CN107533108A - 二次电池的状态估计装置和状态估计方法 - Google Patents
二次电池的状态估计装置和状态估计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107533108A CN107533108A CN201680017366.7A CN201680017366A CN107533108A CN 107533108 A CN107533108 A CN 107533108A CN 201680017366 A CN201680017366 A CN 201680017366A CN 107533108 A CN107533108 A CN 107533108A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- secondary cell
- during
- internal resistance
- charging
- terminal voltage
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 37
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 42
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N spiromesifen Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(C(O1)=O)=C(OC(=O)CC(C)(C)C)C11CCCC1 GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
-
- 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]
- G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
-
- 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
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- 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]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
-
- 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
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
-
- 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)
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
提供一种能够高精度地估计输出大电流时的二次电池的状态的二次电池的状态估计装置和状态估计方法。该二次电池的状态估计装置具备：传感器部，其检测二次电池的端子电压和充放电电流；以及内部电阻计算部，其基于传感器部检测出的端子电压和充放电电流来计算二次电池的直流内部电阻。内部电阻计算部在稳定期间(T2)和大电流输出期间(T3)基于传感器部检测出的端子电压和充放电电流来计算直流内部电阻，该稳定期间(T2)为在使车辆行驶的驱动源的起动时之前且二次电池的端子电压和充放电电流收敛于规定的变动范围内的期间，该大电流输出期间(T3)为在驱动源的起动时从二次电池输出用于使驱动源起动的电力、二次电池的端子电压实质上为最小的期间。
Description
技术领域
本发明涉及一种二次电池的状态估计装置和状态估计方法。
背景技术
以发动机为主要的驱动源的车辆搭载有二次电池来作为用于起动发动机的电源。发动机通过起动机的驱动而起动。作为二次电池，一般使用铅蓄电池。
近年来，为了削减以发动机为主要的驱动源的车辆的废气，采用怠速停止系统。但是，当怠速停止系统中使用性能下降了的二次电池时，有时怠速停止系统无法正常地发挥功能。存在一种估计车辆中搭载的二次电池的状态以预防这样的二次电池的故障的装置(例如参照专利文献1)。
专利文献1的电池状态估计装置利用满量程(full scale)小的电流传感器，使用起动开关接通之前的二次电池的电压和电流的值来计算电池状态的参数。
专利文献1：日本特开2011-257214号公报
发明内容
发明要解决的问题
在起动机的起动时产生非常大的浪涌电流，由此产生二次电池的大幅的电压下降。当由于电压下降而二次电池的电压低于固定值时，有时发生发动机不起动、或者ECU(Engine Control Unit：发动机控制单元)重置等问题。因而，存在想要更准确地估计起动机的起动时等产生非常大的电流时的二次电池的性能的期望。
然而，在专利文献1的电池状态估计装置中，在起动开关接通的期间之前，使用二次电池的电压和电流的值来计算电池状态的参数。因此，专利文献1的电池状态估计装置计算出的电池状态的参数无法对应于在输出大电流时发生的剧烈的电压变化的时间常数。因而，存在当使用该参数进行输出大电流时的二次电池的状态的估计时、估计精度下降的问题。
本发明的目的是提供一种能够高精度地估计输出大电流时的二次电池的状态的二次电池的状态估计装置和状态估计方法。
