CN110217108B - 电池的诊断装置及诊断方法 - Google Patents

电池的诊断装置及诊断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110217108B
CN110217108B CN201910146923.0A CN201910146923A CN110217108B CN 110217108 B CN110217108 B CN 110217108B CN 201910146923 A CN201910146923 A CN 201910146923A CN 110217108 B CN110217108 B CN 110217108B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current value
internal resistance
battery
value
period
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.)
Active
Application number
CN201910146923.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110217108A (zh
Inventor
孙林钰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN110217108A publication Critical patent/CN110217108A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110217108B publication Critical patent/CN110217108B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • 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]
    • 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]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/386—Arrangements for measuring battery or accumulator variables using test-loads
    • 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
    • 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]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

电池的诊断装置包括：测量单元，其配置为获取电池的电流值和电压值；以及诊断单元，其配置为基于通过测量单元获取的电流值和电压值，计算电池的内阻值，并且基于内阻值对电池进行诊断。诊断单元配置为：使得电池在比预定的目标时段短的第一时段和第二时段期间，分别以小于预定的目标电流值的第一电流值和第二电流值进行放电，估计当使得电池在目标时段期间以目标电流值进行放电时的内阻值，以及对电池进行诊断。

Description

电池的诊断装置及诊断方法
技术领域
本发明涉及搭载在车辆等上的电池的诊断装置及诊断方法。
背景技术
在车辆等中，采用了将子电池与主电源(例如主电池)分开设置的配置。例如，即使当主电池在执行自动驾驶功能时发生故障时，子电池也还向车辆的每一功能单元供电，以能够实现预定的退避操作。由于如上所述子电池是重要的，因此理想的是在正常行驶期间对子电池具有预定供电容量进行诊断和检查。
对于电池诊断，通常使用电池的内阻。日本未经审查的专利申请公开第2015-126594号(JP 2015-126594A)公开了通过以下方式来提高判定精度：基于车辆行驶期间的电流值和电压值以特定时间间隔来计算内阻值及其计算精度，并且在该计算精度落入预定范围内时基于内阻值作出关于退化程度的判定。日本未经审查的专利申请公开第2010-249770号(JP 2010-249770A)公开了通过以下方式提高计算精度：获取自充电和放电之间切换的时间点起经过了相同时间之后充电时的电压和电流以及放电时的电压和电流，并且计算内阻。
发明内容
为了对子电池进行诊断，理想的是使用在预定的目标时段期间放电了目标电流之后的内阻。然而，由于在主电池没有发生故障的正常行驶期间子电池可能没有机会进行这样的放电，因此难以测量子电池的内阻。此外，当进行放电以进行诊断时，由于在主电池放电之后立即发生故障的情况下子电池能够输出的电力可能不够，因此也难以测量子电池的内阻。
本发明提供电池的诊断装置及诊断方法，能够在抑制电池的放电电流和放电时段的同时对电池进行诊断。
