因此，劣化度推断部315通过对从内部电阻计算部314所接收到的内部电阻值中的、因第二蓄电池160温度较低而产生的增加量进行补正，从而对第二蓄电池160的劣化度进行推断。
寿命判断部316对从劣化度推断部315所接收到的劣化度是否在预定的阈值以上进行判断。在判断为劣化度在预定的阈值以上的情况下，寿命判断部316判断为第二蓄电池160已到寿命，并向用户输出警报。
接下来，对交流发电机电压控制部302使交流发电机130的发电电压变动的情况下的电压波形和在内部电阻计算状态下由电流测量部313所取得的第二蓄电池160的电流波形进行说明。图5A、图5B为用于对交流发电机的电压波形及第二蓄电池的电流波形进行说明的图。
在图5A中，横轴表示时间，纵轴表示交流发电机电压控制部302使交流发电机130的发电电压变动的情况下的电压值。此外，在图5B中，横轴表示时间，纵轴表示第二蓄电池160的电流值。
如图5A所示，设为交流发电机电压控制部302使交流发电机130的发电电压变动的情况下的电压值500在通常控制状态510下为14.2[V]左右。另外，在该状态下，如图5B所示，设为第二蓄电池160既不进行充电也不进行放电。
另一方面，当在时刻501，要求部311发送电压变动要求时，交流发电机电压控制部302将向内部电阻计算状态520转移，并使交流发电机130的发电电压变动。另外，设为在使交流发电机130的发电电压变动时，继电器180成为接通状态。
图5A的示例示出了交流发电机电压控制部302使交流发电机130的发电电压从时刻501的电压值(14.2[V])起，以电压变动速度(-0.5[V/Sec])而向下限电压值(12.5[V])变动的情况。
此外，图5A的示例示出了当达到下限电压值(12.5[V])时，交流发电机电压控制部302使交流发电机130的发电电压以电压变动速度(0.5[V/Sec])而向上限电压值(14.5[V])变动的情况。
如图5B所示，在从在时刻501开始进行发电电压的变动起，至在时刻502，交流发电机130的发电电压返回至电压变动开始时(时刻501)的发电电压为止的期间内，第二蓄电池160成为放电状态。由于在该期间内交流发电机130的发电电压不会低于下限电压值，因此第一蓄电池110的SOC不会随着交流发电机130的发电电压的变动而大幅度地下降。此外，由于在该期间内交流发电机130的发电电压是以电压变动速度值而进行变动的，因此交流发电机130的发电电压的变动也不会对电负载120的动作造成影响。
另外，如图5B所示，处于放电状态的第二蓄电池160的电流值未成为固定的斜率是由于第一蓄电池110的影响。具体而言，这是由于在使交流发电机130的发电电压向下限电压值变动的过程中，第一蓄电池110自身也会进行少许放电。在第一蓄电池110为新品的情况下，或者第一蓄电池110的SOC充分的情况下，容易产生这样的现象。
此外，图5A的示例示出了交流发电机130的发电电压在时刻502超过了电压变动开始时(时刻501)的发电电压的情况。另外，图5A的示例示出了在交流发电机130的发电电压达到了上限电压值(14.5[V])之后，交流发电机电压控制部302使交流发电机130的发电电压以电压变动速度值(-0.5[V/Sec])而变动的情况。而且，图5A的示例还示出了交流发电机130的发电电压在时刻503达到了电压变动开始时(时刻501)的发电电压的情况。
另外，如图5B所示，在从在时刻502超过电压变动开始时的发电电压起，至在时刻503再次达到电压变动开始时的发电电压为止的期间内，第二蓄电池160成为充电状态。由于在该期间内交流发电机130的发电电压不会超过上限电压值，因此第一蓄电池110不会随着交流发电机130的发电电压的变动而成为过充电。此外，由于在该期间内交流发电机130的发电电压是以电压变动速度值而进行变动的，因此交流发电机130的发电电压的变动也不会对电负载120的动作造成影响。
当在时刻503达到电压变动开始时(时刻501)的发电电压时，第一ECU140从内部电阻计算状态520向通常控制状态530转移。
