CN110920396B - 蓄电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蓄电系统。一种蓄电系统,具备:电动车辆用的驱动用二次电池;负载,其与所述驱动用二次电池连接;传感器部,其包含测定与所述驱动用二次电池与所述负载之间的规定位置的电流相关的值的第1传感器和测定与所述规定位置的电流相关的值的第2传感器;和处理部,其取得由所述传感器部输出的信号,所述处理部参照预先准备的表示由所述第1传感器输出的信号与电流的相关关系的第1特性和表示不存在与所述第1特性的相关关系一致的相关关系的由所述第2传感器输出的信号与电流的相关关系的第2特性,使用由所述传感器部输出的信号,来计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电系统。
背景技术
在电动车辆中搭载有用于驱动车辆的电动机、用于向电动机供给电力的二次电池、以及控制从二次电池向电动机的电力供给的控制部等。控制部基于检测二次电池的输入输出电力的电流传感器的输出、检测二次电池的电压的电压传感器的输出等,来计算二次电池的充电状态(SOC:State Of Charge)。然后,控制部基于计算结果来控制来自二次电池的充电、放电。已知有使用该电流传感器的输出来判定二次电池有无异常的技术(例如,参照日本特开2018-77999号公报)。
然而,在现有的技术中,在产生了短路电流流过传感器等异常的情况下,有时无法基于传感器的输出来判定传感器侧是否发生了异常。
发明内容
本发明的方式是考虑到这样的情况而完成的,其目的之一在于提供一种能够高精度地检测传感器侧的异常的蓄电系统。
本发明所涉及的蓄电系统采用了以下的结构。
(1):本发明的一方式所涉及的蓄电系统具备:电动车辆用的驱动用二次电池;负载,其与所述驱动用二次电池连接;传感器部,其包含测定与所述驱动用二次电池与所述负载之间的规定位置的电流相关的值的第1传感器和测定与所述规定位置的电流相关的值的第2传感器;和处理部,其取得由所述传感器部输出的信号,所述处理部参照预先准备的表示由所述第1传感器输出的信号与电流的相关关系的第1特性、和表示不存在与所述第1特性的相关关系一致的相关关系的由所述第2传感器输出的信号与电流的相关关系的第2特性,使用由所述传感器部输出的信号,来计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
(2):在上述(1)的方式中,还具备异常判定部,其基于由所述传感器部输出的信号来判定所述传感器部中有无异常。
(3):在上述(1)或者(2)的方式中,表示所述第1特性的相关关系的倾向的第1倾向与表示所述第2特性的相关关系的倾向的第2倾向的倾向相同,并且,所述第1倾向是相对于所述第2倾向偏移规定程度的倾向。
(4):在上述(3)的方式中,所述信号包含由所述第1传感器测定的作为与电流相关的值的电压值和由所述第2传感器测定的作为与电流相关的值的电压值,在第1电流流过所述规定位置时所述第1传感器测定的电压值与所述第1特性中的所述第1电流所对应的电压值的误差、和在所述第1电流流过所述规定位置时所述2传感器测定的电压值与所述第2特性中的所述第1电流所对应的电压值的误差的合计的大小小于所述规定程度的大小。
(5):在上述(1)或者(2)的方式中,表示所述第1特性的相关关系的倾向的第1倾向和表示所述第2特性的相关关系的倾向的第2倾向的倾向不同,并且,对所述驱动用二次电池充电的电流越大,所述第2倾向倾斜为越相对于所述第1倾向偏离。
(6):本发明的一方式所涉及的蓄电系统,具备:电动车辆用的驱动用二次电池;负载,其与所述驱动用二次电池连接;传感器部,其包含测定与所述驱动用二次电池与所述负载之间的规定位置的电流相关的值的第1传感器和测定与所述规定位置的电流相关的值的第2传感器;电流计算部,其参照预先准备的表示由所述第1传感器输出的信号与电流的相关关系的第1特性、或者表示不存在与所述第1特性的相关关系一致的相关关系的由所述第2传感器输出的信号与电流的相关关系的第2特性,使用由所述传感器部输出的信号,计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值;和异常判定部,其基于由所述传感器部输出的信号,判定所述传感器部中有无异常,所述异常判定部基于作为所述第1传感器的测定结果的第1电压值与作为所述第2传感器的测定结果的第2电压值的差分是否包含在规定的范围内,来判定所述传感器部中有无异常,表示所述第1特性的相关关系的第1倾向和表示所述第2特性的相关关系的第2倾向相同,并且,所述第1倾向是相对于所述第2倾向偏移规定程度的倾向,所述规定程度大于作为所述第1传感器的测定误差的电压值与作为所述第2传感器的测定误差的电压值的合计。