本发明的第一方面涉及电池的诊断装置。该诊断装置包括测量单元和诊断单元。测量单元配置为获取电池的电流值和电压值。诊断单元配置为基于通过测量单元获取的电流值和电压值，计算电池的内阻值，并且基于内阻值对电池进行诊断。诊断单元配置为：使得电池在比预定的目标时段短的第一时段期间，以小于预定的目标电流值的第一电流值进行放电，并且基于在第一时段内的内阻值的变化，估计第一内阻值，该第一内阻值是当在目标时段期间持续进行以第一电流值进行的放电时的内阻值；使得电池在比目标时段短的第二时段期间，以小于目标电流值且大于第一电流值的第二电流值进行放电，并且基于在第二时段内的内阻值的变化，估计第二内阻值，该第二内阻值是当在目标时段期间持续进行以第二电流值进行的放电时的内阻值；基于第一内阻值和第二内阻值，估计第三内阻值，该第三内阻值是当使得电池在目标时段期间以目标电流值进行放电时的内阻值；以及基于第三内阻值，对电池进行诊断。
根据第一方面，能够通过在比目标时段短的时段期间以小于目标电流值的电流值进行放电，来估计当在目标时段期间以目标电流值进行放电时电池的内阻值，并且对电池进行诊断。
在根据第一方面的诊断装置中，诊断单元还可以配置为使得电池以第一电流值进行放电，然后以第二电流值进行放电。
根据该方面，由于在以小电流值进行放电之后以大电流值进行放电，因此能够降低对所计算的内阻值的影响。
本发明的第二方面涉及电池的诊断方法，其由电池的诊断装置的计算机执行。该诊断方法包括：使得电池在比预定的目标时段短的第一时段期间，以小于预定的目标电流值的第一电流值进行放电，并且基于根据电池的电流值和电压值计算的在第一时段内的内阻值的变化，估计第一内阻值，该第一内阻值是当在目标时段期间持续进行以第一电流值进行的放电时的内阻值；使得电池在比目标时段短的第二时段期间，以小于目标电流值且大于第一电流值的第二电流值进行放电，并且基于根据电池的电流值和电压值计算的在第二时段的内阻值的变化，估计第二内阻值，该第二内阻值是当在目标时段期间持续进行以第二电流值进行的放电时的内阻值；基于第一内阻值和第二内阻值，估计第三内阻值，该第三内阻值是当使得电池在目标时段期间以目标电流值进行放电时的内阻值；以及基于第三内阻值，对电池进行诊断。
根据第二方面，能够通过在比目标时段短的时间期间以小于目标电流值的电流值进行放电，来估计当在目标时段期间以目标电流值进行放电时电池的内阻值，并且对电池进行诊断。
在根据第二方面的诊断方法中，可以使得电池以第一电流值进行放电，然后以第二电流值进行放电。
根据本发明的各方面，能够基于当在比目标时段短的时段期间以小于目标电流值的两个电流值进行放电时内阻的测量值的变化，来恰当地估计当在目标时段期间以目标电流值进行放电时电池的内阻值。因此，能够提供电池的诊断装置和电池的诊断方法，其能够在抑制电池的放电电流和放电时段的同时对电池进行诊断。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据本发明实施例的搭载在车辆上的电源系统的功能框图；
图2A是示出根据本发明实施例的诊断处理的流程图；
图2B是示出根据本发明实施例的诊断处理的流程图；
图3是示出根据本发明实施例的用于诊断的电流模式的示例的图形；
图4是示出根据本发明实施例的在诊断时的测量样本和内阻的示例的图形；
图5是示出根据本发明实施例的内阻的外推处理的示例的图形；
图6是示出根据本发明实施例的内阻的时间特性的示例的图形；
图7是示出根据本发明实施例的内阻的外推处理的示例的图形；以及
图8是示出根据本发明实施例的内阻的电流特性的示例的图形。
具体实施方式
概要
根据本发明一方面的电池的诊断装置，其根据当在比目标时间短的时段期间以小于目标电流值的电流值进行电池的放电时内阻的测量值，来估计在目标时段期间以目标电流值进行放电时电池的内阻值，并且基于估计值对电池进行诊断。
实施例
下文将参照附图详细地描述本发明的实施例。
配置
图1示出了本实施例的包括电池的诊断装置的电源系统1的功能框图。作为示例，电源系统1搭载在车辆上。电源系统1包括电池(子电池)100、主电源200、DC-DC转换器300、负载400和电源电子控制单元(electronic control unit,ECU)10。主电源200和电池100通过DC-DC转换器300连接至负载400。电源ECU10包括电源控制器11和诊断装置12，电源控制器11控制DC-DC转换器300以将来自主电源200或电池100的电力供应至负载400，诊断装置12对电池100进行诊断。当主电源200正常地运行时，电源控制器11将来自主电源200的电力供应至负载400。然而，当电源控制器11检测到主电源200发生故障时，电源控制器11将来自电池100的电力供应至负载400。诊断装置12包括：测量单元14，其测量电池100的电流和电压；以及诊断单元13，其控制用于诊断的电池100的放电电流，从测量单元14获取电流和电压以计算电池100的内阻值，以及基于所计算的值对电池100进行诊断。诊断装置12可以设置在电源ECU10中，以与电源控制器11共享一些安装部分，或者可以与电源ECU10分开设置。
处理
下面将描述根据实施例的电池的诊断处理的示例。图2A至图2B是示出由诊断装置12的诊断单元13执行的诊断处理的流程图。该处理例如在车辆行驶期间周期性地开始并执行。在该处理中，假设电池100的要求得到了满足，即，在作为在目标时段(例如，15秒)期间输出目标电流值(例如，55A)的电流时的时点负载400能够运行的电压的下限电压的电压Vlow处电池100获得了预定功率值Wtarget。
步骤S101
诊断单元13判定电池100是否稳定。例如，诊断单元13能够从测量单元14获取电池100的电流值，并且当电流值在特定时间段或更长时间段期间都处于预定范围内时，诊断单元13能够判定电池100是稳定的。当诊断单元13判定电池100是稳定的时，处理进行至步骤S102，而当诊断单元13判定电池100是不稳定的时，处理结束。