本发明的一个方式所涉及的二次电池的状态估计装置采用以下的结构。即，具备：传感器部，其检测二次电池的端子电压和充放电电流；以及内部电阻计算部，其基于传感器部检测出的端子电压和充放电电流来计算二次电池的直流内部电阻。内部电阻计算部在以下的(期间1)和(期间2)基于传感器部检测出的端子电压和充放电电流来计算直流内部电阻。(期间1)为在使车辆行驶的驱动源的起动时之前且二次电池的端子电压和充放电电流收敛于规定的变动范围内的稳定期间。(期间2)为在驱动源的起动时从二次电池输出用于使驱动源起动的电力、二次电池的端子电压实质上为最小的大电流输出期间。
本发明的一个方式所涉及的二次电池的状态估计方法具备以下步骤：检测二次电池的端子电压和充放电电流；以及基于检测出的端子电压和充放电电流来计算二次电池的直流内部电阻。在计算直流内部电阻的步骤中，在以下的(期间1)和(期间2)基于检测出的端子电压和充放电电流来计算直流内部电阻。(期间1)为在使车辆行驶的驱动源的起动时之前且二次电池的端子电压和充放电电流收敛于规定的变动范围内的稳定期间。(期间2)为在驱动源的起动时从二次电池输出用于使驱动源起动的电力、二次电池的端子电压实质上为最小的大电流输出期间。
根据本发明，使用产生大的充放电电流时的检测值来计算二次电池的直流内部电阻。因而，使用计算出的直流内部电阻能够高精度地估计输出大电流时的二次电池的状态。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的状态估计装置和车辆的一部分的框图，
图2是表示转动动力输出轴时的二次电池的端子间电压和充放电电流的曲线图，
图3是放大表示图2的范围W1的一部分的曲线图，
图4是说明数据获取定时的曲线图，
图5是表示本发明的实施方式2所涉及的状态估计装置和车辆的一部分的框图，
图6是表示本发明的实施方式3所涉及的状态估计装置和车辆的一部分的框图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本发明的各实施方式。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的状态估计装置和车辆的一部分的结构的框图。
本发明的实施方式1所涉及的二次电池的状态估计装置10搭载于主要利用发动机的动力来行驶的车辆。车辆具备状态估计装置10、作为二次电池的铅蓄电池20、ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)30、负载31、交流发电机32、起动机33、继电器34、点火钥匙35。车辆具有发动机和驱动轮，但省略了图示。车辆可以是需要更准确地进行转动动力输出轴时的二次电池的状态估计的具有怠速停止系统(ISS)的车辆。
起动机33是使发动机起动的电动机。通过起动机33的驱动而曲轴旋转，发动机冲程开始，由此发动机起动。将通过起动机33的驱动来使发动机的曲轴旋转称作转动动力输出轴。
继电器34是用于使起动机33起动的开关。当继电器34闭合而向起动机33的C端子输出电压时，起动机33的内部状态切换，从B端子输入电流，起动机33开始旋转。继电器34例如基于ECU 30的工作控制信号，利用铅蓄电池20的电力在闭合与断开之间进行切换。
交流发电机32利用曲轴的旋转动力来发电。交流发电机32也可以利用驱动轮的旋转动力来发电。此外，交流发电机32进行发电电力的整流和基于ECU 30的电压控制信号的电压的调整。
负载31例如是用于使发动机工作所需的电气方式的辅机，例如包括燃料喷射装置、火花塞等。辅机是指除发动机主体以外的用于使发动机运转所需的周边设备。负载31可以包括车内照明、仪表板、照明器具等搭载于车辆的各种电气设备。
点火钥匙35是驾驶员操作的钥匙，对连接有负载31、交流发电机32以及起动机33的电源线L10与铅蓄电池20之间的连接进行切换。例如，点火钥匙35当切换为断开(OFF)时，连接被切断，当切换为接通(ON)时，进行连接。另外，当点火钥匙35切换为启动(START)时，起动机33起动。点火钥匙35的状态作为钥匙信息被传递到ECU 30。
铅蓄电池20是能够充电和放电的电池，相当于本发明所涉及的二次电池的一例。铅蓄电池20利用交流发电机32的电力进行充电。铅蓄电池20在点火钥匙35接通或启动时，向起动机33、继电器34、负载31、ECU 30供给电力。无论点火钥匙35如何切换，铅蓄电池20均向状态估计装置10供给电力。
ECU 30进行发动机的控制。具体地说，ECU 30进行起动机33的工作控制、辅机的控制以及交流发电机32的发电电压的控制。并且，ECU 30从状态估计装置10接收铅蓄电池20的电池状态信息，进行与信息相应的控制。电池状态信息包括放电性能(SOF：State ofFunction)。并且，电池状态信息也可以包括充电率(SOC：State of Charge)。放电性能是指表示在输出设想的大电流时能否维持规定的电压的能力的指标。也可以是，ECU 30基于电池状态信息，在放电性能比规定的第一阈值高的情况下，进行怠速停止系统的控制，在放电性能比规定的第二阈值低的情况下，进行禁止怠速停止系统的控制并进行警告等的控制。在实施方式1中，ECU 30还将表示使起动机33起动的定时的启动信息发送到状态估计装置10。
状态估计装置10估计放电性能(SOF)来作为铅蓄电池20的状态。状态估计装置10也可以还估计铅蓄电池20的充电率(SOC)。
状态估计装置10具备定时判断部11、内部电阻计算部12、状态估计部13以及传感器部14。状态估计装置10的除了传感器部14的元件(电流检测用电阻等)以外的各功能块可以构成为单芯片的半导体集成电路。另外，也可以是，状态估计装置10的除了传感器部14的元件以外的部分由多个半导体集成电路构成。另外，也可以使状态估计装置10的一部分或除了传感器部14的元件以外的全部与ECU 30或搭载于车辆的其它ECU一起由一个半导体集成电路构成。另外，也可以是，状态估计装置10的多个功能块统合为一个功能块。
