CN113253136A - 电池诊断装置以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电池诊断装置以及车辆。电池诊断装置(500)包括SOC运算部(510)、ΔSOC取得部(520)、最大块确定部(530)、以及诊断部(560)。SOC运算部使用检测电池组(300)的状态的电池传感器(IB、TB、VB)的输出,求出每个包含于电池组的并联电池块(100)的SOC。ΔSOC取得部在进行电池组的充电或者放电时,针对每个并联电池块取得ΔSOC。最大块确定部确定诊断单位的最大块。诊断部在最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值的背离程度超过预定的水平的情况下,判断为在诊断单位的最大块中产生异常。

Description

电池诊断装置以及车辆
技术领域
本公开涉及电池诊断装置以及车辆。
背景技术
在日本特开2009-216448号公报中,公开包括多个并联电池块的电池组。并联电池块包括并联连接的多个电池。电池是构成电池组的二次电池。包含于电池组的多个并联电池块相互串联地连接。另外,日本特开2009-216448号公报公开通过测定并联电池块的并联连接体的端部、和与其邻接的并联电池块的并联连接体的端部之间的电压(即并联电池块之间的电压),探测连接各电池的并联连接体的断线以及断裂的技术。
发明内容
在日本特开2009-216448号公报公开的技术中,利用由于并联连接体的断线而在放电中使用的电池的电压变化比阈值γ大,由于并联连接体的断线而在放电中不使用的电池的电压变化比阈值β小,判定在邻接的2个并联电池块的哪个中发生断线。但是,根据电池组的容量、蓄电状态、或者充放电的状况,在并联电池块中产生断线时的电压变动有时变小。在这样的情况下,难以通过日本特开2009-216448号公报记载的方法,高精度地探测并联电池块的异常。
本公开是为了解决上述课题而完成的,其目的在于可靠地探测构成电池组的并联电池块的异常。
本公开所涉及的电池诊断装置是诊断包括多个并联电池块的电池组的电池诊断装置,包括SOC运算部、ΔSOC取得部、最大块确定部、以及诊断部。在诊断的电池组中,多个并联电池块的各个并联电池块包括并联连接的多个电池。在诊断的电池组中,多个并联电池块相互串联地连接。
上述SOC运算部构成为使用检测电池组的状态的电池传感器的输出,求出每个包含于电池组的并联电池块的SOC。上述ΔSOC取得部构成为在进行电池组的充电或者放电时,针对每个包含于电池组的并联电池块,取得表示作为开始该充电或者放电时的SOC的第1SOC、和作为结束该充电或者放电后的SOC的第2SOC的背离的程度的ΔSOC。上述最大块确定部构成为确定最大块,该最大可为在设定为电池组的一部分或者全部的诊断单位中ΔSOC最大的并联电池块。上述诊断部构成为使用最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值的背离程度,进行诊断单位的诊断,在该诊断中,背离程度超过预定的水平的情况下,判断为在诊断单位的最大块中产生异常。
例如,由于断线(包含保险丝的熔断)或者连结部的松动,有时在并联电池块的一部分中电连接断开,电池从并联电池块脱离。在产生这样的电池的脱离时,与包含于并联电池块的电池的数量一起,并联电池块的容量减少,并联电池块的ΔSOC(即由于电池组的充电或者放电引起的并联电池块的SOC变化量)变大。此外,SOC(State Of Charge,充电状态)表示蓄电剩余量,例如,用0~100%表示当前的蓄电量相对电池容量(即满充电状态的蓄电量)的比例。
在上述电池诊断装置中,SOC运算部使用电池传感器的输出,求出每个并联电池块的SOC。然后,ΔSOC取得部使用这样的SOC,取得每个并联电池块的ΔSOC。另外,最大块确定部确定最大块(即在预定的诊断单位中ΔSOC最大的并联电池块)。在产生上述电池的脱离的情况下,并联电池块的ΔSOC变大,所以在最大块中产生电池的脱离的可能性高。在上述电池诊断装置中,诊断部通过对比最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值,进行诊断单位的诊断。
在产生上述电池的脱离时,最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值的背离程度变大。以下,将最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值的背离程度还称为“ΔSOC背离度”。上述电池诊断装置的诊断部在ΔSOC背离度超过预定的水平的情况下,判断为在诊断单位的最大块中产生异常。根据这样的电池诊断装置,能够可靠地探测构成电池组的并联电池块的异常。
上述诊断部也可以构成为限于预定的诊断执行条件成立的情况,执行上述诊断(即在最大块中是否产生异常的判断)。上述诊断部也可以构成为在最大块的第1SOC是第1阈值以上的情况、最大块的第2SOC是第2阈值以下的情况、以及最大块的ΔSOC是第3阈值以下的情况下,不进行上述诊断。
在最大块的第1SOC过剩地高的情况、最大块的第2SOC过剩地低的情况、以及最大块的ΔSOC过剩地小的情况下,利用诊断部的诊断的精度易于降低。因此,在上述结构中,在这些情况下不进行诊断。根据这样的结构,能够提高利用诊断部的诊断(即在最大块中是否产生异常的诊断)的精度。
上述诊断部也可以构成为判断在电池组中是否产生极化,在未产生极化时,使用SOC运算部求出的SOC,进行上述诊断。
在电池组中产生极化的情况下,SOC的推测精度易于变低,利用诊断部的上述诊断的精度易于降低。因此,在上述结构中,在电池组中未产生极化时,使用SOC运算部求出的SOC,诊断部进行上述诊断。根据这样的结构,能够提高利用诊断部的诊断(即在最大块中是否产生异常的诊断)的精度。上述诊断部也可以构成为在判断为产生极化的情况下,不进行上述诊断。
在上述电池诊断装置中,ΔSOC是表示进行电池组的充电或者放电时的第1SOC(开始时的SOC)和第2SOC(结束后的SOC)的背离的程度的参数。另外,ΔSOC背离度是表示最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值的偏移的大小(背离的程度)的参数。作为表示背离的程度的参数,例如能够采用差或者比率。两者的差(绝对值)越大,两者的背离的程度越大。另外,两者的比率越接近1,两者的背离的程度越小。
ΔSOC也可以是第1SOC和第2SOC的差。诊断部也可以构成为使用最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值的比率,判断ΔSOC背离度是否超过预定的水平。
根据上述结构,在包含于大容量的电池组的任意的并联电池块中产生上述电池的脱离时,能够高精度地确定在哪个并联电池块中产生了电池的脱离。电池组的容量也可以是100Ah以上。