步骤S102
诊断单元13开始放电控制，以使得电池100的放电电流以预定的变化模式变化。图3示出了电池100的放电电流的变化模式的示例。图3还示出了根据电流的变化的电池100的电压的变化模式的示例。在初始状态中，电池值为0A。在图3中，以匹配的方式示出了初始状态的电压电平和电流电平。作为示例，在变化模式中，在电流0A的初始状态之后，在第一时段(5秒)期间以第一电流值(小电流：10A)进行放电，然后在第二时段(5秒)期间以大于第一电流值的第二电流值(大电流：20A)进行放电。然后，停止放电。第一电流值和第二电流值均小于目标电流值，并且第一时段和第二时段均比目标时段短。由于电流值不能够急剧地变化，因此电流值逐渐地变化。在实际的电流值中，即使在第一时段和第二时段期间，也会发生波动。如以下步骤S103至S106，在电池100的放电电流以变化模式进行变化的同时，诊断单元13获取由测量单元14测量的电池100的电流值和电压值。
步骤S103
诊断单元13获取测量样本，该测量样本是在电流值为0A(在本说明书中，“0A”的含义中包括“大致0A”)的时段T0内由测量单元14测量的电流值和电压值的组合。理想的是获取多个测量样本，并将在该步骤中所获取的测量样本的集合表示为S0。时段T0例如为0.5秒。每个随后的时段的长度也例如是0.5秒，并且理想的是获取在该时段内的多个测量样本。
步骤S104
诊断单元13获取测量样本集S1，该测量样本集S1是，例如在自电流值达到10A(在本说明书中，“10A”的含义包括“大致10A”)之后经过了一短时间(3秒)起的0.5秒的时段T1内，由测量单元14测量的电流值和电压值的组合。
步骤S105
诊断单元13获取测量样本集S2，该测量样本集S2是，例如在自电流值达到10A之后经过了一长时间(5秒)起的0.5秒的时段T2内，由测量单元14测量的电流值和电压值的组合。
步骤S106
诊断单元13获取测量样本集S3，该测量样本集S3是，例如在自电流值达到20A(在本说明书中，“20A”的含义包括“大致20A”)之后经过了一短时间(3秒)起的0.5秒的时段T3内，由测量单元14测量的电流值和电压值的组合。
步骤S107
诊断单元13获取测量样本集S4，该测量样本集S4是，例如在自电流值达到20A之后经过了一长时间(5秒)起的0.5秒的时段T4内，由测量单元14测量的电流值和电压值的组合。图4示出了一图形，其中横轴表示电流，纵轴表示电压，且映射了测量样本集S0至S4中的每个测量样本集。在图4中，每个集合表示为一个点。然而，实际上，属于每个集合的多个测量样本以恒定的扩展(constant spread)分布。
步骤S108
诊断单元13计算测量样本的并集S0∪S1中包含的测量样本的相关系数，该测量样本是电流和电压的两个变量。类似地，还计算针对S0∪S2、S0∪S3和S0∪S4中的每一者的相关系数。相关系数能够在-1到1的范围内取值，但是在集合的四个并集中的任一者中，因为测量样本精确地反映了由于电池100的内阻而导致的电压下降的影响，因此，其他因素的影响越少，则相关系数值越具有接近-1的负相关系数。
步骤S109
当步骤S108中计算的全部相关系数均等于或小于预定负值(例如，-0.85)，并且以等于或高于特定值的精度反映内阻的影响时，处理由诊断单元13进行至步骤S110，否则诊断单元13结束该处理。
步骤S110
如图4所示，诊断单元13对测量样本集S0、S1中包含的测量样本进行线性近似，计算截距作为无电流下的电压OCV，并且计算斜率的大小作为在第一电流值(小电流10A)且经过了一短时间(3秒)处的内阻R11。诊断单元13对测量样本集S0、S2中包含的测量样本进行线性近似，并且计算斜率的大小作为在第一电流值(小电流10A)且经过了一长时间(5秒)处的内阻R12。诊断单元13线性近似测量样本集S0、S3中包含的测量样本，并且计算斜率的大小作为在第二电流值(大电流20A)且经过了一短时间(3秒)处的内阻R21。诊断单元13对测量样本集S0、S4中包含的测量样本进行线性近似，并且计算斜率的大小作为在第二电流值(大电流20A)且经过了一长时间(5秒)处的内阻R22。
步骤S111
诊断单元13沿着时间对所计算的内阻R11、R12进行线性外推，并且将与目标时段(15秒)对应的值设定为在第一电流值(小电流10A)且经过了目标时段(15秒)处的内阻R1(第一内阻值)。诊断单元13沿着时间对所计算的内阻R21、R22进行线性外推，并且将与目标时段(15秒)对应的值设定为在第二电流值(大电流20A)且经过了目标时段(15秒)处的内阻R2(第二内阻值)。图5示出了一图形，其中横轴表示时间，纵轴表示内阻，且映射了内阻R11、R12、R21、R22、R1和R2。
在此将描述电池的内阻的一般特性。图6是一图形，其中横轴表示放电时间，纵轴表示内阻，且示出了当电池100在0℃时以40A进行放电时由预定的线性近似模型估计的内阻值和实际测量的内阻值。如图6所示，通常当放电电流恒定时，电池的内阻能够通过相对于时间的线性近似模型获得大致良好的近似。然而，随着放电时间变长，电池的极化的进展速度减慢，因此在实践中电池的内阻趋向于略小于线性近似模型的估计值。
因此，可以作出这样的判定：在该步骤中通过沿着时间的线性近似所计算的内阻R1、R2均略大于实际值，但它们是大致良好的估计值，分别作为在15秒的目标时段期间以恒定电流10A和20A进行放电时的内阻的估计值。
步骤S112