传感器部14检测铅蓄电池20的电压和充放电电流，将检测信号输出到内部电阻计算部12、状态估计部13。检测的电压为充电时、放电时和端子释放时的铅蓄电池20的端子间电压。
定时判断部11基于从ECU 30发送的启动信息来判断起动机33起动的定时，将该定时通知给内部电阻计算部12。
内部电阻计算部12基于由定时判断部11通知的定时，从传感器部14取入铅蓄电池20的电压和充放电电流的检测值，使用它们来计算铅蓄电池20的直流内部电阻(DCIR)。内部电阻计算处理的详情在后面进行叙述。
状态估计部13基于传感器部14的检测值和由内部电阻计算部12计算出的直流内部电阻来估计放电特性(SOF)和充电率(SOC)等电池状态。
所谓放电特性表示向起动机33输出大电流时的铅蓄电池20的电压下降量的预测值。状态估计部13进行下式(1)所示那样的计算，来求出放电特性。
Vf＝Vc-(Ib-Ic)×Ri …(1)
在此，Vf为放电特性，Vc为转动动力输出轴前的铅蓄电池20的闭路电压(CCV：Closed Circuit Voltage)，Ib为即将转动动力输出轴之前的充放电电流，Ic为转动动力输出轴时设想的最大的充放电电流，Ri为直流内部电阻。
状态估计部13将估计出的电池状态的信息输出到ECU 30。
<内部电阻计算处理>
接下来，说明内部电阻计算部12的计算铅蓄电池20的直流内部电阻的计算方法。
图2是表示转动动力输出轴时的二次电池的端子间电压和充放电电流的曲线图。图3是放大表示图2的范围W1的局部的曲线图。
内部电阻计算部12通过两点法来计算直流内部电阻。在两点法中，使用在第一定时检测出的铅蓄电池20的电压和充放电电流以及在第二定时检测出的铅蓄电池20的电压和充放电电流，进行如下式(2)所示那样的计算，来求出直流内部电阻。
Ri＝(V1-V2)/(I1-I2) …(2)
在此，Ri为直流内部电阻，V1为第一定时的电压，V2为第二定时的电压，I1为第一定时的充放电电流，I2为第二定时的充放电电流。
作为获取电压和充放电电流的定时，如接下来说明的那样采用转动动力输出轴的前后的规定定时。
在转动动力输出轴时，在起动机33的旋转开始时，如图2的范围W1所示那样，非常大的电流流过起动机33。接着，如图2的范围W2所示那样，经过起动机33和发动机的曲轴旋转几次的期间后，发动机进行驱动。接着，详细地说明起动机33的起动时的动作。
在使起动机33起动时，首先ECU 30输出将继电器34切换为闭合的工作控制信号。继电器34在短暂的期间T1使触点进行物理移动，来从断开切换为闭合。在该期间T1中，利用电力来产生物理动作，因此继电器34的动作电压和电流比较大幅地变化。
当继电器34切换为闭合的状态时，在向起动机33的C端子输出电压之后，经过短暂的稳定期间T2后在起动机33的B端子流过大电流而起动机33开始旋转。在该稳定期间T2，输出到继电器34的电流稳定，由此铅蓄电池20的电压也稳定。在该稳定期间T2，铅蓄电池20的端子间电压和充放电电流收敛于规定的变动范围内。所谓收敛于规定的变动范围内表示变动范围小到能够得到减小铅蓄电池20的充电极化对于开路电压(OCV)的影响的作用的程度。
内部电阻计算部12将转动动力输出轴之前的稳定期间T2的任意的定时作为第一定时A1，来获取来自传感器部14的电压和充放电电流的检测值。
接着，在起动机33起动的期间T3中，向起动机33输出急剧的电流，随之，发生铅蓄电池20的电压下降。
内部电阻计算部12将在转动动力输出轴时电压实质上下降最多的定时作为第二定时A2，来获取来自传感器部14的电压充放电电流的检测值。而且，根据第一定时A1的检测值和第二定时A2的检测值，使用上述的式(2)来计算铅蓄电池20的直流内部电阻。
通过使用具有稳定的电流输出的稳定期间T2内的第一定时A1的检测值，能够进行减少了铅蓄电池20的极化的影响的直流内部电阻的计算。另外，通过使用转动动力输出轴时的输出大的电流的第二定时A2的检测值，能够进行能够与转动动力输出轴时的大的电流变化的时间常数对应的直流内部电阻的计算。
图4是说明数据获取定时的曲线图。
关于所谓转动动力输出轴时的电压实质上下降最多的第二定时A2，既可以设为如图4所示那样电压实际上下降最多的定时B1，也可以设为在该定时B1的前后略有不同的定时。作为在前后不同的定时，如图4所示那样能够采用定时B1之前的容许误差期间T5内和定时B1之后的容许误差期间T6内的定时。这些容许误差期间T5、T6相当于铅蓄电池20的端子电压实质上最小的大电流输出期间。
比定时B1靠前的容许误差期间T5例如为5ms，更优选为3ms。比定时B1靠后的容许误差期间T6例如为15ms，更优选为10ms。典型的是，之前的容许误差期间T5比之后的容许误差期间T6短。
获取检测值的第二定时A2在容许误差期间T5、T6的范围内变化，由此计算的直流内部电阻也变化。然而，通过采用上述那样的容许误差期间T5、T6，直流内部电阻的计算结果为不超过直流内部电阻的容许误差的阈值DCIRth的值。
如以上那样，根据本实施方式的二次电池的状态估计装置10，使用产生大的充放电电流时的检测值来计算二次电池的直流内部电阻。因而，使用计算出的直流内部电阻，能够高精度地估计输出大电流时的二次电池的状态。
(实施方式2)
图5是表示实施方式2的状态估计装置和车辆的一部分的框图。
实施方式2的状态估计装置10A只有定时判断部11A的输入与实施方式1不同，其它结构与实施方式1的结构相同。对于相同的结构标注相同标记，省略详细的说明。