上述电池诊断装置中的ΔSOC基准值是表示正常的并联电池块的ΔSOC的指标。ΔSOC基准值既可以是预先通过实验或者仿真求出的正常值(例如固定值或者映射值),也可以是预定的并联电池块(更特定而言最大块以外的并联电池块)的ΔSOC,还可以是最大块以外的并联电池块的平均ΔSOC。
上述任意的电池诊断装置也可以还包括第2块确定部。第2块确定部构成为确定第2块。第2块是在诊断单位中ΔSOC第2大的并联电池块。ΔSOC基准值也可以是第2块的ΔSOC。
在上述结构中,作为ΔSOC基准值,采用第2块的ΔSOC。最大块的ΔSOC和第2块的ΔSOC的背离程度存在在最大块中产生异常(即电池的脱离)时变大,在最大块是正常时接近0的倾向。根据这样的结构,易于高精度地探测最大块的异常。此外,在2个以上的并联电池块(例如最大块以及第2块)中同时产生异常时,存在电池组的温度大幅上升的倾向。上述电池诊断装置也可以使用电池组的温度判断在2个以上的并联电池块中是否同时产生异常。电池诊断装置也可以构成为在2个以上的并联电池块中同时产生异常的情况下,不进行利用诊断部的诊断。
上述任意的电池诊断装置中的诊断单位既可以是电池组整体,也可以是构成电池组的一部分的并联电池块(更特定而言多个并联电池块)。在包括50个以上的并联电池块的电池组中,也可以设定包括5个以上的并联电池块的诊断单位。根据这样的结构,能够高效地进行电池组的诊断。
本公开所涉及的车辆具备上述任意的电池诊断装置、上述电池组、以及上述电池传感器。
根据上述车辆,能够通过上述任意的电池诊断装置,可靠地探测构成搭载于车辆的电池组的并联电池块的异常。
上述电池诊断装置的ΔSOC取得部也可以构成为在进行电池组的外部充电时,取得每个包含于电池组的并联电池块的ΔSOC。第1SOC也可以是开始外部充电时的SOC。第2SOC也可以是结束外部充电后的SOC。
在上述车辆中,能够在进行外部充电时进行电池组的诊断。外部充电是通过从车辆的外部供给的电力进行的电池组的充电。
上述电池诊断装置的ΔSOC取得部也可以构成为在进行使用电池组的电力的外部供电时,取得每个包含于电池组的并联电池块的ΔSOC。第1SOC也可以是开始外部供电时的SOC。第2SOC也可以是结束外部供电后的SOC。
在上述车辆中,能够在进行外部供电时进行电池组的诊断。外部供电是将积蓄于电池组的电力供给到该车辆的外部的电池组的放电。
上述电池诊断装置的诊断部也可以构成为在车辆的起动开关开启的定时预定的诊断执行条件成立的情况下,进行上述诊断。上述诊断部也可以构成为在第1时间是第4阈值以下的情况、和第2时间是第5阈值以下的情况下,不进行上述诊断。第1时间是从起动开关关闭至开始与诊断相关的充电或者放电的时间。第2时间是从与诊断相关的充电或者放电结束至起动开关开启的时间。
在车辆的起动开关关闭的时间点,在电池组中有时产生极化。另外,在进行电池组的充电或者放电时,在电池组中有时产生极化。如果从在电池组中产生极化起在未进行电池组的充电以及放电的状态下经过充分的时间,则电池组中的极化被消除。在上述结构中,在车辆的起动开关开启的定时预定的诊断执行条件成立的情况下,进行利用诊断部的诊断。但是,在未从车辆的起动开关关闭起经过充分的时间的情况下,不进行上述诊断。另外,在从电池组的充电以及放电结束起未经过充分的时间的情况下,也不进行上述诊断。根据这样的结构,由于极化引起的SOC的推测精度的降低所引起的诊断精度的降低被抑制。
搭载于上述车辆的电池诊断装置也可以构成为在该车辆的停车中,通过上述诊断部进行电池组的诊断,在该车辆的行驶中,用与上述诊断部不同的方法,进行电池组的诊断。
上述电池传感器也可以包括分别设置于包含于诊断单位的所有并联电池块的多个电压传感器。这些电压传感器各自的输出信号也可以经由共同的信号处理电路输入到电池诊断装置。电池诊断装置的SOC运算部也可以构成为使用由上述共同的信号处理电路处理后的多个电压传感器各自的输出信号,求出每个包含于电池组的并联电池块的SOC。
在通过信号处理电路处理时,有时产生SOC的检测误差。在上述结构中,通过相同的信号处理电路(即共同的信号处理电路),处理包含于诊断单位的所有并联电池块的电压信号。因此,由SOC运算部求出的各并联电池块的SOC包含相同的误差。这样的误差在计算ΔSOC或者ΔSOC背离度时相互抵消而变小。
上述任意的车辆也可以构成为使用积蓄于上述电池组的电力来行驶。上述任意的车辆既可以是EV(电动汽车),也可以是PHV(插电式混合动力汽车)。
本发明的上述以及其他目的、特征、方式以及优点根据与附图关联地理解的本发明相关的接下来的详细的说明将变得更加明确。
附图说明
图1是示出本公开的实施方式所涉及的车辆的概略结构的图。
图2是示出包含于图1所示的蓄电池的电池组和监视模块各自的结构的图。
图3是示出图2所示的电池堆以及电压检测电路各自的结构的图。
图4是示出并联电池块的SOC以及OCV的关系的一个例子的图。
图5是示出本公开的实施方式所涉及的电池诊断装置的详细结构的图。
图6是用于说明由图5所示的电池诊断装置执行电池组的诊断的定时的一个例子的图。
图7是示出本公开的实施方式所涉及的电池诊断方法的流程图。
图8是用于说明最大块以及第2块的图。
图9是示出图7所示的诊断处理的详细情况的流程图。
图10是用于说明在图9所示的诊断处理中使用的阈值被可变设定的第1例的图。
图11是用于说明在图9所示的诊断处理中使用的阈值被可变设定的第2例的图。
图12是用于说明本公开的实施例的图。
图13是用于说明执行诊断的定时的变形例的图。
图14是示出图7所示的电池诊断方法的变形例的流程图。
具体实施方式
参照附图,详细说明本公开的实施方式。在图中,对同一或者相当部分附加同一符号而不重复其说明。以下,有时将电子控制组件(Electronic Control Unit)记载为“ECU”。另外,有时将车辆用供电设备(Electric Vehicle Supply Equipment)记载为“EVSE”。
图1是示出该实施方式所涉及的车辆的概略结构的图。参照图1,车辆1具备对行驶用的电力进行蓄电的蓄电池130。车辆1既可以是能够仅使用积蓄于蓄电池130的电力来行驶的电动汽车(EV),也可以是能够使用积蓄于蓄电池130的电力和引擎(未图示)的输出这两方来行驶的插电式混合动力汽车(PHV)。
在该实施方式中,蓄电池130包括电池组。电池组是将多个二次电池(即电池)相互电连接而构成的。作为电池,能够采用任意的二次电池。在该实施方式中,作为电池采用锂离子电池。但是,电池也可以是锂离子电池以外的二次电池(例如镍氢电池)。电池既可以是液系二次电池,也可以是全固体二次电池。关于包含于蓄电池130的电池组的具体的结构,后述(参照图2以及图3)。
车辆1具备ECU500。ECU500构成为进行蓄电池130的充电控制以及放电控制。另外,ECU500构成为控制与车辆1的外部的通信。车辆1还具备监视蓄电池130的状态的监视模块140。监视模块140包括检测包含于蓄电池130的电池组的状态的电池传感器、和处理电池传感器的输出信号的信号处理电路,将由信号处理电路处理后的传感器信号输出给ECU500。在该实施方式中,将检测电池组的电压、电流、以及温度的电压传感器、电流传感器、以及温度传感器,用作上述电池传感器。作为信号处理电路,例如能够采用通用的IC(集成电路)。ECU500能够根据监视模块140的输出,取得电池组的状态(例如温度、电流、电压、SOC(StateOf Charge,充电状态)、以及内部电阻)。关于监视模块140的具体的结构,后述(参照图2以及图3)。