诊断单元13沿着电流对所计算的内阻R1、R2进行线性外推，并且将与目标电流值(55A)对应的值设定为在目标电流(55A)且经过了目标时段(15秒)处的内阻R(第三内阻值)。图7示出了一图形，其中横轴表示电流，纵轴表示内阻，且映射了内阻R1、R2、R。
在此将描述电池的内阻的一般特性。图8是一图形，其中横轴表示放电电流，纵轴表示内阻，且示出了当电池100在15℃、-10℃和20℃时以和电流10A、20A、30A、40A及55A进行预定时间的放电时的实际测量内阻值。如图8所示，当温度恒定时，电池的内阻能够通过相对于电流的线性近似模型获得良好的近似。
因此，在该步骤中，通过沿着电流的线性近似估计在目标时段(15秒)期间以目标电流值(55A)进行放电时的内阻值是合理的。注意到，由于在步骤S111中内阻R1、R2被估计为略大于实际值，因此内阻R也被估计为略大于实际值。
步骤S113
诊断单元13根据以下(公式1)使用第三内阻值R和OCV，计算在电压Vlow处的功率值W，该电压Vlow是在当电池在目标时段期间输出目标电流值的电流时的时点负载400能够运行的下限电压：
W＝(OCV-Vlow)/R×Vlow (公式1)
当W的值等于或大于预定功率值Wtarget时，诊断单元13判定电池100能够保持要求的功率，以此作为诊断结果；否则诊断单元13判定电池100无法保持该要求的功率。诊断单元13可以基于内阻R通过其他方法来诊断电池100。通常可以作出这样的判定：电池随着内阻R的增加而劣化。由于如上所述地内阻R被估计为略大于实际值，因此诊断结果将会将劣化程度评估为大于实际程度，但从严格评估电源系统1并更强地确保车辆的安全性的观点来看，这是理想的。
诊断单元13可以将诊断结果通知给搭载在车辆上的其他ECU等。因此，车辆能够根据该诊断结果执行例如通知用户的预定处理。
通过该方式，结束该处理。在图3示出的放电电流的变化模式中，在以第一电流值(10A)进行放电之后，继续执行以大于第一电流值的第二电流值(20A)进行的放电。然而，以如上所述的以小电流值进行放电之后以大电流值进行放电的顺序能够降低对所计算的内阻值的影响。此外，当以预定间隔或更大间隔执行以第一电流值进行的放电和以第二电流值进行的放电时，可以先执行任一者。每个电流值或用于指定上述每个时段的数值均是示例，即使它们是其他数值时也能够应用本发明。
效果
如上所述，根据本发明的该方面，能够基于当在比目标时段短的时段期间以小于目标电流值的两个电流值进行放电时的内阻的测量值的变化，恰当地估计当在目标时段期间以目标电流值进行放电时电池的内阻值，并且能够做出例如电池是否能够供应预定功率的诊断。因此，即使当诊断目标是难以放电的子电池时，也能够在抑制放电电流和放电时段的同时做出诊断。
本发明不限于电池的诊断装置，并且还能够应用于由安装在诊断装置中的计算机执行上述的各个步骤的处理的电池的诊断方法、描述了该处理的电池的诊断程序、或者电源系统和车辆。
本发明可用于对车辆等中的电池进行诊断。

Claims (4)

1.一种电池的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置包括：
测量单元，其配置为获取所述电池的电流值和电压值；以及
诊断单元，其配置为基于通过所述测量单元获取的所述电流值和所述电压值，计算所述电池的内阻值，并且基于所述内阻值对所述电池进行诊断，
其中所述诊断单元配置为：
获取所述电池在无电流处的电流值和电压值作为初始测量样本，
使得所述电池在比预定的目标时段短的第一时段期间，以小于预定的目标电流值的第一电流值进行放电，
获取所述电池在自电流值达到所述第一电流值之后经过了一短时间起的时段T1内的电流值和电压值作为第一测量样本，获取所述电池在自电流值达到所述第一电流值之后经过了一长时间起的时段T2内的电流值和电压值作为第二测量样本，
对所述初始测量样本和所述第一测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第一估计内阻值，并且对所述初始测量样本和所述第二测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第二估计内阻值，
沿着时间对所述第一估计内阻值和所述第二估计内阻值进行线性外推，以估计第一内阻值，该第一内阻值是当在所述目标时段期间持续进行以所述第一电流值进行的放电时的内阻值；
使得所述电池在比所述目标时段短的第二时段期间，以小于所述目标电流值且大于所述第一电流值的第二电流值进行放电，
获取所述电池在自电流值达到所述第二电流值之后经过了一短时间起的时段T3内的电流值和电压值作为第三测量样本，获取所述电池在自电流值达到所述第二电流值之后经过了一长时间起的时段T4内的电流值和电压值作为第四测量样本，
对所述初始测量样本和所述第三测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第三估计内阻值，并且对所述初始测量样本和所述第四测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第四估计内阻值，
沿着时间对所述第三估计内阻值和所述第四估计内阻值进行线性外推，以估计第二内阻值，该第二内阻值是当在所述目标时段期间持续进行以所述第二电流值进行的放电时的内阻值；
沿着电流对所述第一内阻值和所述第二内阻值进行线性外推，以估计第三内阻值，该第三内阻值是当使得所述电池在所述目标时段期间以所述目标电流值进行放电时的内阻值；以及
基于所述第三内阻值，对所述电池进行诊断。