实施方式2的定时判断部11A被输入传感器部14的信号。定时判断部11A监视传感器部14的电压或充放电电流的检测信号，来判别图2和图3所示的、从铅蓄电池20进行发动机起动时(转动动力输出轴时)的放电的定时。而且，能够将发动机起动时的定时通知给内部电阻计算部12。
内部电阻计算部12的计算直流内部电阻的计算处理与实施方式1相同。
如以上那样，根据实施方式2的状态估计装置10A，即使不从车辆的ECU30接收启动信息，也能够进行与实施方式1相同的状态估计。
(实施方式3)
图6是表示实施方式3的状态估计装置和车辆的一部分的框图。
实施方式3的状态估计装置10B还使用铅蓄电池20的温度和SOC(充电率：State ofCharge)的信息来计算铅蓄电池20的直流内部电阻。其它结构与实施方式1的结构相同。对与实施方式1相同的结构标注相同标记，省略详细的说明。
实施方式3的状态估计装置10B具有定时判断部11、内部电阻计算部12B、状态估计部13B、传感器部14以及温度计15。
实施方式3的内部电阻计算部12B在计算铅蓄电池20的直流内部电阻时，被输入温度计15的检测信号和状态估计部13B的SOC的估计值。
内部电阻计算部12B进行实施方式1中说明的直流内部电阻的计算，但例如在铅蓄电池的温度异常高的情况或异常低的情况下，不进行类型判定。此外，在SOC不处于规定的范围内的情况下，不进行类型判定。
这样，在铅蓄电池的温度或SOC处于规定的范围外、估计精度下降这样的情况下，内部电阻计算部12B不进行直流内部电阻的计算，由此，结果是能够使直流内部电阻的计算精度和状态估计装置10B的状态估计精度更高。
此外，内部电阻计算部12B也可以使用铅蓄电池的OCV(Open Circuit Voltage：开路电压)代替SOC，来进行铅蓄电池的直流内部电阻的计算。或者，内部电阻计算部12B也可以使用SOC、OCV和温度中的任一项或全部来进行铅蓄电池的直流内部电阻的计算。
并且，内部电阻计算部12B除了构成为在温度、SOC或OCV处于规定的范围外的情况下不进行直流内部电阻的计算以外，还可以利用温度、SOC或OCV对计算的直流内部电阻的值进行校正，或者对用于计算直流内部电阻的参数的值进行校正，来进行直流内部电阻的计算。
如以上那样，根据实施方式3的状态估计装置10B，能够计算能够与剧烈的电流变化的时间常数对应的铅蓄电池20的直流内部电阻，来高精度地估计输出大电流时的铅蓄电池20的状态。
以上，对本发明的各实施方式进行了说明。
此外，本发明并不限于上述实施方式。例如，在实施方式中，示出了使用两点法计算直流内部电阻的方法，但也可以是，使用稳定期间T2内的多个定时的电压和充放电电流、输出大电流的转动动力输出轴时的容许误差期间T5、T6内的多个定时的电压和充放电电流，例如通过IV绘图法来计算直流内部电阻。
另外，在实施方式中，示出了从继电器34闭合起到向起动机33流过大电流为止的期间的后半部的稳定期间T2来作为稳定期间T2。具体地说，优选的是，稳定期间T2为从开始向起动机33输出电力的开始定时的10ms前起到开始定时为止的期间。
另外，在实施方式中，示出从继电器34闭合起到向起动机33流过大电流为止的期间的后半部的稳定期间T2来作为稳定期间T2。然而，例如在铅蓄电池20被长期放置时，也可以将在继电器34闭合之前充放电电流和电压实质上为零而稳定时作为稳定期间T2，来检测电压和充放电电流。
另外，在实施方式中，示出了铅蓄电池来作为二次电池，但也可以应用锂离子蓄电池、镍氢蓄电池等其它种类的二次电池。
另外，在实施方式中，示出了使用发动机车辆的转动动力输出轴时的检测值来计算二次电池的直流内部电阻的方法。然而，例如在通过电动机来行驶的电动车辆中，也可以使用在车辆的行驶起动时输出大电流的定时的前后的检测值来同样地计算二次电池的直流内部电阻。
此外，通过实验的结果可知，在汽油车中，图4所示的直流内部电阻的波形不依赖于转动动力输出轴而大致固定。因而，既可以每次都判断、更新电压下降最多的定时，也可以使用过去判断出的定时。
此外，实施方式中说明的具体的结构和方法能够在不脱离发明的主旨的范围内适当地进行变更。
产业上的可利用性
本发明例如能够利用于估计车辆中搭载的二次电池的状态的装置。
附图标记说明
10、10A、10B：状态估计装置；12、12B：内部电阻计算部；13、13B：状态估计部；14：传感器部；15：温度计；20：铅蓄电池；30：ECU；33：起动机；34：继电器；35：点火钥匙；A1：第一定时；A2：第二定时；T2：稳定期间；B1：定时；T5、T6：容许误差期间。
Claims (8)
1.一种二次电池的状态估计装置，具备：
传感器部，其检测二次电池的端子电压和充放电电流；以及
内部电阻计算部，其基于所述传感器部检测出的所述端子电压和所述充放电电流，来计算所述二次电池的直流内部电阻，
其中，所述内部电阻计算部在稳定期间和大电流输出期间基于所述传感器部检测出的所述端子电压和所述充放电电流来计算所述直流内部电阻，所述稳定期间为在使车辆行驶的驱动源的起动时之前且所述二次电池的所述端子电压和所述充放电电流收敛于规定的变动范围内的期间，所述大电流输出期间为在所述驱动源的起动时从所述二次电池输出用于使所述驱动源起动的电力、所述二次电池的端子电压实质上为最小的期间。
2.根据权利要求1所述的二次电池的状态估计装置，其特征在于，
所述二次电池供给通过起动机的驱动而发动机作为所述驱动源起动的车辆中的所述起动机的驱动电力，
所述大电流输出期间是指由于所述起动机的起动而所述二次电池的所述端子电池实质上为最小的期间。
3.根据权利要求2所述的二次电池的状态估计装置，其特征在于，