车辆1具备与EVSE40的供电方式对应的充电插座110以及充放电器120。充电插座110构成为接受从车辆1的外部供给的电力。另外,充电插座110构成为将从充放电器120供给的电力输出给车辆1的外部。此外,在图1中,仅图示充电插座110以及充放电器120,但车辆1也可以以能够应对多种供电方式(例如AC方式以及DC方式)的方式,具备每个供电方式的多个充电插座以及充放电器。
对EVSE40连接充电电缆42。充电电缆42既可以始终与EVSE40连接,也可以能够相对EVSE40装卸。充电电缆42在顶端具有连接器43,在内部包括电力线。充电插座110构成为充电电缆42的连接器43能够连接。通过与EVSE40连接的充电电缆42的连接器43与车辆1的充电插座110连接,EVSE40和车辆1被电连接。由此,能够从EVSE40经由充电电缆42对车辆1供给电力。
充放电器120位于充电插座110与蓄电池130之间。充放电器120构成为包括切换从充电插座110至蓄电池130的电力路径的连接/切断的继电器、和电力变换电路(例如双向转换器)(都未图示)。包含于充放电器120的继电器以及电力变换电路各自通过ECU500控制。车辆1还具备监视充放电器120的状态的监视模块121。监视模块121包括检测充放电器120的状态(例如电压、电流、以及温度)的各种传感器,将检测结果输出给ECU500。在该实施方式中,监视模块121构成为检测输入到上述电力变换电路的电压以及电流、和从上述电力变换电路输出的电压以及电流。
通过位于车辆1的外侧的EVSE40和车辆1的充电插座110经由充电电缆42连接,能够在EVSE40与车辆1之间交换电力。因此,能够通过车辆1进行外部充电(即从车辆1的外部接受电力的供给并对车辆1的蓄电池130进行充电)。用于外部充电的电力例如从EVSE40经由充电电缆42供给到充电插座110。充放电器120构成为将充电插座110接受的电力变换为适合于蓄电池130的充电的电力,将变换的电力输出给蓄电池130。另外,通过EVSE40和充电插座110经由充电电缆42连接,能够通过车辆1进行外部供电(即从车辆1经由充电电缆42对EVSE40进行供电)。用于外部供电的电力从蓄电池130供给到充放电器120。充放电器120构成为将从蓄电池130供给的电力变换为适合于外部供电的电力,将变换的电力输出给充电插座110。在执行外部充电以及外部供电中的任意一个时,充放电器120的继电器设为闭合状态(连接状态),在外部充电以及外部供电都未执行时,充放电器120的继电器设为打打开状态(切断状态)。
此外,充放电器120的结构不限于上述而可适当地变更。充放电器120例如也可以包括整流电路、PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路、绝缘电路(例如绝缘变压器)、逆变器、以及滤波器电路的至少1个。在车辆1针对AC方式的EVSE进行外部供电的情况下,也可以充放电器120对从蓄电池130放电的电力进行DC/AC变换,将变换后的交流电力从车辆1供给到EVSE。在车辆1针对DC方式的EVSE进行外部供电的情况下,也可以从车辆1向EVSE供给直流电力,通过内置于EVSE的逆变器进行DC/AC变换。
ECU500构成为包括处理器501、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)502、存储装置503、以及定时器504。作为处理器501,例如能够采用CPU(CentralProcessing Unit,中央处理电池)。RAM502作为临时地存储由处理器501处理的数据的作业用存储器发挥功能。存储装置503构成为能够保存储存的信息。存储装置503包括例如ROM(Read Only Memory,只读存储器)以及可改写的非易失性存储器。在存储装置503中,除了程序以外,还存储有在程序中使用的信息(例如映射、公式、以及各种参数)。在该实施方式中,通过处理器501执行存储于存储装置503的程序,执行ECU500中的各种控制。但是,ECU500中的各种控制不限于通过软件执行,还能够通过专用的硬件(电子电路)执行。此外,ECU500具备的处理器的数量任意,也可以针对每个预定的控制准备处理器。
定时器504构成为对处理器501通知设定时刻的到来。在成为对定时器504设定的时刻时,从定时器504向处理器501发送通知该意思的信号。在该实施方式中,作为定时器504采用定时器电路。但是,定时器504也可以并非硬件(定时器电路),而通过软件实现。另外,ECU500能够利用内置于ECU500的实时时钟(RTC)电路(未图示)取得当前时刻。
车辆1还具备行驶驱动部150、输入装置160、报告装置170、通信机器180、以及驱动轮W。此外,车辆1的驱动方式不限于图1所示的前轮驱动,也可以是后轮驱动或者4轮驱动。
行驶驱动部150构成为包括未图示的PCU(Power Control Unit,电源控制电池)和MG(Motor Generator,电动发电机),使用积蓄于蓄电池130的电力使车辆1行驶。PCU例如构成为包括构成为包括处理器的控制装置、逆变器、转换器、以及继电器(以下称为“SMR(System Main Relay,系统主继电器)”)(都未图示)。PCU的控制装置构成为接收来自ECU500的指示(控制信号),依照该指示控制PCU的逆变器、转换器、以及SMR。MG例如是三相交流电动发电机。MG构成为通过PCU驱动,使驱动轮W旋转。另外,MG构成为进行再生发电,将发电的电力供给到蓄电池130。SMR构成为切换从蓄电池130至PCU的电力路径的连接/切断。SMR在车辆1的行驶时,设为闭合状态(连接状态)。
输入装置160是受理来自用户的输入的装置。输入装置160由用户操作,将与用户的操作对应的信号输出给ECU500。通信方式既可以是有线也可以是无线。作为输入装置160的例子,可以举出各种开关、各种定点设备、键盘、触摸面板。输入装置160也可以是车辆导航系统的操作部。输入装置160也可以是受理声音输入的智能扬声器。
报告装置170构成为在从ECU500有请求时,向用户(例如车辆1的乘员)进行预定的报告处理。报告装置170也可以包括显示装置(例如触摸面板显示器)、扬声器、以及灯(例如MIL(故障警告灯))的至少1个。报告装置170也可以是仪表板、抬头显示器、或者车辆导航系统。
通信机器180构成为包括各种通信I/F(接口)。通信机器180也可以包括DCM(DataCommunication Module,数据通信模块)。ECU500构成为经由通信机器180与车辆1的外部的通信装置进行无线通信。