2.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，所述诊断单元配置为使得所述电池以所述第一电流值进行放电，然后以所述第二电流值进行放电。
3.一种电池的诊断方法，其由所述电池的诊断装置的计算机执行，其特征在于，所述诊断方法包括：
获取所述电池在无电流处的电流值和电压值作为初始测量样本，
使得所述电池在比预定的目标时段短的第一时段期间，以小于预定的目标电流值的第一电流值进行放电，
获取所述电池在自电流值达到所述第一电流值之后经过了一短时间起的时段T1内的电流值和电压值作为第一测量样本，获取所述电池在自电流值达到所述第一电流值之后经过了一长时间起的时段T2内的电流值和电压值作为第二测量样本，
对所述初始测量样本和所述第一测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第一估计内阻值，并且对所述初始测量样本和所述第二测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第二估计内阻值，
沿着时间对所述第一估计内阻值和所述第二估计内阻值进行线性外推，以估计第一内阻值，该第一内阻值是当在所述目标时段期间持续进行以所述第一电流值进行的放电时的内阻值；
使得所述电池在比所述目标时段短的第二时段期间，以小于所述目标电流值且大于所述第一电流值的第二电流值进行放电，
获取所述电池在自电流值达到所述第二电流值之后经过了一短时间起的时段T3内的电流值和电压值作为第三测量样本，获取所述电池在自电流值达到所述第二电流值之后经过了一长时间起的时段T4内的电流值和电压值作为第四测量样本，
对所述初始测量样本和所述第三测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第三估计内阻值，并且对所述初始测量样本和所述第四测量样本进行线性近似并计算斜率的大小作为第四估计内阻值，
沿着时间对所述第三估计内阻值和所述第四估计内阻值进行线性外推，以估计第二内阻值，该第二内阻值是当在所述目标时段期间持续进行以所述第二电流值进行的放电时的内阻值；
沿着电流对所述第一内阻值和所述第二内阻值进行线性外推，以估计第三内阻值，该第三内阻值是当使得所述电池在所述目标时段期间以所述目标电流值进行放电时的内阻值；以及
基于所述第三内阻值，对所述电池进行诊断。
4.根据权利要求3所述的诊断方法，其特征在于，使得所述电池以所述第一电流值进行放电，然后以所述第二电流值进行放电。
CN201910146923.0A 2018-03-02 2019-02-27 电池的诊断装置及诊断方法 Active CN110217108B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-037676 2018-03-02
JP2018037676A JP7069837B2 (ja) 2018-03-02 2018-03-02 電池の診断装置及び方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110217108A CN110217108A (zh) 2019-09-10
CN110217108B true CN110217108B (zh) 2022-10-28

Family

ID=66816815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910146923.0A Active CN110217108B (zh) 2018-03-02 2019-02-27 电池的诊断装置及诊断方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10969439B2 (zh)
JP (1) JP7069837B2 (zh)
CN (1) CN110217108B (zh)
DE (1) DE102019105146B3 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7069837B2 (ja) * 2018-03-02 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 電池の診断装置及び方法
JP7217211B2 (ja) 2019-08-23 2023-02-02 日立Astemo株式会社 撮像装置及び撮像方法
KR20210064931A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 상태 진단 장치 및 방법
DE102020203512A1 (de) 2020-03-19 2021-09-23 Psa Automobiles Sa Verfahren zur Diagnose eines Akkumulators, Computerprogrammprodukt sowie Kraftfahrzeug
JP7342759B2 (ja) * 2020-03-25 2023-09-12 トヨタ自動車株式会社 バッテリ診断装置、方法、プログラムおよび車両
KR20220043447A (ko) * 2020-09-29 2022-04-05 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 성능 추정 장치, 시스템 및 그 방법