以此方式，在内部电阻计算状态520下，交流发电机电压控制部302使交流发电机130的发电电压在下限电压值与上限电压值之间变动。在图5A的示例中，此时的电压变动幅度(ΔV)为2[V]，并且为足以高精度地对第二蓄电池160的内部电阻进行计算的电压变动幅度。因此，通过使用在内部电阻计算状态520下所取得的电压值及电流值，根据本实施方式，能够在内部电阻的计算中实现较高的精度。
此外，在交流发电机电压控制部302中，在于内部电阻计算状态520下使交流发电机130的发电电压变动时，作为下限电压值、上限电压值、电压变动速度值，每次均使用相同的值(也就是说，电压波形均一)。因此，只要第二蓄电池160的内部电阻相同，第二蓄电池160的电流波形便每次都会相同。也就是说，根据本实施方式，能够在内部电阻的计算中实现较高的再现性。
接下来，对第二ECU170的测量结果记录部321中所记录的测量结果信息进行说明。此外，对根据测量结果信息来计算第二蓄电池的内部电阻的计算方法进行说明。
图6A、图6B为表示测量结果信息的一个示例及第二蓄电池的内部电阻的计算方法的图。如图6A所示，在测量结果信息600中，作为信息的项目而包括“第二蓄电池的测量电压”、“第二蓄电池的测量电流”。
在“第二蓄电池的测量电压”中，记录有在内部电阻计算状态520下通过电压测量部312所取得的电压值。通过电压测量部312所取得的电压值例如与第二蓄电池160的正极端子和负极端子之间的电位差相等。
在“第二蓄电池的测量电流”中，记录有在内部电阻计算状态520下通过电流测量部313所取得的电流值。
图6B为对测量结果信息600的“第二蓄电池的测量电压”中所记录的电压值和“第二蓄电池的测量电流”中所记录的电流值进行描点而得到的坐标图。在图6B中，横轴表示电流值，纵轴表示电压值。
在内部电阻计算部314中，基于各描点来对近似直线(参照下式)进行计算，并对所计算出的近似直线的斜率(内部电阻值)进行计算。
(电压值)＝(斜率)×(电流值)+(截距)
另外，从图6B可以明确，近似直线的截距不为零。因此，可以说，为了对内部电阻值进行计算而需要至少对两个点的描点。
此外，从图6B可以明确，当电压变动幅度较小时，描点结果会成为近似于圆形的形状，从而计算斜率时的误差会增大。另一方面，当电压变动幅度较大时，描点结果会成为近似于直线的形状，从而计算斜率时的误差会减小。即，可以说能够通过增大下限电压值与上限电压值之间的范围(电压变动幅度)而以较高的精度对第二蓄电池160的内部电阻进行计算。
另外，如图6B所示，在使交流发电机130的发电电压下降时和上升时，描点结果不相等(包括滞后现象)，这是由第二蓄电池160的特性所导致的。
考虑到这样的特性，在内部电阻计算部314中，在斜率的计算中，例如也可以仅利用使交流发电机130的发电电压上升时的描点结果。或者也可以仅利用使交流发电机130的发电电压下降时的描点结果。或者，也可以如图6B所示那样，利用双方的描点结果。
接下来，对车辆用电源系统100中的蓄电池管理处理的流程进行说明。图7为表示车辆用电源系统中的蓄电池管理处理的流程的流程图。图7所示的流程图例如在车辆的发动机成为起动状态时被执行。
在步骤S701中，要求部311待机直至发动机的转速稳定为止的预定时间(例如，140[Sec])。
在步骤S702中，要求部311参照参数存储部320而读取上限电压值、下限电压值、电压变动速度值，并生成包括各值的电压变动要求。并且，要求部311将电压变动要求向第一ECU140发送。
在步骤S703中，判断部301在接收到电压变动要求时对车辆用电源系统100的当前的状况是否为能够对内部电阻进行计算的状况进行判断。
在步骤S703中判断为处于无法对内部电阻进行计算的情况下，结束蓄电池管理处理。由此，能够在存在其他的应当优先的要求的情况下，根据该其他的应当优先的要求而对交流发电机130的发电电压进行控制。另一方面，在步骤S703中判断为处于能够对内部电阻进行计算的状况的情况下，向步骤S704转移。
在步骤S704中，判断部301将电压变动要求通知给交流发电机电压控制部302。接收到电压变动要求的交流发电机电压控制部302根据电压变动要求所包括的上限电压值、下限电压值、电压变动速度值而生成使交流发电机130的发电电压变动时的电压波形。此外，交流发电机电压控制部302对交流发电机130的发电电压进行控制，以使交流发电机130的发电电压根据所生成的电压波形而变动。