(7):在上述(6)的方式中,所述第1传感器的检测精度高于所述第2传感器的检测精度,所述电流计算部在通过所述异常判定部判定为所述传感器部没有异常的情况下,基于由所述第1传感器输出的信号来计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
(8):在上述(7)的方式中,所述电流计算部在通过所述异常判定部判定为所述第1传感器有异常的情况下,使用基于所述规定程度对由所述第2传感器输出的信号进行修正而得到的值来计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
(9):在上述(8)的方式中,还具备学习部,其基于由所述异常判定部判定为没有所述传感器部中的异常时的所述输出电压,生成学习所述第2传感器相对于所述第1传感器的检测误差的学习完毕数据,所述电流计算部基于由所述学习部生成的所述学习完毕数据,使用对由所述检测精度低的一方输出的信号进行修正后的值,计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。。
根据(1)~(9),能够高精度地检测传感器侧的异常。
附图说明
图1是表示搭载有蓄电系统的车辆的结构的一例的图。
图2是表示电流传感器部的结构的一例的图。
图3是表示电流电压特性图的一例的图。
图4是用于说明引脚间短路中的电流的流动的图。
图5是表示电流电压特性图的一例的图。
图6是表示处理部的处理流程的流程图。
图7是表示电流电压特性图的一例的图。
图8是表示实施方式的处理部的硬件结构的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的蓄电系统的实施方式进行说明。
<第1实施方式>
[整体结构]
图1是表示搭载有蓄电系统1的电动车辆的结构的一例的图。搭载有蓄电系统1的电动车辆例如是二轮、三轮、四轮等车辆,其驱动源是电动机、或者电动机与柴油发动机、汽油发动机等内燃机的组合。电动机使用二次电池的放电电力进行动作。在以下的说明中,作为一例,对电动车辆是以发动机或电动机为驱动源的混合动力车辆的情况进行说明。
如图1所示,在蓄电系统1中例如搭载有发动机10、电动机20、PCU(Power ControlUnit:功率控制单元)30、二次电池(蓄电池)40、驱动轮50、电流传感器部90以及处理部100等。
发动机10是通过使汽油等燃料燃烧而输出动力的内燃机。发动机10例如是具备气缸、活塞、进气门、排气门、燃料喷射装置、火花塞、连杆、曲轴等的往复式发动机。发动机10也可以是旋转发动机。
电动机20例如是三相交流发电机。电动机20例如是行驶用的电动机。电动机20使用所供给的电力将动力输出至驱动轮50。电动机20在电动车辆减速时使用电动车辆的动能进行发电。电动机20进行电动车辆的驱动和再生。再生是指电动机20的发电动作。电动机20也可以包括发电用的电动机。发电用的电动机例如使用由发动机10输出的动力进行发电。
PCU30例如具备转换器32和VCU(Voltage Control Unit:电压控制单元)34。将这些构成要素作为PCU30而形成为一体的结构只不过是一例,这些构成要素也可以分散地配置。
转换器32例如是AC-DC转换器。转换器32的直流侧端子经由直流链路DL与VCU34连接。转换器32将由电动机20发电的交流转换为直流并向直流链路DL输出,或者将经由直流链路DL供给的直流转换为交流而向电动机20供给。
VCU34例如是DC-DC转换器。VCU34对从二次电池40供给的电力进行升压并向转换器32输出。
二次电池40例如是锂离子电池等二次电池。二次电池40通过电力线80与PCU30连接。
电流传感器部90配置在电力线80上。电流传感器部90具备测定与电力线80上的规定的测定位置的电流的大小相关的信息(例如磁通)的多个电流传感器。例如,电流传感器部90具备第1电流传感器91和第2电流传感器92。
图2是表示电流传感器部90的结构的一例的图。电流传感器部90包括第1电流传感器91和第2电流传感器92。即,第1电流传感器91和第2电流传感器92收纳于一个壳体。
例如,第1电流传感器91和第2电流传感器92相邻或者隔开数[mm]~数[cm]左右而配置。第1电流传感器91和第2电流传感器92例如也可以设置在一个基板上。第1电流传感器91和第2电流传感器92设计成根据电流的大小输出预先确定的信号。详细情况将后述,第1电流传感器91和第2电流传感器92被设计成输出表示根据电流的大小而不同的输出电压值的信号。实际流动的电流的大小与各传感器输出的输出电压的大小的关系在后述的电压电流特性中被确定。