图2是示出包含于蓄电池130的电池组和监视模块140各自的结构的图。与图1一起,参照图2,蓄电池130包括电池组300。电池组300包括N个电池堆(即电池堆200-1~200-N)。N既可以是5以上,也可以是30以上。在该实施方式中,将N设为10。监视模块140包括N个电压检测电路(即电压检测电路141-1~141-N)、1个电流检测电路142、以及1个温度检测电路143。在电流检测电路142中,搭载有检测在电池堆200-1~200-N中流过的电流的电流传感器IB。电流检测电路142构成为处理电流传感器IB的输出信号。在温度检测电路143中,搭载有检测电池组300的温度的温度传感器TB。温度检测电路143构成为处理温度传感器TB的输出信号。在该实施方式中,包含于监视模块140的电流传感器IB以及温度传感器TB各自的数量是1个。但是,不限于此,电流传感器IB以及温度传感器TB的数量可适当变更。例如,也可以针对每个电池堆或者针对每个并联电池块或者针对每个电池,设置温度传感器TB。
电压检测电路141-1~141-N分别设置于电池堆200-1~200-N。以下,除了区分说明的情况以外,将电池堆200-1~200-N各自记载为“电池堆200”,将电压检测电路141-1~141-N各自记载为“电压检测电路141”。图3是示出电池堆200以及电压检测电路141各自的结构的图。
参照图3,电池堆200包括M个并联电池块(即并联电池块100-1~100-M)。在1个电压检测电路141中搭载有M个电压传感器(即电压传感器VB-1~VB-M)。电压传感器VB-1~VB-M构成为分别检测并联电池块100-1~100-M的端子间电压。M既可以是5以上,也可以是30以上。在该实施方式中,将M设为10。以下,除了区分说明的情况以外,将并联电池块100-1~100-M各自记载为“并联电池块100”。
并联电池块100-1~100-M经由电力线PL13被串联地连接。各电力线PL13将在电池堆200的内部相邻的并联电池块100彼此串联地连接。电力线PL11、PL12是用于连接电池堆200和外部的电力线。在该实施方式中,电力线PL11是电池堆200的正极侧的电力线,电力线PL12是电池堆200的负极侧的电力线。
各并联电池块100包括并联连接的多个电池10(在该实施方式中锂离子电池)。包含于各并联电池块100的电池10的数量任意,在该实施方式中成为3个。在各并联电池块100中,3个电池10通过电力线PLA1、PLA2、PLB1、PLB2并联地连接。电力线PLA1、PLA2、PLB1、PLB2各自既可以是线,也可以是金属板(例如母线)。也可以在包含于并联电池块100的各PLB1或者各PLB2设置保险丝(未图示)。
电力线PLA1、PLA2是并联方向的电力线,电力线PLB1、PLB2是串联方向的电力线。在并联电池块100-1中,电力线PLA1与串联方向的电力线PL11连接。在并联电池块100-2~100-M各自中,电力线PLA1经由串联方向的电力线PL13,与相邻的并联电池块100的电力线PLA2连接。各电力线PLB1将各电池10的正极端子和电力线PLA1电连接。各电力线PLB2将各电池10的负极端子和电力线PLA2电连接。在并联电池块100-M中,电力线PLA2与串联方向的电力线PL12连接。在其他并联电池块100(即并联电池块100-1~100-M-1)各自中,电力线PLA2经由串联方向的电力线PL13,与相邻的并联电池块100的电力线PLA1连接。
如上所述,在该实施方式中,电池堆200-1~200-N具有相同的结构(即图3所示的结构)。电池堆200-1~200-N各自由M个(在该实施方式中10个)并联电池块100构成。构成各电池堆200的M个并联电池块100各自是将3个电池10并联连接而构成的。但是,不限于此,电池堆200-1~200-N也可以具有不同的结构。包含于1个并联电池块的电池的数量不限于3个而任意。例如,也可以各并联电池块包括5个以上的电池。另外,也可以针对每个并联电池块,电池的数量不同。
再次参照图2,通过将电池堆200-1~200-N串联地连接,构成电池组300。电池组300包括N×M个并联电池块100。包含于电池组300的并联电池块的数量既可以是50个以上,也可以是100个以上。在该实施方式中,包含于电池组300的并联电池块的数量是100个。电池组300的容量既可以是30Ah以上,也可以是100Ah以上。在该实施方式中,电池组300的容量是150Ah。电力线PL1、PL2是用于连接电池组300和外部的电力线。在该实施方式中,电力线PL1是电池组300的正极侧的电力线,电力线PL2是电池组300的负极侧的电力线。电力线PL1与电池堆200-N的电力线PL11(图3)相当。电力线PL2与电池堆200-1的电力线PL12(图3)相当。在该实施方式中,电流传感器IB配置于电力线PL2。但是,不限于此,电流传感器IB也可以配置于电力线PL1。电流传感器IB检测在构成各并联电池块100的所有电池10中流过的总电流。
但是,在图3所示的并联电池块100中在电力线PLB1或者PLB2中产生断线(包含保险丝的熔断)或者连结部的松动时,电池10从并联电池块100脱离,在并联电池块100中适当地连接的电池10的数量减少。在电池10从并联电池块100脱离时,由于并联电池块100的充电或者放电,并联电池块100的SOC易于变化。
例如,在并联电池块100中1根电力线PLB1断线时,在并联电池块100的充电时或者放电时,在1个电池10中不流过电流,仅在剩余的2个电池10中流过电流。由此,在充电时或者放电时在每1个电池中流过的电流的大小成为正常时(即未产生电池的脱离时)的约1.5倍。另外,在1个电池10从并联电池块100脱离时,并联电池块100的容量(即满充电状态的蓄电量)成为正常时的约3分之2,所以由于并联电池块100的充电或者放电,并联电池块100的SOC易于变化。
如上所述,在产生电池的脱离时,由于并联电池块100的充电或者放电引起的SOC的变动量变大。另外,存在并联电池块100的SOC越增加,并联电池块100的OCV(OpenCircuit Voltage,开路电压)变得越高的倾向。但是,根据电池组300的容量、蓄电状态、或者充放电的状况,即使产生电池的脱离,并联电池块100的OCV也有时几乎不变动。
图4是示出并联电池块的SOC以及OCV的关系的一个例子的图。参照图4,并联电池块100的SOC以及OCV具有如线L1所示的关系。例如,在并联电池块100是正常时,在进行用于使并联电池块100的SOC从10%成为30%的充电时,并联电池块100的SOC以及OCV从用点P1表示的值上升到用点P2表示的值。另一方面,在进行同样的充电时在并联电池块100中产生异常(即电池的脱离)时,并联电池块100的SOC以及OCV从用点P1表示的值上升到用点P3表示的值。
在图4所示的例子中,用点P2表示的OCV和用点P3表示的OCV没有很大差别。因此,即使在并联电池块100中产生异常(即电池的脱离),作为充电开始时的OCV的第1OCV、和作为充电结束后的OCV的第2OCV的差(即ΔOCV)也几乎不变动。相对于此,作为充电开始时的SOC的第1SOC、和作为充电结束后的SOC的第2SOC的差(即ΔSOC)在正常时是20%(=30%-10%),在异常时是60%(=70%-10%)。ΔSOC在正常时和异常时大幅不同。在异常时,并联电池块100的ΔSOC(即由于电池组300的充电引起的并联电池块100的SOC变化量)比正常时变大。该实施方式所涉及的ECU500通过使用ΔSOC,高精度地探测构成电池组300的各并联电池块100的异常。