KR102630222B1 (ko) * 2020-11-05 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
CN112793463B (zh) * 2020-12-29 2022-10-04 联合汽车电子有限公司 车载电池诊断方法及车载电池诊断装置
CN113296000A (zh) * 2021-03-23 2021-08-24 上海工程技术大学 一种免拆解的锂电池快速检测诊断分析系统及方法
LU501973B1 (de) * 2022-04-29 2023-10-30 Phoenix Contact Gmbh & Co Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Impedanz eines wiederaufladbaren elektrischen Energiespeichers

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4009416B2 (ja) * 1999-10-25 2007-11-14 松下電器産業株式会社 組電池制御装置
JP3839761B2 (ja) * 2001-09-14 2006-11-01 松下電器産業株式会社 バッテリ制御装置
JP2008545962A (ja) * 2005-05-27 2008-12-18 エルジー・ケム・リミテッド バッテリーの内部抵抗を用いた最大出力推定方法及び装置
JP4661457B2 (ja) * 2005-08-24 2011-03-30 日産自動車株式会社 二次電池の内部抵抗検出方法
CN100498367C (zh) * 2006-09-07 2009-06-10 长安大学 一种电动汽车蓄电池内阻脉冲检测方法
JP5560583B2 (ja) 2009-04-20 2014-07-30 日産自動車株式会社 二次電池の内部抵抗演算方法
EP2518522B1 (en) * 2009-12-25 2018-08-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery pack failure detection device
JP5558941B2 (ja) * 2010-06-30 2014-07-23 三洋電機株式会社 電池の内部抵抗の検出方法
FR2963109B1 (fr) 2010-07-23 2012-08-17 Saft Groupe Sa Procede de determination d'un parametre d'au moins un accumulateur d'une batterie
KR101222207B1 (ko) * 2011-05-25 2013-01-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 내부 저항 추정 장치 및 그를 포함하는 배터리 팩
DE102011113828A1 (de) 2011-09-21 2013-03-21 Techem Energy Services Gmbh Verfahren zur Ermittlung des Batterieladezustands einer Batterie in einem batteriebetriebenen Gerät und Verbrauchserfassungsgerät
CN103105582B (zh) * 2011-11-11 2015-10-28 中兴通讯股份有限公司 自测电池性能的装置及方法
JP6119402B2 (ja) * 2012-05-29 2017-04-26 株式会社Ｇｓユアサ 内部抵抗推定装置及び内部抵抗推定方法
JP5960017B2 (ja) * 2012-10-02 2016-08-02 三菱重工業株式会社 電池劣化判定装置、抵抗値算出装置、電池劣化判定方法およびプログラム
JP2014109535A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Gs Yuasa Corp 内部抵抗推定装置、充電装置、放電装置、内部抵抗推定方法
FR3011084A1 (fr) * 2013-09-25 2015-03-27 St Microelectronics Grenoble 2 Procede de determination de l’etat de charge d’une batterie d’un appareil electronique
JP6263771B2 (ja) * 2013-12-26 2018-01-24 三菱自動車工業株式会社 車両の駆動用電池劣化判定装置
JP6350215B2 (ja) * 2014-10-29 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 二次電池の診断装置
CN104678320B (zh) * 2015-03-16 2017-07-11 西北工业大学 基于内阻在线测试的动力电池寿命监控方法
JP2017146194A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 トヨタ自動車株式会社 二次電池の診断装置