在步骤S705中，电压测量部312取得由电压传感器162所检测出的电压值，并记录在测量结果记录部321中。此外，电流测量部313取得由电流传感器161所检测出的电流值，并记录在测量结果记录部321的测量结果信息600中。
在步骤S706中，内部电阻计算部314利用被记录于测量结果记录部321中的测量结果信息600而对内部电阻值进行计算。此外，还取得由温度传感器163所检测出的温度值，并记录在测量结果记录部321中。
在步骤S707中，劣化度推断部315在接收到于步骤706中所计算出的内部电阻值时，将读取被记录于测量结果记录部321中的温度值，并基于所读取的温度值，根据接收到的内部电阻值而对第二蓄电池160的劣化度进行推断。此外，劣化度推断部315将所推断出的劣化度通知给寿命判断部316。
在步骤S708中，寿命判断部316对由劣化度推断部315所通知的劣化度是否在预定的阈值以上进行判断。在步骤S708中判断为在预定的阈值以上的情况下，寿命判断部316判断为第二蓄电池160已到寿命，并向用户输出警报，且结束蓄电池管理处理。另一方面，在判断为小于预定的阈值的情况下，不向用户输出警报，并结束蓄电池管理处理。
从以上的说明可以明确，在本实施方式中的车辆用电源系统中，使交流发电机的发电电压根据预定的电压波形而变动，并且在该期间内，对与该交流发电机连接的第二蓄电池的电压变动及电流变动(电压值及电流值)进行检测。然后，利用所检测出的电压值及电流值来对第二蓄电池的内部电阻进行计算。由此，与利用电负载工作时的第二蓄电池的电压变动及电流变动的情况相比，能够以较高的再现性且高精度地对第二蓄电池的内部电阻进行计算。
此外，在本实施方式中的车辆用电源系统中，在使交流发电机的发电电压根据预定的电压波形而变动时，是以不会对电负载的动作造成影响的方式来规定电压变动速度值的。由此，能够避免随着交流发电机的发电电压的变动而使电负载的动作受到影响的情况。
此外，在本实施方式中的车辆用电源系统中，在使交流发电机的发电电压根据预定的电压波形而变动时，是以避免第一蓄电池的过充电的方式来规定上限电压值的。由此，能够避免随着交流发电机的发电电压的变动而使第一蓄电池成为过充电的情况。
此外，在本实施方式中的车辆用电源系统中，在使交流发电机的发电电压根据预定的电压波形而变动时，是以避免第一蓄电池的SOC大幅度地下降的方式来规定下限电压值的。由此，能够避免随着交流发电机的发电电压的变动而使第一蓄电池的SOC大幅度地下降的情况。
并且，在本实施方式中的车辆用电源系统中，在接收到电压变动要求时对是否处于能够对内部电阻进行计算的状况进行判断。由此，能够在存在其他的应当优先的要求的情况下，根据该其他的应当优先的要求来对交流发电机的发电电压进行控制。
在上述第一实施方式中，对应用于非混合动力车辆的车辆用电源系统进行了说明。相对于此，在第二实施方式中，对应用于混合动力车辆或电动汽车(以下，简称为“混合动力车辆等”)的车辆用电源系统进行说明。
图8为表示车辆用电源系统的其他的结构例的图。图8所示的车辆用电源系统800为向被搭载于车辆中的电负载供给电力的车辆用电源系统，且为例如应用于混合动力车辆等的电源系统。
与图1所示的车辆用电源系统100的不同点在于，在图8的情况下，代替交流发电机130而配置了DCDC变换器810这一点。
DCDC变换器810为基于从未图示的高电压的蓄电池供给的电力而对低电压(例如，12[V])的第一蓄电池110及第二蓄电池160进行充电的降压装置。
在第一ECU140中，对DCDC变换器810的输出电压进行控制，以使DCDC变换器810的输出电压根据预定的电压波形而变动。由此，在第二ECU170中，能够以高再现性且高精度地对第二蓄电池160的内部电阻进行计算。
在上述第一实施方式及第二实施方式中，对用于实现第二蓄电池的电压变动及电流变动的控制对象(交流发电机130、DCDC变换器810)与第二蓄电池160并联连接的情况进行了说明。
相对于此，在第三实施方式中，对用于实现第二蓄电池的电压变动及电流变动的控制对象与第二蓄电池160串联连接的情况进行说明。