图5是示出ECU500的详细结构的图。ECU500与本公开所涉及的“电池诊断装置”的一个例子相当。与图1~图3一起,参照图5,ECU500包括SOC运算部510、ΔSOC取得部520、最大块确定部530、第2块确定部540、ΔSOC比率取得部550、以及诊断部560。在该实施方式中,通过图1所示的处理器501、和由处理器501执行的程序,这些各部被具体化。但是,不限于此,这些各部也可以通过专用的硬件(电子电路)具体化。
SOC运算部510构成为使用从监视模块140发送到ECU500的信息,求出包含于电池组300的各并联电池块100的SOC。电压传感器VB-1~VB-M(参照图3)各自的输出信号经由共同的电压检测电路141,输入到SOC运算部510。即,各电压检测电路141处理M个传感器信号输出到SOC运算部510。在该实施方式中,电压检测电路141与本公开所涉及的“共同的信号处理电路”的一个例子相当。电流传感器IB(参照图2)的输出信号经由电流检测电路142输入到SOC运算部510。温度传感器TB(参照图2)的输出信号经由温度检测电路143输入到SOC运算部510。在该实施方式中,构成为SOC运算部510使用由电压检测电路141处理后的电压传感器VB-1~VB-M的各输出信号、由电流检测电路142处理后的电流传感器IB的输出信号、以及由温度检测电路143处理后的温度传感器TB的输出信号,求出每个包含于电池组300(图2)的并联电池块100的SOC。
SOC运算部510求出SOC的逻辑是任意的。例如,也可以SOC运算信息预先存储到存储装置503。SOC运算信息是表示并联电池块100的OCV、电池组300的电流、电池组300的温度、以及并联电池块100的SOC的关系的信息。SOC运算部510也可以参照SOC运算信息,根据并联电池块100的OCV、电池组300的电流、以及电池组300的温度,求出并联电池块100的SOC。
ΔSOC取得部520构成为在进行电池组300的外部充电(即通过从车辆1的外部供给的电力进行的电池组300的充电)时,取得每个包含于电池组300的并联电池块100的ΔSOC。在该实施方式中,作为ΔSOC,采用第1SOC和第2SOC的差(=第2SOC-第1SOC)。第1SOC是开始外部充电时的SOC。第2SOC是结束外部充电后的SOC。ΔSOC取得部520从SOC运算部510取得每个并联电池块100的第1SOC以及第2SOC,使用得到的信息,计算每个并联电池块100的ΔSOC。
在该实施方式中,在包含于诊断单位(即电池堆200)的所有并联电池块(即并联电池块100-1~100-M)设置有电压传感器(即电压传感器VB-1~VB-M)(参照图3)。电压传感器VB-1~VB-M各自的输出信号经由共同的信号处理电路(电压检测电路141),输入到ECU500。SOC运算部510使用由共同的信号处理电路处理后的各电压传感器的输出信号,求出包含于诊断单位的各并联电池块100的SOC。因此,由SOC运算部510求出的各并联电池块的SOC包含相同的误差。这样的误差在ΔSOC取得部520计算ΔSOC时被相互抵消。另外,在ΔSOC比率取得部550计算后述ΔSOC比率时,上述误差也被相互抵消。
最大块确定部530构成为使用从ΔSOC取得部520取得的信息(包含各并联电池块100的ΔSOC),确定最大块。最大块是在设定为电池组300的一部分或者全部的诊断单位中ΔSOC最大的并联电池块100。在该实施方式中,将各电池堆200设为诊断单位。最大块确定部530针对每个电池堆200确定最大块。电池组300(参照图2)包括N个(在该实施方式中10个)电池堆200,所以通过最大块确定部530确定N个最大块。
第2块确定部540构成为使用从ΔSOC取得部520取得的信息(包含各并联电池块100的ΔSOC),确定第2块。第2块是在上述诊断单位(电池堆200)中ΔSOC第2大的并联电池块100。第2块确定部540针对每个电池堆200确定第2块。通过第2块确定部540确定N个第2块。
ΔSOC比率取得部550构成为使用从ΔSOC取得部520、最大块确定部530、以及第2块确定部540取得的信息(包含各并联电池块100的ΔSOC、以及各电池堆200的最大块以及第2块),计算每个诊断单位(电池堆200)的ΔSOC比率。ΔSOC比率是将最大块的ΔSOC除以第2块的ΔSOC而得到的值(=最大块的ΔSOC/第2块的ΔSOC)。在该实施方式中,第2块的ΔSOC与本公开所涉及的“ΔSOC基准值”的一个例子相当。另外,ΔSOC比率与“ΔSOC背离度”的一个例子相当。
诊断部560构成为使用从ΔSOC比率取得部550取得的信息(包含各电池堆200的ΔSOC比率),进行电池组300的诊断。诊断部560针对每个诊断单位(电池堆200),判断有无异常。诊断部560在诊断单位的ΔSOC比率是预定值以上的情况下,判断为在该诊断单位的最大块中产生异常。在该实施方式中,限于预定的诊断执行条件成立的情况,诊断部560执行上述诊断(即在各诊断单位的最大块中是否产生异常的判断)。诊断执行条件的详细情况后述(参照图7)。
图6是用于说明由ECU500执行电池组300的诊断的定时的一个例子的图。
与图1以及图5一起,参照图6,图1所示的输入装置160包括车辆1的起动开关。起动开关是用于使车辆系统起动的开关。通过起动开关开启,车辆系统起动。一般而言,起动开关被称为“电源开关”或者“点火开关”。如以下说明,用户通过操作起动开关,能够切换车辆系统的动作状态(Ready-ON状态)/停止状态(Ready-OFF状态)。
起动开关例如在开始或者结束车辆1的驾驶时被操作。在车辆1的行驶中,车辆系统成为动作状态(Ready-ON状态)。在图6所示的例子中,在用户结束车辆1的行驶时,使车辆1停车,施加停车制动(未图示)而使换档档位成为P档之后,在定时t11按压起动开关,从而使车辆系统成为Ready-OFF状态。在车辆系统从Ready-ON状态切换到Ready-OFF状态时,通过ECU500,SMR成为打开状态,从电池组300至PCU的电力路径被切断。另外,在Ready-OFF状态下,ECU500成为停止状态(例如睡眠状态)。此外,上述定时t11以及后述定时t12~t14被记录到存储装置503。
之后,进行外部充电的准备(例如针对充电插座110连接充电电缆42),在定时t12开始外部充电。以下,将从定时t11至定时t12的期间还称为“第1关闭期间”。第1关闭期间的长度与从起动开关关闭至开始外部充电的时间相当。