电流传感器部90具备与蓄电池ECU的电源端子连接的电源端子VCC、第1电流传感器91的输出端子OUT1、第2电流传感器的输出端子OUT2和GND。它们分别与处理部100连接。
第1电流传感器91包括具备气隙的芯(未图示)、磁探测IC91A和第1电阻体91B等。芯配置为电力线80贯通芯的内侧的空间。磁探测IC91A输出包含与气隙中产生的磁通对应的电压的大小的信号。磁探测IC91A例如包含磁探测元件和电压放大用运算放大器,具有各种修正功能。第1电阻体91B连接于磁探测IC91A的输出侧。由磁探测IC91A输出的信号经由第1电阻体91B以及输出端子OUT1输出到处理部100。
第2电流传感器92包含具备气隙的芯、磁探测IC92A和第2电阻体92B。芯配置为电力线80贯通芯的内侧的空间。磁探测IC92A输出包含与气隙中产生的磁通对应的电压的大小的信号。第2电阻体92B连接于磁探测IC92A的输出侧。
由磁探测IC92A输出的信号经由第2电阻体92B以及输出端子OUT2输出到处理部100。第1电阻体91B和第2电阻体92B的电阻的大小可以相同,也可以不同。例如,设为第1电阻体91B的电阻值R1=1[kΩ],第2电阻体92B的电阻值R2=10[kΩ]。
第1电阻体91B和第2电阻体92B例如为了保护磁探测IC91A、磁探测IC92A等而设置。
返回图1,处理部100具备电流计算部111、异常判定部113、切换部115以及存储部130。电流计算部111、异常判定部113和切换部115通过CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。这些构成要素中的一部分或全部可以由LSI(Large Scale Integration:大规模集成电路)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)、GPU(Graphics Processing Unit:图形处理单元)等硬件(电路部;包含电路系统)实现,也可以通过软件和硬件的协作来实现。存储部130例如由ROM(Read Only Memory,只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)等非易失性的存储装置、RAM(Random Access Memory,只读存储器)、寄存器等易失性存储装置实现。
电流计算部111基于从输出端子OUT1输出的电压信号,取得第1电流传感器91的输出电压V1。电流计算部111基于从输出端子OUT2输出的电压信号,取得第2电流传感器92的输出电压V2。电流计算部111将所取得的输出电压V1以及输出电压V2输出到异常判定部113。
电流计算部111参照预先准备的电流电压特性(详细后述),基于取得的输出电压,计算向二次电池40输入输出的电流值(以下记为控制用蓄电池电流Ib)。控制用蓄电池电流Ib用于控制二次电池40的充电、放电。表示电流电压特性的信息作为电流电压特性信息132被存放在存储部130中。电流电压特性信息132也可以是计算式、表、曲线图、图、映射等。在“参照电流电压特性基于输出电压计算控制用蓄电池电流值Ib的处理”中包含:将输出电压代入计算式来计算控制用蓄电池电流值Ib的处理;在表、曲线图、图、映射等表示对应关系的信息中适用输出电压来取得控制用蓄电池电流值Ib的处理等。
例如,电流计算部111参照电流电压特性,计算与来自第1电流传感器91的输出电压V1对应的第1输入输出电流I1。电流计算部111参照电流电压特性,计算与来自第2电流传感器92的输出电压V2对应的第2输入输出电流I2。
异常判定部113基于由电流计算部111取得的输出电压V1与输出电压V2的差分,判定电流传感器部90中的异常(例如,后述的引脚间短路)的有无。
例如,异常判定部113判定第1电流传感器91或第2电流传感器92是否存在异常。该判定方法也可以使用公知的各种方法。例如,异常判定部113在由电流计算部111取得的输出电压表示规定范围外的值的状态持续了规定时间以上的情况下,判定为输出了表示该输出电压的信号的传感器存在异常。规定范围例如是0.4[V]~4.6[V]的范围。
电流计算部111在通过异常判定部113判定为电流传感器部90侧没有异常的情况下,将计算出的第1输入输出电流I1或第2输入输出电流I2作为控制用蓄电池电流Ib。例如,基于来自主传感器的输出而计算出的电流被设定为控制用蓄电池电流Ib。例如,确定了第1电流传感器91为主传感器,第2电流传感器92为子传感器。第1电流传感器91或者第2电流传感器92当中被设定为主传感器的一方的识别信息作为主传感器信息134存放在存储部130中。