图9为表示车辆用电源系统的其他的结构例的图。图9所示的车辆用电源系统900为向被搭载于车辆中的电负载供给电力的车辆用电源系统，且为例如应用于混合动力车辆等的电源系统。
如图9所示，在车辆用电源系统900的情况下，作为用于实现第二蓄电池的电压变动及电流变动的控制对象的DCDC变换器910与第二蓄电池160串联连接。
另外，在图9所示的车辆用电源系统900中，设为第二ECU920除了上述第一实施方式中所说明的第二ECU170的功能以外，还具有第一ECU140的功能。
在第二ECU920中，使DCDC变换器910的输出电压根据预定的电压波形而变动。由此，根据车辆用电源系统900，能够以高再现性且高精度地对第二蓄电池160的内部电阻进行计算。
在上述第一实施方式至第三实施方式中，在根据上限电压值、下限电压值、电压变动速度值而生成电压波形时，是以在使控制对象的电压向下限电压值进行了变动之后再向上限电压值进行变动的方式来生成电压波形的。然而，变动的顺序并不限定于此。例如，也可以以先向上限电压值进行了变动之后再向下限电压值变动的方式来生成电压波形。
此外，虽然在上述第一实施方式至第三实施方式中，采用了通过计算出第二蓄电池160的内部电阻从而对第二蓄电池160的劣化度进行计算的方式，但是也可以例如通过计算出第二蓄电池160的内部电阻而对第二蓄电池160的能力进行计算。由此，能够对以当前的第二蓄电池160的能力可使何种电负载工作进行判断。
此外，在上述第一实施方式至第三实施方式中，并未特别提及在对第二蓄电池160的内部电阻进行计算时，将继电器180设为接通状态的时刻。然而，将继电器180设为接通状态的时刻可以为例如要求部311发送电压变动要求的时刻。或者，也可以为判断部301判断为处于能够对内部电阻进行计算的状况的时刻。

Claims (5)

1.一种电源系统，包括：
第一蓄电池，其与交流发电机或直流/直流变换器连接，并通过由所述交流发电机或所述直流/直流变换器所供给的电力而被充电，且向搭载于车辆中的电负载供给电力；
第二蓄电池，其与所述交流发电机或所述直流/直流变换器连接，并通过由所述交流发电机或所述直流/直流变换器所供给的电力而被充电，且与所述第一蓄电池并联连接；
电压传感器，其被构成为，对所述第二蓄电池的电压值进行检测；
电流传感器，其被构成为，对所述第二蓄电池的电流值进行检测；
电压控制部，其被构成为，使所述交流发电机或所述直流/直流变换器的电压根据预定的电压波形而变动；和
计算部，其被构成为，利用在所述电压控制部使所述交流发电机或所述直流/直流变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动的期间内，通过所述电压传感器及所述电流传感器所分别检测出的所述第二蓄电池的电压值及电流值，而对所述第二蓄电池的内部电阻进行计算。
2.如权利要求1所述的电源系统，其中，
还包括判断部，所述判断部被构成为，对是否处于能够使所述交流发电机或所述直流/直流变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动的状况进行判断，
所述电压控制部被构成为，在通过所述判断部而判断为处于能够使所述交流发电机或所述直流/直流变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动的状况的情况下，使所述交流发电机或直流/直流变换器的电压根据所述预定的电压波形而变动。
3.如权利要求1或2所述的电源系统，其中，
所述预定的电压波形根据不会使所述第一蓄电池成为过充电的上限电压值和抑制所述第一蓄电池的充电率的下降的下限电压值而生成。
4.如权利要求3所述的电源系统，其中，
所述预定的电压波形在从所述上限电压值起至所述下限电压值为止的范围内发生变化。
5.如权利要求1所述的电源系统，其中，
所述电压控制部被构成为，使所述交流发电机或所述直流/直流变换器的电压以与所述预定的电压波形相同的形态而反复变动，
所述计算部被构成为，在每次所述电压控制部使所述交流发电机或所述直流/直流变换器的电压以与所述预定的电压波形相同的形态而反复变动时，对所述第二蓄电池的内部电阻进行计算。
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