US10436851B2 (en) * 2016-07-29 2019-10-08 Con Edison Battery Storage, Llc Electrical energy storage system with battery resistance estimation
US10594145B1 (en) * 2017-11-17 2020-03-17 Amazon Technologies, Inc. Method for operation of device using battery state of health
TWI657639B (zh) * 2017-12-04 2019-04-21 Industrial Technology Research Institute 電池放電流程決定方法和系統
JP7167062B2 (ja) * 2017-12-27 2022-11-08 古河電気工業株式会社 充電可能電池異常検出装置および充電可能電池異常検出方法
JP7069837B2 (ja) * 2018-03-02 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 電池の診断装置及び方法
JP7003751B2 (ja) * 2018-03-12 2022-01-21 トヨタ自動車株式会社 電池診断装置及び電池診断方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7069837B2 (ja) 2022-05-18
US10969439B2 (en) 2021-04-06
US11675016B2 (en) 2023-06-13
US20210190872A1 (en) 2021-06-24
JP2019152527A (ja) 2019-09-12
DE102019105146B3 (de) 2019-07-04
US20190271745A1 (en) 2019-09-05
CN110217108A (zh) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110217108B (zh) 电池的诊断装置及诊断方法
KR101989692B1 (ko) 배터리 노화 진단 방법 및 시스템
US10436850B2 (en) Power storage apparatus and controlling method for the same
US7714736B2 (en) Adaptive filter algorithm for estimating battery state-of-age
JP4865523B2 (ja) バッテリ充電率推定方法、バッテリ充電率推定装置及びバッテリ電源システム
JP6371415B2 (ja) 劣化状態パラメータの信頼性を判定する方法
US10162014B2 (en) Battery state determining device
KR20080068659A (ko) 전기 에너지 저장장치의 출력 용량 예측 방법
KR20160128000A (ko) 배터리 진단 장치 및 그 방법
KR20070051916A (ko) 내부 임피던스 검출 장치, 내부 임피던스 검출 방법,열화도 검출 장치 및 열화도 검출 방법
US9267997B2 (en) Systems and methods to determine the condition of a battery
US11435406B2 (en) Battery diagnosis device and battery diagnosis method
JP2004521365A (ja) 電荷蓄積器の充電状態及び／又は電力を求めるための方法
US11656282B2 (en) Energy storage device management apparatus and energy storage device management method
KR100673036B1 (ko) 전기자동차용 전지관리시스템의 배터리 충전상태 추정 방법
CN109795368B (zh) 电源控制系统和电源控制方法
JP2012154839A (ja) 寿命予測評価装置および寿命予測評価方法
CN110568375A (zh) 动力电池健康状态soh确定方法及装置
JP2022521923A (ja) 電池抵抗診断装置および方法
JP5851514B2 (ja) 電池制御装置、二次電池システム
US20180238969A1 (en) Method for detecting power fade level of battery
EP3853625B1 (en) A method and system for estimating the state-of-health of a battery
JP2021156638A (ja) バッテリ診断装置、方法、プログラムおよび車両
CN111487551A (zh) 二次电池的评估方法、二次电池的评估设备和电源系统
KR20200086471A (ko) 배터리팩의 온도 추정 장치 및 방법, 그리고 배터리팩의 이상여부 진단 방법 및 장치

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