在由异常判定部113判定为有异常的情况下,电流计算部111也可以不将任意的输入输出电流I1、I2作为控制用蓄电池电流Ib。在该情况下,将控制用蓄电池电流Ib作为无法测量的状态来处理。即使在由异常判定部113判定为电流传感器部90存在异常的情况下,也可以在该异常不是被设定为主传感器的一方的传感器中的异常的情况下(例如,在检测到仅被设定为子传感器的一方的传感器中的异常的情况下),电流计算部111将基于来自主传感器的输出电压计算出的输入输出电流决定为控制用蓄电池电流值Ib。
切换部115执行主传感器的切换处理。例如,在由异常判定部113判定为在电流传感器部90中存在(引脚间短路以外的)异常的情况下,在判定为被设定为主传感器的传感器发生了故障的情况下,切换部115将被设定为子传感器的传感器(换言之,未被设定为主传感器的传感器)切换为主传感器。切换部115将表示设定为主传感器的传感器的识别信息存放在存储部130的主传感器信息134中。
图3是表示电流电压特性图201的一例的图。在电流电压特性图201中,横轴是输入输出电流,纵轴是输出电压。纵轴当中的左侧的轴是来自第1电流传感器91的输出电压V1,纵轴当中的右侧的轴是来自第2电流传感器92的输出电压V2。在横轴的输入输出电流中,正值是从二次电池40输出(放电)的电力的电流值,负值是向二次电池40输入(充电)的电力的电流值。
在电流电压特性图201中,第1电流传感器91的特性曲线Y1(“第1特性”的一例)与第2电流传感器92的特性曲线Y2(“第2特性”的一例)没有交点。特性曲线Y1的斜率与特性曲线Y2的斜率相同。例如,在图3中,特性曲线Y1与特性曲线Y2平行。例如,第1电流传感器91的偏置电压(例如,电流值为0时的电压值)与第2电流传感器92的偏置电压被设定为规定程度不同。并不限于偏置电压,在电流值不为0时的各电压值中,也被设定为规定程度不同。因此,即使设置于电流传感器部90的位置的电流变化,特性曲线Y1中的输出电压V1与特性曲线Y2中的输出电压V2的差分也恒定。以下,将该差分记为偏移量X1。
第1特性是根据第1电流传感器91的输出特性而预先准备的对应关系(也称为相关关系,以下相同),表示与电流有关的值(例如电压)与电流的对应关系。第2特性是根据第2电流传感器92的输出特性而预先准备的对应关系,表示与电流有关的值(例如电压)与电流的对应关系。
“特性曲线Y1与特性曲线Y2没有交点”是在第1特性(或第2特性)中不存在与第2特性(或第1特性)一致的对应位置的一例。不存在与两特性一致的对应位置不限于没有交点。例如包括在对应关系中与相同的电流对应的“与电流有关的值(来自电流传感器部90的输出)”不一致的情况。
“特性曲线Y1的斜率与特性曲线Y2的斜率相同”是表示第1特性的对应关系的倾向的第1倾向与表示第2特性的对应关系的倾向的第2倾向相同的一例。第1倾向和第2倾向相同不限于斜率相同。例如,包含相对于电流的变化量的与电流相关的值的变化量相同的情况。
“在相同电流值时的各电压值中,被设定为规定程度不同”是处于第1倾向相对于第2倾向偏移规定程度的倾向的一例。
例如,在来自第1电流传感器91的输出电压V1=Vx1的情况下,电流计算部111参照电流电压特性图201来计算为第1输入输出电流I1=Ix1。在来自第2电流传感器92的输出电压V2=Vx2V的情况下,电流计算部111参照电流电压特性图201来计算第2输入输出电流I2=Ix1[A]。
异常判定部113在输出电压V1与输出电压V2的差分的绝对值在规定范围内的情况下,判定为电流传感器部90没有异常。在由异常判定部113判定为没有异常的情况下,电流计算部111将向二次电池40输入输出的控制用蓄电池电流Ib决定为电流值=Ix1。另一方面,也可以在输出电压V1与输出电压V2的差分的绝对值在规定范围外的情况下,异常判定部113判定为电流传感器部90有什么异常。由此,即使不通过电流计算部111计算输入输出电流,也能够判定电流传感器部90中有无异常。
上述偏移量X1可以基于电流传感器部90中的检测误差来决定。偏移量X1例如是比第1电流传感器91的检测误差与第2电流传感器92的检测误差的合计值(电流传感器部90中的最大的检测误差)大的值。在第1电流传感器91的检测误差为±0.1[V]、第2电流传感器92的检测误差为±0.1[V]的情况下,相互误差的最大为±0.2[V]。在该情况下,偏移量X1可以设定为大于0.4[V]的值。由此,即使在来自电流传感器部90的输出电压中包含最大的检测误差的情况下,也能够防止在没有异常时存在异常的误判定,提高电流传感器部90有无异常的判定精度。偏移量X1优选比电流传感器部90中的最大的检测误差还大余量的相应量,例如,设为最大的检测误差的2倍左右。由此,即使在电流传感器部90没有异常但由于检测误差而输出电压V1与输出电压V2近似的情况下,也能够区别后述的引脚间短路的情况和电流传感器部90没有异常的情况。