SOC运算部510在刚要开始外部充电之前,使用电池传感器(更特定而言电压传感器VB-1~VB-M、电流传感器IB、以及温度传感器TB)的输出,求出各并联电池块100的SOC。各传感器的输出信号经由信号处理电路(更特定而言电压检测电路141-1~141-N、电流检测电路142、以及温度检测电路143),输入到SOC运算部510。SOC运算部510根据电压检测电路141-1~141-N各自的输出,取得各并联电池块100的OCV。SOC运算部510根据电流检测电路142以及温度检测电路143各自的输出,取得电池组300的电流以及温度。SOC运算部510例如参照SOC运算信息,根据各并联电池块100的OCV、电池组300的电流、以及电池组300的温度,求出各并联电池块100的SOC。在此得到的SOC与第1SOC相当。各并联电池块100的第1SOC被保存到存储装置503。
在定时t12开始的外部充电在定时t13结束。此外,在车辆中使用大容量(例如100Ah以上)的电池组的情况下,在1次的充电中电池组成为满充电的情况少。也可以在外部充电的执行中(即从定时t12至定时t13的期间),通过监视模块140实时地逐次检测电池组300的状态。检测结果也可以记录到存储装置503。ECU500也可以根据取得的信息,判断电池组300有无异常。例如,ECU500也可以使用由温度传感器TB检测的电池组300的温度,判断电池组300有无异常。ECU500也可以在电池组300的温度是预定值以上的情况(即电池组300过剩地发热的情况)下,判断为在电池组300中产生异常。也可以在探测到异常的情况下,ECU500进行异常的报告和/或记录。
之后,如果在定时t14,用户在踩制动踏板(未图示)的同时按压起动开关,则车辆系统(进而ECU500)起动,成为Ready-ON状态。在Ready-ON状态下,通过ECU500使SMR成为闭合状态,从电池组300向PCU供给电力,成为车辆1可行驶的状态。以下,将从定时t13至定时t14的期间还称为“第2关闭期间”。第2关闭期间的长度与从外部充电结束至起动开关开启的时间相当。
SOC运算部510在外部充电结束后,例如在定时t14,使用电池传感器(更特定而言电压传感器VB-1~VB-M、电流传感器IB、以及温度传感器TB)的输出,求出各并联电池块100的SOC。在此得到的SOC与第2SOC相当。各并联电池块100的第2SOC被保存到存储装置503。求出第2SOC的方法与例如上述第1SOC相同。
诊断部560判断在定时t14(即车辆1的起动开关开启的定时)预定的诊断执行条件是否成立,在预定的诊断执行条件成立的情况下,执行上述电池组300的诊断。
图7是示出该实施方式所涉及的电池诊断方法的流程图。该流程图所示的处理在电池组300的外部充电结束后在起动开关开启的定时开始。开始定时例如也可以是图6所示的定时t14。针对每个诊断单位(电池堆200),执行电池组300的诊断。以下,关注1个诊断单位说明该诊断处理,但关于其他诊断单位也进行同样的诊断处理。
与图5一起,参照图7,诊断部560在步骤(以下简记为“S”)11~S17中,判断预定的诊断执行条件是否成立。诊断部560在预定的诊断执行条件成立的情况下,执行电池组300的诊断处理(S20),在预定的诊断执行条件不成立的情况下,不执行电池组300的诊断处理(S20)。
在S11中,诊断部560判断第1关闭期间(例如图6所示的期间t11~t12)是否比预定的阈值Y4长。在S12中,诊断部560判断第2关闭期间(例如图6所示的期间t13~t14)是否比预定的阈值Y5长。阈值Y4以及Y5各自被设定为在通电时在电池组300中产生的极化消除的程度的长度。在该实施方式中,第1关闭期间的长度、阈值Y4分别与本公开所涉及的“第1时间”、“第4阈值”的一个例子相当。另外,第2关闭期间的长度、阈值Y5分别与本公开所涉及的“第2时间”、“第5阈值”的一个例子相当。
在S13中,最大块确定部530确定最大块。确定的最大块被保存到存储装置503。图8是用于说明最大块以及第2块的图。参照图8,最大块是在诊断单位(电池堆200)中ΔSOC最大的并联电池块。第2块是在诊断单位(电池堆200)中ΔSOC第2大的并联电池块。以下,有时将最大块的ΔSOC记载为“1st_ΔSOC”,将第2块的ΔSOC记载为“2nd_ΔSOC”。
再次与图5一起,参照图7,在S14中,诊断部560判断最大块的第1SOC是否小于预定的阈值Y1。在S15中,诊断部560判断最大块的第2SOC是否大于预定的阈值Y2。在S16中,诊断部560取得最大块的ΔSOC(1st_ΔSOC)。在S17中,诊断部560判断1st_ΔSOC是否大于预定的阈值Y3。
阈值Y1~Y3是用于判断是否在适合于诊断的SOC范围内进行外部充电的阈值。阈值Y1例如也可以从20%~65%的范围选择。阈值Y2例如也可以从35%~80%的范围选择。阈值Y3例如也可以从15%~50%的范围选择。在该实施方式中,阈值Y1、Y2、Y3分别与本公开所涉及的“第1阈值”、“第2阈值”、“第3阈值”的一个例子相当。
上述诊断执行条件在上述S11、S12、S14、S15、S17全部中判断为“是”的情况下成立。然后,在诊断执行条件成立后,执行后述诊断处理(S20)。
在该实施方式中,诊断部560根据S11以及S12的判断结果判断在电池组300中是否产生极化,在未产生极化时使用SOC运算部510求出的SOC,诊断部560进行诊断(S20)。另外,诊断部560在判断为产生极化的情况下,不进行诊断(S20)。详细而言,在从起动开关关闭至开始与诊断相关的外部充电的时间是阈值Y4以下的情况(在S11中“否”)、和从与诊断相关的外部充电结束至起动开关开启的时间是阈值Y5以下的情况(在S12中“否”)下,判断为产生极化。通过使用在未产生极化时求出的SOC进行诊断,能够提高诊断精度。
在该实施方式中,在最大块的第1SOC是阈值Y1以上的情况(在S14中“否”)、最大块的第2SOC是阈值Y2以下的情况(在S15中“否”)、以及最大块的ΔSOC是阈值Y3以下的情况(在S17中“否”)下,诊断部560不进行诊断(S20)。根据这样的结构,能够提高利用诊断部560诊断的精度。
图9是示出图7所示的诊断处理(S20)的详细的流程图。与图5一起,参照图9,在S21中,第2块确定部540确定第2块。在S22中,ΔSOC比率取得部550取得第2块的ΔSOC(2nd_ΔSOC)。在S23中,ΔSOC比率取得部550依照式F“ΔSOC比率=1st_ΔSOC/2nd_ΔSOC”,计算诊断单位的ΔSOC比率。在S24中,诊断部560决定阈值Z。阈值Z是用于判断在诊断单位的最大块中是否产生异常(即电池的脱离)的阈值。在诊断单位的最大块中产生异常时,诊断单位的ΔSOC比率成为阈值Z以上。阈值Z既可以是存储于存储装置503的固定值,也可以可变。
图10是用于说明阈值Z被可变设定的第1例的图。参照图10,在该例子中,根据诊断单位的第1SOC(例如平均值)和第2SOC(例如平均值),可变设定阈值Z。例如,也可以第1阈值信息预先存储到存储装置503(图1)。第1阈值信息是表示第1SOC、第2SOC、以及阈值Z的关系的信息(参照例如图10)。诊断部560也可以在图9的S24中,根据第1阈值信息决定阈值Z。诊断部560也可以第1SOC越高使阈值Z越大。诊断部560也可以第2SOC越高使阈值Z越小。