所述大电流输出期间是指从所述二次电池的所述端子电压为最小的定时的前5ms起到后15ms的期间。
4.根据权利要求2所述的二次电池的状态估计装置，其特征在于，
所述二次电池供给用于对能够向所述起动机供给电力的继电器的开闭进行切换的电力，
所述稳定期间是指为了能够向所述起动机供给电力而从所述二次电池输出用于对所述继电器进行切换的电流的期间的后半部的期间。
5.根据权利要求4所述的二次电池的状态估计装置，其特征在于，
所述稳定期间是指从开始向所述起动机输出电力的开始定时的前10ms起到所述开始定时为止的期间。
6.根据权利要求1所述的二次电池的状态估计装置，其特征在于，
所述状态估计装置还具备附加传感器部，所述附加传感器部检测所述二次电池的充电率、开路电压和温度中的任一项或多项，
所述内部电阻计算部还使用所述附加传感器部的检测结果来计算所述直流内部电阻。
7.根据权利要求1所述的二次电池的状态估计装置，其特征在于，
所述状态估计装置还具备放电性能计算部，所述放电性能计算部基于计算出的所述直流内部电阻和所述二次电池的开路电压来计算所述二次电池的放电性能。
8.一种二次电池的状态估计方法，具备以下步骤：
检测二次电池的端子电压和充放电电流；以及
基于检测出的所述端子电压和充放电电流来计算所述二次电池的直流内部电阻，
其中，在计算所述直流内部电阻的步骤中，在稳定期间和大电流输出期间基于检测出的所述端子电压和所述充放电电流来计算所述直流内部电阻，所述稳定期间为在使车辆行驶的驱动源的起动时之前且所述二次电池的端子电压和所述充放电电流收敛于规定的变动范围内的期间，所述大电流输出期间为在所述驱动源的起动时从所述二次电池输出用于使所述驱动源起动的电力、所述二次电池的所述端子电压实质上为最小的期间。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015065612 | 2015-03-27 | ||
| JP2015-065612 | 2015-03-27 | ||
| PCT/JP2016/001194 WO2016157731A1 (ja) | 2015-03-27 | 2016-03-04 | 二次電池の状態推定装置および状態推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107533108A true CN107533108A (zh) | 2018-01-02 |
| CN107533108B CN107533108B (zh) | 2020-03-06 |
Family
ID=57004914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680017366.7A Active CN107533108B (zh) | 2015-03-27 | 2016-03-04 | 二次电池的状态估计装置和状态估计方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10481212B2 (zh) |
| JP (1) | JP6670999B2 (zh) |
| CN (1) | CN107533108B (zh) |
| WO (1) | WO2016157731A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10377239B2 (en) * | 2015-06-05 | 2019-08-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Auxiliary battery status determination device and auxiliary battery status determination method |
| JP6615011B2 (ja) * | 2016-03-09 | 2019-12-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池管理システム、電池システムおよびハイブリッド車両制御システム |
| CN107942261B (zh) * | 2017-12-29 | 2021-04-02 | 上海电气集团股份有限公司 | 电池荷电状态的估计方法及系统 |
| KR102244141B1 (ko) * | 2018-10-12 | 2021-04-22 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 관리 장치 및 방법 |
| JP2022034587A (ja) * | 2020-08-19 | 2022-03-04 | 株式会社Subaru | 車両用制御装置 |
| CN114089070B (zh) * | 2021-11-18 | 2023-11-07 | 广东利元亨智能装备股份有限公司 | 化成柜检测装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004025982A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | バッテリ残容量推定方法 |
| US20090146664A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Battery state of health monitoring system and method |