异常判定部113在输出电压V1与输出电压V2一致的情况下,判定为在电流传感器部90中有引脚间短路的异常。“一致”不仅包含完全一致的情况,还包含在误差范围内偏移的情况。
以下,对发生了引脚间短路的情况下的处理进行说明。图4是用于说明引脚间短路中的电流的流动的图。引脚间短路例如是如下现象:由于线束的咬入、输出端子的不良情况等,第1电阻体91B与输出端子OUT1之间的地点P1和第2电阻体92B与输出端子OUT2之间的地点P2短路,在地点P1与地点P2之间流过短路电流。
在发生了引脚间短路的情况下,来自第1电流传感器91的输出电压V1与来自第2电流传感器92的输出电压V2成为相同的值。
例如,发生了引脚间短路的情况下的电压(以下称为短路部电压Vs)由以下的式(1)或式(2)求出。
Vs=(R2×V′1+R1×V′2)/R1+R2···(1)
Vs=V′2+(R2×Is)···(2)
Is=ΔV/(R1+R2)···(3)
V′1是在未发生引脚间短路的情况下应该从第1电流传感器91输出的电压值。
V′2是在未发生引脚间短路的情况下应该从第2电流传感器92输出的电压值。
ΔV是V′1与V′2的大小的差分。
图5是表示电流电压特性图202的一例的图。电流电压特性图202包含满足上述式(1)的短路部电压Vs的曲线图Y3。对于与图3所示的电流电压特性图201重复的说明省略说明。例如,在短路部电压Vs=Vx11的情况下,电流计算部111取得表示输出电压V1=Vx11的信号和表示输出电压V2=Vx11的信号。即,输出电压V1=输出电压V2。在该情况下,异常判定部113判定为存在引脚间短路的异常。
[流程图]
图6是表示处理部100的处理的流程的流程图。在该处理中,第1电流传感器91被设定为主传感器,第2电流传感器92被设定为子传感器。首先,电流计算部111基于从第1电流传感器91输出的信号,取得输出电压V1(步骤S101)。接下来,电流计算部111基于从第2电流传感器92输出的信号,取得输出电压V2(步骤S103)。
接下来,异常判定部113判定输出电压V1与输出电压V2的差分的绝对值是否小于规定范围的下限值(|V1-V2|<Th1-α)或者是否大于规定范围的上限值(|V1-V2|>Th1+α)(步骤S105)。在差分的绝对值小于规定范围的下限值或者大于规定范围的上限值的情况下,异常判定部113判定为在电流传感器部90中有异常(步骤S107)。这是因为由第1电流传感器91输出的电压与由第2电流传感器92输出的电压的差分小于或大于偏置电压量。
另一方面,在步骤S105中为否定的判定结果的情况下(即,在差分的绝对值为规定范围的下限值以上且为规定范围的上限值以下的情况下),异常判定部113判定在步骤S101中取得的输出电压V1是否在规定范围外(步骤S109)。在步骤S109中,异常判定部113也可以反复进行步骤S109的处理,直到经过规定时间为止。(在经过了规定时间之后也是)在输出电压V1不在规定范围外的情况下,异常判定部113判定为第1电流传感器91没有异常(步骤S111)。接下来,电流计算部111基于第1电流传感器91的输出来决定控制用蓄电池电流值Ib(步骤S113)。例如,电流计算部111参照存储部130中存放的电流电压特性图,计算与来自第1电流传感器91的输出电压V1对应的第1输入输出电流I1,将计算出的第1输入输出电流I1确定为控制用蓄电池电流值Ib。然后,处理部100结束处理。
另一方面,在步骤S109中,在输出电压V1在规定范围外的情况下,异常判定部113判定在步骤S103中取得的输出电压V2是否在规定范围外(步骤S115)。在步骤S115中,异常判定部113也可以反复进行步骤S115的处理,直到经过规定时间为止。(在经过了规定时间之后也是)在输出电压V2在规定范围外的情况下,异常判定部113判定为在电流传感器部90中有异常(步骤S107)。
另一方面,在步骤S115中,(经过了规定时间之后也是)在输出电压V2不在规定范围外的情况下,异常判定部113判定为在第1电流传感器91中存在异常,且在第2电流传感器92中没有异常(步骤S117)。接下来,电流计算部111基于第2电流传感器92的输出来决定控制用蓄电池电流值Ib(步骤S119)。例如,电流计算部111参照存储部130中存放的电流电压特性图,计算与来自第2电流传感器92的输出电压V2对应的第2输入输出电流I2,将计算出的第2输入输出电流I2确定为控制用蓄电池电流值Ib。然后,处理部100结束处理。