图11是用于说明阈值Z被可变设定的第2例的图。参照图11,在该例子中,根据第1关闭期间的长度和第2关闭期间的长度,可变设定阈值Z。例如,也可以第2阈值信息预先存储到存储装置503(图1)。第2阈值信息是表示第1关闭期间的长度、第2关闭期间的长度、以及阈值Z的关系的信息(参照例如图11)。诊断部560也可以在图9的S24中根据第2阈值信息决定阈值Z。诊断部560也可以第1关闭期间越长使阈值Z越小。诊断部560也可以第2关闭期间越长使阈值Z越小。
再次与图5一起,参照图9,在S25中,诊断部560判断在S23中计算的诊断单位的ΔSOC比率是否为在S24中决定的阈值Z以上。然后,在诊断单位的ΔSOC比率是阈值Z以上的情况下(在S25中“是”),诊断部560认定为在该诊断单位的最大块中产生异常(有异常),执行S261的处理(即为了判断为有异常时而准备的第1处理)。在该实施方式中,诊断单位的ΔSOC比率是阈值Z以上意味着,ΔSOC背离度超过预定的水平。另一方面,在诊断单位的ΔSOC比率小于阈值Z的情况下(在S25中“否”),诊断部560认定为在该诊断单位的最大块中未产生异常(无异常),执行S262的处理(即为了判断为无异常时而准备的第2处理)。
在S261中,诊断部560执行第1处理。第1处理也可以包括诊断结果(有异常)的记录。诊断结果也可以记录于存储装置503(图1)。也可以在OBD(自诊断)中使用记录的诊断结果。第1处理也可以包含诊断结果的报告。诊断结果的报告也可以通过报告装置170(图1)进行。第1处理也可以包括诊断结果的发送。诊断结果的发送也可以通过通信机器180(图1)进行。诊断结果也可以发送给用户携带的便携终端(例如平板终端、智能手机、可穿戴设备、或者服务工具)。
在S262中,诊断部560执行第2处理。第2处理也可以包括诊断结果(无异常)的记录。第2处理也可以包括诊断结果的报告。第2处理也可以包括诊断结果的发送。
在上述第1处理以及第2处理的各个处理中,报告的方法任意,既可以通过向显示装置的显示(例如文字或者图像的显示)通知给用户,也可以通过扬声器用音(包含声音)通知给用户,还可以使预定的灯点亮(包含点灭)。
通过执行S261、S262中的任意处理,图9的一连串的处理结束。由此,图7的S20的处理结束,图7的一连串的处理也结束。
如以上说明,ECU500的诊断部560在诊断单位的ΔSOC比率是阈值Z以上的情况下(在S25中“是”),判断为在诊断单位的最大块中产生异常。在诊断单位中产生电池的脱离时,最大块的ΔSOC变大,诊断单位的ΔSOC比率变高。因此,ECU500通过上述结构,能够可靠地探测构成电池组300的并联电池块100的异常。
在该实施方式中,诊断部560使用ΔSOC比率(即最大块的ΔSOC和ΔSOC基准值的比率),判断ΔSOC背离度是否超过预定的水平。ΔSOC是第1SOC和第2SOC的差。根据这样的诊断方法,即使诊断的电池组的容量大,也能够高精度地探测电池组的异常。
图12是示出关于不同的容量的2种电池组测定而得到的数据的图。在以下说明的例1以及例2的各例中进行电池组的外部充电,取得数据。此外,充电条件是充电电流8A、充电时间2小时、充电量16Ah。例1是在正常时在容量为50.0Ah的电池组中产生异常(电池的脱离)而电池组的容量减少到33.3Ah的例子。例2是在正常时在容量为150Ah的电池组中产生异常(电池的脱离)而电池组的容量减少到100Ah的例子。
参照图12,ΔSOC差在例1中是16.0%,在例2中是5.3%。ΔSOC差是通过从异常时的1st_ΔSOC减去正常时的1st_ΔSOC(ΔSOC基准值)而计算的。另外,ΔOCV比率以及ΔOCV差也随着电池组的容量变得越大而变得越小。这样,在使用ΔSOC差、ΔOCV比率、以及ΔOCV差的诊断方法下,在进行大容量的电池组的诊断的情况下精度降低。
此外,图12中的1st_ΔV是在诊断单位中ΔOCV(即第1OCV和第2OCV的差)最大的并联电池块的ΔOCV。ΔOCV比率是异常时的1st_ΔV相对正常时的1st_ΔV的比率。ΔOCV差是异常时的1st_ΔV和正常时的1st_ΔV的差。
相对于此,ΔSOC比率在例1以及例2中都是1.5。通过将异常时的1st_ΔSOC除以正常时的1st_ΔSOC(ΔSOC基准值),计算ΔSOC比率。这样,在使用ΔSOC比率的诊断方法中,关于容量50Ah的电池组和容量150Ah的电池组的哪一个,都能够高精度地进行诊断。
在上述实施方式中,ΔSOC取得部520在进行电池组300的外部充电时,取得每个包含于电池组300的并联电池块的ΔSOC。但是不限于此,ΔSOC取得部520也可以构成为在进行使用电池组300的电力的外部供电时,取得每个包含于电池组300的并联电池块的ΔSOC。
图13是用于说明由ECU500执行电池组300的诊断的定时的变形例的图。
与图1以及图5一起,参照图13,在该变形例中,通过结束车辆1的驾驶的用户在定时t21按压起动开关,使车辆系统成为Ready-OFF状态。此外,上述定时t21以及后述定时t22~t24被记录到存储装置503。
之后,进行外部供电的准备,在定时t22开始外部供电。以下,将从定时t21至定时t22的期间还称为“第3关闭期间”。第3关闭期间的长度与从起动开关关闭至开始外部供电的时间相当。
SOC运算部510在刚要开始外部供电之前,使用电池传感器(更特定而言电压传感器VB-1~VB-M、电流传感器IB、以及温度传感器TB)的输出,求出各并联电池块100的SOC。在此得到的SOC与第1SOC相当。该变形例所涉及的第1SOC是开始外部供电时的SOC。各并联电池块100的第1SOC被保存到存储装置503。
在定时t22开始的外部供电在定时t23结束。也可以在外部供电的执行中(即从定时t22至定时t23的期间),通过监视模块140实时地逐次检测电池组300的状态。检测结果也可以记录到存储装置503。ECU500也可以根据取得的信息,判断电池组300有无异常。ECU500也可以在探测到异常的情况下,进行异常的报告和/或记录。
之后,如果在定时t24,用户在踩制动踏板(未图示)的同时按压起动开关,则车辆系统(进而ECU500)起动,成为Ready-ON状态。以下,将从定时t23至定时t24的期间还称为“第4关闭期间”。第4关闭期间的长度与从外部供电结束至起动开关开启的时间相当。
SOC运算部510在外部供电结束后、例如定时t24,使用电池传感器(更特定而言电压传感器VB-1~VB-M、电流传感器IB、以及温度传感器TB)的输出,求出各并联电池块100的SOC。在此得到的SOC与第2SOC相当。该变形例所涉及的第2SOC是结束外部供电后的SOC。各并联电池块100的第2SOC被保存到存储装置503。
图14是示出图7所示的电池诊断方法的变形例的流程图。该流程图所示的处理在电池组300的外部供电结束后起动开关开启的定时(例如图13所示的定时t24)开始。