| JP2011257214A (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-22 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池状態推定装置および電池情報報知装置 |
| CN103149445A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-12 | 百顺松涛（天津）动力电池科技发展有限公司 | 一种测量直流内阻的方法 |
| CN103917885A (zh) * | 2012-03-03 | 2014-07-09 | 古河电气工业株式会社 | 二次电池状态检测装置及二次电池状态检测方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003127807A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アイドリングストップ機能を有する車両に搭載された二次蓄電池の残存容量を判定する装置および方法 |
| JP2005146939A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エンジン始動性予測装置とこれを備えた始動用蓄電池 |
| US7321220B2 (en) * | 2003-11-20 | 2008-01-22 | Lg Chem, Ltd. | Method for calculating power capability of battery packs using advanced cell model predictive techniques |
| US8103485B2 (en) * | 2004-11-11 | 2012-01-24 | Lg Chem, Ltd. | State and parameter estimation for an electrochemical cell |
| US7197487B2 (en) * | 2005-03-16 | 2007-03-27 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus and method for estimating battery state of charge |
| JP4274382B2 (ja) * | 2007-03-02 | 2009-06-03 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 車両用二次電池の内部抵抗算出方法 |
| CN102792549A (zh) * | 2010-03-08 | 2012-11-21 | 三洋电机株式会社 | 电池控制装置、电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置及电源装置 |
| TW201224485A (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-16 | Ind Tech Res Inst | State-of-charge estimation method and battery control unit |
| JP2013115863A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Honda Motor Co Ltd | バッテリ管理システム |
| KR20160017341A (ko) * | 2014-08-05 | 2016-02-16 | 현대모비스 주식회사 | 배터리 충전 상태 추정 장치 및 방법 |
| US10145898B2 (en) * | 2014-08-15 | 2018-12-04 | Active-Semi, Inc. | Battery signature identification system |
-
2016
- 2016-03-04 CN CN201680017366.7A patent/CN107533108B/zh active Active
- 2016-03-04 JP JP2017509221A patent/JP6670999B2/ja active Active
- 2016-03-04 WO PCT/JP2016/001194 patent/WO2016157731A1/ja active Application Filing
-
2017
- 2017-09-13 US US15/703,812 patent/US10481212B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004025982A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | バッテリ残容量推定方法 |
| US20090146664A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Battery state of health monitoring system and method |
| JP2011257214A (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-22 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池状態推定装置および電池情報報知装置 |