在步骤S117中判定为第2电流传感器92没有异常的情况下,切换部115也可以将未被设定为主传感器的一方的传感器即第2电流传感器92切换为主传感器。
规定范围的下限值或者上限值能够任意地设定,例如基于电流传感器部90的电流电压特性中的偏移量X1来设定。规定范围可以基于电流传感器部90中的检测误差来决定。例如,在第1电流传感器91的检测误差为±0.05[V]、第2电流传感器92的检测误差为±0.05[V]的情况下,相互误差的最大为±0.1[V]。在该情况下,规定范围是包含阈值的规定范围,例如可以设定为阈值th1(0.3[V])±0.1V的范围(0.2~0.4[V])。以下,将包含阈值th1的规定范围记为阈值th1±α。只要在包含阈值th1的规定范围或者偏移量中的任意一方中加入电流传感器部90中的检测误差即可。
电流传感器部90中的检测误差例如取决于蓄电系统1的环境(主要是温度)。搭载于车辆的蓄电系统容易受到例如温度变化的影响。
因此,通过基于检测误差来决定阈值th1、α,从而能够提高电流传感器部90有无异常的判定精度。
通过将电流传感器部90的电流电压特性设为如图3所示的电流电压特性图201,起到以下那样的效果。在电流传感器部90没有异常的情况下,输出电压V1与输出电压V2的差分成为恒定值(偏移量)。因此,能够如上述那样基于输出电压来判定电流传感器部90的异常。因此,与基于输入输出电流的差分来判定电流传感器部90有无异常相比,能够缩短判定有无异常的处理时间,更迅速地进行异常判定。
在电流传感器部90没有异常的情况下,输出电压V1和输出电压V2不会相同。因此,在输出电压V1与输出电压V2一致的情况下,唯一地决定发生了引脚间短路。因此,能够区分引脚间短路的情况和除此以外的情况。
根据以上说明的第1实施方式,具备:电动车辆用驱动用二次电池;与所述驱动用二次电池连接的负载;传感器部,其包含测定与所述驱动用二次电池与所述负载之间的规定位置的电流相关的值的第1传感器和测定与所述规定位置的电流相关的值的第2传感器;和处理部,取得由所述传感器部输出的信号,所述处理部参照预先准备的表示由所述第1传感器输出的信号与电流的相关关系的第1特性、和表示不存在与所述第1特性的相关关系一致的相关关系的由所述第2传感器输出的信号与电流的相关关系的第2特性,使用由所述传感器部输出的信号,来计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值,由此能够高精度地检测传感器侧的异常。
<第2实施方式>
在电流电压特性中,第1电流传感器91的特性曲线的斜率与第2电流传感器92的特性曲线的斜率也可以不同。图7是表示电流电压特性图203的一例的图。在电流电压特性图203中,第1电流传感器91的特性曲线Y11与第2电流传感器92的特性曲线Y12没有交点。特性曲线Y1的斜率与特性曲线Y2的斜率相互不同。因此,Y1与Y2不平行。进而,在电流电压特性中具有向二次电池40充电的电流越大则来自第1电流传感器91的输出电压与来自第2电流传感器92的输出电压的差分越大的倾向。因此,根据控制用蓄电池电流Ib,特性曲线Y1中的输出电压V1与特性曲线Y2中的输出电压V2的差分不同。
例如,在控制用蓄电池电流Ib=Ix11的情况下,输出电压V1=Vx10,输出电压V2=Vx11,偏移量X11=(Vx10-Vx11)。在控制用蓄电池电流Ib=Ix12的情况下,输出电压V1=Vx12,输出电压V2=Vx13,偏移量X12=(Vx12-Vx13)。即,偏移量不是恒定的,偏移量X11<偏移量X12。这表示,在对二次电池40充电的电流大时(控制用蓄电池电流值Ib小时)的偏移量X12大于从二次电池40放电的电流大时(控制用蓄电池电流值Ib大时)的偏移量X11。
通过将电流传感器部90的电流电压特性设为图7所示那样的电流电压特性203,能够高精度地检测出计算充电电流时的电流传感器部90中的异常。假定充电电流在快速充电时等,大电流的使用频率比放电电流高。因此,引起引脚间短路的可能性是与放电时相比而充电时更高。由此,与放电时相比,能够提高在充电时发生了引脚间短路的情况下的检测精度。
在放电时大电流的使用频度高的情况下,也可以采用从二次电池40放电的电流越大则来自第1电流传感器91的输出电压与来自第2电流传感器92的输出电压的差分越大的倾向的电流电压特性。