图14的S31~S37是分别按照图7的S11~S17的步骤。但是,在该变形例中,代替第1关闭期间、第2关闭期间(图7)而采用第3关闭期间、第4关闭期间,代替阈值Y1~Y5(图7)而采用阈值Y6~Y10。在该变形例中,第3关闭期间的长度、阈值Y9分别与本公开所涉及的“第1时间”、“第4阈值”的一个例子相当。另外,第4关闭期间的长度、阈值Y10分别与本公开所涉及的“第2时间”、“第5阈值”的一个例子相当。另外,阈值Y6、Y7、Y8分别与本公开所涉及的“第1阈值”、“第2阈值”、“第3阈值”的一个例子相当。图14的S20与图7的S20相同。即,在图14的S20中,也执行图9所示的处理。
ECU500例如也可以在如图6或者图13所示的车辆1的停车中,通过诊断部560进行电池组300的诊断,在车辆1的行驶中,用与诊断部560不同的方法进行电池组300的诊断。ECU500也可以在车辆1的行驶中,根据各并联电池块100的电阻的大小(或者、变动量),判断电池组300有无异常。
在上述实施方式中,作为ΔSOC背离度,采用1st_ΔSOC相对2nd_ΔSOC的比率(=1st_ΔSOC/2nd_ΔSOC),但ΔSOC背离度不限于此。例如,也可以将2nd_ΔSOC相对1st_ΔSOC的比率(=2nd_ΔSOC/1st_ΔSOC)用作ΔSOC背离度,在诊断中,在该比率是预定值以下的情况下,判断为有异常。另外,也可以代替ΔSOC比率而将ΔSOC差(例如1st_ΔSOC和2nd_ΔSOC的差的绝对值)用作ΔSOC背离度,在诊断中ΔSOC差是预定值以上的情况下,判断为有异常。另外,还能够作为ΔSOC,代替SOC差而采用SOC比率。
在上述实施方式中,将1个电池堆200作为1个诊断单位。但是不限于此,诊断单位可任意设定。例如,也可以将2个以上的电池堆200作为1个诊断单位。另外,也可以将电池组300的全部作为1个诊断单位。
由电池诊断装置诊断的电池组不限于搭载于车辆的电池组。由电池诊断装置诊断的电池组既可以是搭载于车辆以外的交通工具(船、飞机等)的电池组,也可以是搭载于无人的移动体(无人搬送车(AGV)、农业机械、移动型机器人、无人机等)的电池组,还可以是使用于建筑物(住宅、工厂等)的电池组。
上述各种变形例可以任意组合而实施。例如,电池诊断装置也可以构成为进行图7所示的电池诊断方法和图14所示的电池诊断方法这两方。
虽然说明了本发明的实施方式,但应认为本次公开的实施方式在所有方面为例示而非限制性的。本发明的范围由权利要求书表示,意图包括与权利要求书均等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (12)

1.一种电池诊断装置,诊断包括多个并联电池块的电池组,其中,
该电池诊断装置包括SOC运算部、ΔSOC取得部、最大块确定部、以及诊断部,
所述多个并联电池块的各个并联电池块包括并联连接的多个电池,
所述多个并联电池块相互串联地连接,
所述SOC运算部构成为使用检测所述电池组的状态的电池传感器的输出,求出每个包含于所述电池组的所述并联电池块的SOC,
所述ΔSOC取得部构成为在进行所述电池组的充电或者放电时,针对每个包含于所述电池组的所述并联电池块,取得表示作为开始该充电或者放电时的所述SOC的第1SOC、和作为结束该充电或者放电后的所述SOC的第2SOC的背离的程度的ΔSOC,
所述最大块确定部构成为确定最大块,该最大块为在设定为所述电池组的一部分或者全部的诊断单位中所述ΔSOC最大的并联电池块,
所述诊断部构成为使用所述最大块的所述ΔSOC和ΔSOC基准值的背离程度,进行所述诊断单位的诊断,在所述诊断中,所述背离程度超过预定的水平的情况下,判断为在所述诊断单位的所述最大块中产生异常。
2.根据权利要求1所述的电池诊断装置,其中,
所述诊断部构成为在所述最大块的所述第1SOC是第1阈值以上的情况、所述最大块的所述第2SOC是第2阈值以下的情况、以及所述最大块的所述ΔSOC是第3阈值以下的情况下,不进行所述诊断。
3.根据权利要求1或者2所述的电池诊断装置,其中,
所述诊断部构成为判断在所述电池组中是否产生极化,在未产生极化时,使用所述SOC运算部求出的SOC,进行所述诊断。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的电池诊断装置,其中,
所述ΔSOC是所述第1SOC和所述第2SOC的差,
所述诊断部构成为使用所述最大块的所述ΔSOC和所述ΔSOC基准值的比率,判断所述背离程度是否超过所述预定的水平。
5.根据权利要求4所述的电池诊断装置,其中,
所述电池组的容量是100Ah以上。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的电池诊断装置,其中,
该电池诊断装置还包括第2块确定部,
所述第2块确定部构成为确定第2块,该第2块为在所述诊断单位中所述ΔSOC第2大的并联电池块,
所述ΔSOC基准值是所述第2块的所述ΔSOC。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的电池诊断装置,其中,
所述电池组包括50个以上的所述并联电池块,
所述诊断单位包括5个以上的所述并联电池块。
8.一种车辆,具备:
权利要求1~7中的任意一项所述的电池诊断装置;
所述电池组;以及
所述电池传感器。
9.根据权利要求8所述的车辆,其中,
所述电池诊断装置的所述ΔSOC取得部构成为在进行所述电池组的外部充电时,取得每个包含于所述电池组的所述并联电池块的所述ΔSOC,
所述第1SOC是开始所述外部充电时的SOC,所述第2SOC是结束所述外部充电后的SOC,
所述外部充电是通过从该车辆的外部供给的电力进行的所述电池组的充电。
10.根据权利要求8所述的车辆,其中,
所述电池诊断装置的所述ΔSOC取得部构成为在进行使用所述电池组的电力的外部供电时,取得每个包含于所述电池组的所述并联电池块的所述ΔSOC,
所述第1SOC是开始所述外部供电时的SOC,所述第2SOC是结束所述外部供电后的SOC,
所述外部供电是将积蓄于所述电池组的电力供给到该车辆的外部的所述电池组的放电。
11.根据权利要求8~10中的任意一项所述的车辆,其中,
所述电池诊断装置的所述诊断部构成为在该车辆的起动开关开启的定时预定的诊断执行条件成立的情况下,进行所述诊断,
所述电池诊断装置的所述诊断部构成为在从所述起动开关关闭至开始与所述诊断相关的所述充电或者所述放电的第1时间是第4阈值以下的情况、和从结束与所述诊断相关的所述充电或者所述放电至所述起动开关开启的第2时间是第5阈值以下的情况下,不进行所述诊断。
12.根据权利要求8~11中的任意一项所述的车辆,其中,
所述电池传感器包括分别设置于包含于所述诊断单位的所有并联电池块的多个电压传感器,
所述多个电压传感器各自的输出信号经由共同的信号处理电路输入到所述电池诊断装置,
所述电池诊断装置的所述SOC运算部构成为使用由所述共同的信号处理电路处理后的所述多个电压传感器各自的输出信号,求出每个包含于所述电池组的所述并联电池块的SOC。
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