| CN103917885A (zh) * | 2012-03-03 | 2014-07-09 | 古河电气工业株式会社 | 二次电池状态检测装置及二次电池状态检测方法 |
| CN103149445A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-12 | 百顺松涛（天津）动力电池科技发展有限公司 | 一种测量直流内阻的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10481212B2 (en) | 2019-11-19 |
| WO2016157731A1 (ja) | 2016-10-06 |
| CN107533108B (zh) | 2020-03-06 |
| US20180003774A1 (en) | 2018-01-04 |
| JPWO2016157731A1 (ja) | 2018-01-25 |
| JP6670999B2 (ja) | 2020-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107533108A (zh) | 二次电池的状态估计装置和状态估计方法 | |
| EP2700966B1 (en) | Apparatus and method for estimating battery state | |
| JP4075762B2 (ja) | 二次電池における残存容量の算出装置および算出方法 | |
| CN107533109B (zh) | 电池控制装置以及电动车辆系统 | |
| Baronti et al. | State-of-charge estimation enhancing of lithium batteries through a temperature-dependent cell model | |
| CN103399277B (zh) | 一种动力电池实际容量估算方法 | |
| US11163010B2 (en) | Secondary battery deterioration estimation device and secondary battery deterioration estimation method | |
| US20180001782A1 (en) | Method and device for detecting soc of battery | |
| US20160049821A1 (en) | Electrical storage system, and full charge capacity estimation method for electrical storage device | |
| KR20140127751A (ko) | 축전 소자 보호 장치, 축전 장치, 스타터 배터리 및 축전 소자 보호 방법 | |
| US11143710B2 (en) | Device for estimating degradation of secondary cell, and method for estimating degradation of secondary cell | |
| JP6958965B2 (ja) | バッテリーｓｏｃ推定装置及び方法 | |
| US10794961B2 (en) | Internal state estimating device | |
| KR20160047157A (ko) | 전지 soc 추정 방법 및 시스템 | |
| JP2012104239A (ja) | リチウムイオン電池の蓄電量推定方法、リチウムイオン電池の蓄電量推定プログラム、リチウムイオン電池の蓄電量補正方法及びリチウムイオン電池の蓄電量補正プログラム | |
| CN113396503B (zh) | 电池控制装置 | |
| JP2018050373A (ja) | 電池システム | |
| JP2017032294A (ja) | 二次電池の充電率推定方法、充電率推定装置、及び健全度推定装置 | |
| KR101355973B1 (ko) | 이차 전지의 상태 추정 방법 및 장치 | |
| JP4564999B2 (ja) | 車載二次電池の内部状態検出装置 | |
| EP3872506A1 (en) | Battery control device | |
| JP7174327B2 (ja) | 二次電池の状態判定方法 | |
| JPH1138107A (ja) | 二次電池の残存容量推定方法 | |
| CN107430170A (zh) | 电池的充电率推算装置及充电率推算方法 | |
| CN107431370B (zh) | 用于运行电池组单元的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240401 Address after: Kanagawa Prefecture, Japan Patentee after: Panasonic Automotive Electronic Systems Co.,Ltd. Country or region after: Japan Address before: Osaka, Japan Patentee before: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd. Country or region before: Japan |