在本实施方式中,异常判定部113在输出电压V1与输出电压V2的差分的绝对值在包含根据输出电压V1和输出电压V2而决定的阈值th2的规定范围内的情况下,判定为电流传感器部90没有异常。阈值th2与表示输出电压V1和输出电压V2的信息相对应地存放到存储部130。阈值th2也可以根据输出电压V1与输出电压V2的中间值而决定。
<第3实施方式>
在本实施方式中,第1电流传感器91的精度比第2电流传感器92的精度高。电流计算部111在通过异常判定部113判定为电流传感器部90侧没有异常的情况下,将检测精度高的一方的第1输入输出电流I1设为控制用蓄电池电流Ib。即,检测精度高的传感器作为主传感器登记在存储部130的主传感器信息134中。由此,与不降低检测精度而采用两传感器精度较高的传感器的情况相比,能够抑制成本。
在检测精度较高的第1电流传感器91中检测出异常且检测精度较低的第2电流传感器92中未检测出异常的情况下,电流计算部111基于检测精度较低的第2输入输出电流I2来计算控制用蓄电池电流Ib。例如,电流计算部111使用基于偏移量X1对输出电压V2进行修正后的值,参照电流电压特性,计算控制用蓄电池电流Ib。“基于偏移量对输出电压V2进行修正”例如包括从输出电压V2中减去偏移量的处理、对输出电压V2加上偏移量的处理等。然后,切换部115将检测精度差的传感器切换为主传感器,将切换为主传感器的一方的传感器的识别信息登记到存储部130的主传感器信息134中。由此,如上所述,在偏移量X1恒定的情况下,该修正处理成为简单的处理,因此能够防止大幅降低处理速度。
处理部100也可以是还具备学习部的结构。学习部基于由异常判定部113判定为没有电流传感器部90中的异常时的输出电压V1、V2,生成学习了相对于检测精度高的一方的电流传感器的检测精度较低的一方的电流传感器的检测误差的学习完毕数据。该检测误差取决于蓄电系统1的环境(主要是温度)。学习部例如学习伴随温度的变化的检测误差。电流计算部111也可以基于由学习部生成的学习完毕数据,使用对由检测精度较低的一方的电流传感器输出的信号进行修正后的值,来计算控制用蓄电池电流值Ib。由此,能够利用检测精度低的电流传感器来接近检测精度高的电流传感器的检测精度。
[硬件结构]
上述实施方式的蓄电系统1的处理部100例如通过图8所示那样的硬件的结构来实现。图8是表示实施方式的处理部100的硬件结构的一例的图。
处理部100构成为通信控制器100-1、CPU100-2、RAM100-3、ROM100-4、闪速存储器、HDD等二次存储装置100-5以及驱动装置100-6通过内部总线或者专用通信线相互连接。在驱动装置100-6装备有光盘等便携式存储介质。存放在二次存储装置100-5中的程序100-5a通过DMA控制器(不图示)等在RAM100-3中展开,由CPU100-2执行,由此实现处理部100的功能部。CPU100-2所参照的程序可以保存在装备于驱动装置100-6的便携式存储介质中,也可以经由网络NW从其他装置下载。
上述实施方式能够如下表现。
蓄电系统具备:存储装置;和硬件处理器,其执行存放在所述存储装置中的程序,所述硬件处理器通过执行存储在所述存储装置中的程序来执行:取得由传感器部输出的信号,所述传感器部包含测定与电动车辆用的驱动用二次电池与负载之间的规定位置的电流相关的值的第1传感器和测定与所述规定位置的电流相关的值的由第2传感器;参照预先准备的表示由所述第1传感器输出的信号与电流的相关关系的第1特性、和表示不存在与所述第1特性的相关关系一致的相关关系的由所述第2传感器输出的信号与电流的相关关系的第2特性,使用由所述传感器部输出的信号,计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
以上,使用实施方式,对本具体实施方式进行说明,但本发明并不限定于这样的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形以及置换。
例如,异常判定部113也可以判定由电流计算部111取得的输出电压V1与输出电压V2是否一致,在输出电压V1与输出电压V2一致的情况下,判定为在电流传感器部90中存在引脚间短路的异常。
此外,异常判定部113在步骤S105中进行了否定的判定的情况下,判定在第1电流传感器91和第2电流传感器92当中被设定为主传感器的一方的传感器中是否没有异常,在判定为主传感器没有异常的情况下,也可以基于来自被设定为主传感器的一方的传感器的输出电压来决定蓄电池电流。在判定为主传感器存在异常的情况下,也可以基于来自被设定为子传感器的一方的传感器的输出电压来决定蓄电池电流,并且将被设定为子传感器的一方的传感器切换为主传感器。
Claims (9)
1.一种蓄电系统,其特征在于,具备:
电动车辆用的驱动用二次电池;
负载,其与所述驱动用二次电池连接;
传感器部,其包含测定与所述驱动用二次电池与所述负载之间的规定位置的电流相关的值的第1传感器和测定与所述规定位置的电流相关的值的第2传感器;和
处理部,其取得由所述传感器部输出的信号,
所述处理部参照预先准备的表示由所述第1传感器输出的信号与电流的相关关系的第1特性、和表示不存在与所述第1特性的相关关系一致的相关关系的由所述第2传感器输出的信号与电流的相关关系的第2特性,基于作为所述第1传感器的测定结果的第1电压值与作为所述第2传感器的测定结果的第2电压值的差分,来判定所述传感器部中有无异常,从而计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
2.根据权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于,
所述蓄电系统还具备:
异常判定部,其基于由所述传感器部输出的信号来判定所述传感器部中有无异常。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电系统,其特征在于,
表示所述第1特性的相关关系的倾向的第1倾向与表示所述第2特性的相关关系的倾向的第2倾向的倾向相同,并且,
所述第1倾向是相对于所述第2倾向偏移规定程度的倾向。
4.根据权利要求3所述的蓄电系统,其中,
在第1电流流过所述规定位置时所述第1传感器测定的电压值与所述第1特性中的所述第1电流所对应的电压值的误差、和在所述第1电流流过所述规定位置时所述第2传感器测定的电压值与所述第2特性中的所述第1电流所对应的电压值的误差的合计的大小小于所述规定程度的大小。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电系统,其特征在于,
表示所述第1特性的相关关系的倾向的第1倾向和表示所述第2特性的相关关系的倾向的第2倾向的倾向不同,并且,
对所述驱动用二次电池充电的电流越大,所述第2倾向倾斜为越相对于所述第1倾向偏离。
6.一种蓄电系统,其特征在于,具备:
电动车辆用的驱动用二次电池;
负载,其与所述驱动用二次电池连接;
传感器部,其包含测定与所述驱动用二次电池与所述负载之间的规定位置的电流相关的值的第1传感器和测定与所述规定位置的电流相关的值的第2传感器;
电流计算部,其在预先准备了表示由所述第1传感器输出的信号与电流的相关关系的第1特性、表示不存在与所述第1特性的相关关系一致的相关关系的由所述第2传感器输出的信号与电流的相关关系的第2特性的情况下,参照所述第1特性或者所述第2特性,使用由所述传感器部输出的信号,计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值;和
异常判定部,其基于由所述传感器部输出的信号,判定所述传感器部中有无异常,
所述异常判定部基于作为所述第1传感器的测定结果的第1电压值与作为所述第2传感器的测定结果的第2电压值的差分是否包含在规定的范围内,来判定所述传感器部中有无异常,
表示所述第1特性的相关关系的第1倾向和表示所述第2特性的相关关系的第2倾向相同,并且,所述第1倾向是相对于所述第2倾向偏移规定程度的倾向,
所述规定程度大于作为所述第1传感器的测定误差的电压值与作为所述第2传感器的测定误差的电压值的合计。
7.根据权利要求6所述的蓄电系统,其特征在于,
所述第1传感器的检测精度高于所述第2传感器的检测精度,
所述电流计算部在通过所述异常判定部判定为所述传感器部没有异常的情况下,基于由所述第1传感器输出的信号来计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
8.根据权利要求7所述的蓄电系统,其特征在于,
所述电流计算部在通过所述异常判定部判定为所述第1传感器有异常的情况下,使用基于所述规定程度对由所述第2传感器输出的信号进行修正而得到的值来计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
9.根据权利要求8所述的蓄电系统,其特征在于,
所述蓄电系统还具备:
学习部,其基于由所述异常判定部判定为没有所述传感器部中的异常时的输出电压,生成学习所述第2传感器相对于所述第1传感器的检测误差的学习完毕数据,
所述电流计算部基于由所述学习部生成的所述学习完毕数据,使用对由所述第2传感器输出的信号进行修正后的值,计算对所述驱动用二次电池输入输出的电流值。
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