DE102020104984A1

DE102020104984A1 - Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung für Leistungsversorgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020104984A1
Application number: DE102020104984.6A
Authority: DE
Inventors: Yuki Nagai; Yamato Utsunomiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2020-09-03
Also published as: JP2020141522A; JP7115362B2

Abstract

Eine Leistungsversorgungsvorrichtung führt einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen von Ladungsmengen von Batteriezellen einer zusammengesetzten Batterie während einer Verarbeitungsperiode durch, und führt den Ausgleichsprozess während einer Pausierungsperiode nicht durch. Eine Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung detektiert zumindest eine der Verarbeitungsperiode und der Pausierungsperiode während einer Beurteilungsperiode von einem vorbestimmten Zeitpunkt bis zu einer Diagnosezeit und detektiert einen Veränderungszunahmebetrag, der dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Bezugswert von einem Veränderungswert subtrahiert wird, der eine Veränderung in den Ladungsmengen der Batteriezellen bezeichnet, zu der Diagnosezeit. In Erwiderung darauf, dass ein Beurteilungswert größer ist als ein erster Schwellenwert und der Veränderungszunahmebetrag größer ist als ein zweiter Schwellenwert, diagnostiziert die Diagnosevorrichtung, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist. Der Beurteilungswert nimmt zu, wenn die Verarbeitungsperiode zunimmt, oder nimmt ab, wenn die Pausierungsperiode zunimmt.

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung, die diagnostiziert, ob eine Unregelmäßigkeit in einer Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist.
Verwandte Technik
Unter Leistungsversorgungsvorrichtungen, die in Fahrzeugen eingerichtet sind, umfasst eine bekannte Leistungsversorgungsvorrichtung eine zusammengesetzte Batterie (die auch als Batteriepack bezeichnet wird) und eine Ausgleichsschaltung. Die zusammengesetzte Batterie umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen. Die Ausgleichsschaltung weist einen Entladeschalter für jede Batteriezelle auf. Die Ausgleichsschaltung führt einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen von Ladungsmengen der Batteriezellen durch. Die Ausgleichsschaltung führt den Ausgleichsprozess durch, indem der Entladeschalter einer Batteriezelle eingeschaltet wird, deren Ladungsmenge groß ist.
Unter Diagnosevorrichtungen, die eine Diagnose bezüglich solchen Ausgleichsschaltungen durchführen, detektiert eine bekannte Diagnosevorrichtung, ob der Entladeschalter korrekt eingeschaltet wird, wenn eine Entladung durchzuführen ist. Wenn bestimmt wird, dass der Entladeschalter eingeschaltet wird, bestimmt die Diagnosevorrichtung, dass die Ausgleichsschaltung in einer normalen Art und Weise arbeitet. Wenn bestimmt wird, dass der Entladeschalter nicht eingeschaltet wird, bestimmt die Diagnosevorrichtung, dass eine Unregelmäßigkeit bzw. Störung in der Ausgleichsschaltung aufgetreten ist. Eine solche Diagnosevorrichtung ist zum Beispiel durch JP-A-2016-152720 beschrieben.
Die vorstehend beschriebene Diagnosevorrichtung kann eine Unregelmäßigkeit in dem Entladeschalter detektieren. Als Ergebnis kann die Diagnosevorrichtung diagnostizieren, dass eine Unregelmäßigkeit in dem Ausgleichsprozess aufgetreten ist. Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben sich jedoch auf die Möglichkeit fokussiert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung auch durch andere Faktoren als eine Unregelmäßigkeit in dem Entladeschalter oder eine Unregelmäßigkeit in dem Ausgleichsprozess verursacht wird.
Im Speziellen kann zum Beispiel in Fällen, in denen eine Geschwindigkeit einer Zunahme in der Veränderung einer Ladungsmenge zwischen den Batteriezellen höher ist als erwartet, selbst wenn die Entladeschalter in einer normalen Art und Weise arbeiten und der Ausgleichsprozess selbst, der durch Entladung durchgeführt wird, in einer normalen Art und Weise durchgeführt wird, die unerwartet signifikante Zunahme in der Veränderung durch den Ausgleichsprozess nicht ausreichend unterdrückt/-bunden werden. Daher verliert die Leistungsversorgungsvorrichtung eine Selbstausbalancierungsfunktion zum Aufrechterhalten eines Gleichgewichts zwischen den Ladungsmengen der Batteriezellen.
Außerdem kann zum Beispiel ein Phänomen, in dem die Geschwindigkeit einer Zunahme in einer Veränderung auf diese Art und Weise höher wird als erwartet, als Ergebnis einer Selbstentladung auftreten, die nur in einem Teil der Batteriezellen stark auftritt, und zwar als Ergebnis, dass sich die Batteriezellen in einer ungleichmäßigen Art und Weise verschlechtern, oder ein Qualitätsunterschied zwischen den Batteriezellen in einem Anfangsstadium der Herstellung der zusammengesetzten Batterie vorliegt, oder dergleichen.
Außerdem kann eine Unregelmäßigkeit bzw. Störung in der Leistungsversorgungsvorrichtung, die durch derartige Faktoren verursacht wird, durch die vorstehend beschriebene Diagnosevorrichtung nicht detektiert werden.
Kurzfassung
Es ist daher erwünscht, eine Detektion einer Unregelmäßigkeit bzw. Störung in einer Leistungsversorgungsvorrichtung zu ermöglichen, die durch einen anderen Faktor als eine Unregelmäßigkeit bzw. Störung in einem Ausgleichsprozess verursacht wird.
Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung stellt eine Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung bereit, die diagnostiziert, ob eine Unregelmäßigkeit in einer Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist. Die Leistungsversorgungsvorrichtung umfasst: eine zusammengesetzte Batterie, die eine Vielzahl von Batteriezellen umfasst; eine Ausgleichsschaltung, die einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen von Ladungsmengen der Vielzahl von Batteriezellen durchführt; und eine Steuereinheit, die die Ausgleichsschaltung derart steuert, dass der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode nach Bedarf durchgeführt wird und der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Pausierungsperiode nicht durchgeführt wird.
Die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung umfasst eine Periodendetektionseinheit, eine Zunahmebetragsdetektionseinheit und eine Diagnoseeinheit. Die Periodendetektionseinheit detektiert zumindest eine der Verarbeitungsperiode und der Pausierungsperiode während einer Beurteilungsperiode, die eine Periode von einem vorbestimmten Zeitpunkt bis zu einer vorbestimmten Diagnosezeit ist.
Die Zunahmebetragsdetektionseinheit detektiert einen Veränderungszunahmebetrag, der ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Bezugswert von einem Veränderungswert subtrahiert wird, der eine Veränderung der Ladungsmengen der Batteriezellen bezeichnet, zu der Diagnosezeit. Die Diagnoseeinheit diagnostiziert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass ein Beurteilungswert größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert und der Veränderungszunahmebetrag größer ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert. Der Beurteilungswert erfüllt zumindest eines von, dass der Beurteilungswert zunimmt, wenn die Verarbeitungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt, und von, dass der Beurteilungswert abnimmt, wenn die Pausierungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt.
Anstelle dessen, dass die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung basierend auf einer Unregelmäßigkeit in dem Ausgleichsprozess diagnostiziert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, diagnostiziert die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung bei der vorliegenden Offenbarung, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, basierend darauf, dass der Veränderungszunahmebetrag größer ist als der zweite Schwellenwert. Daher können Unregelmäßigkeiten in der Leistungsversorgungsvorrichtung detektiert werden, die durch andere Faktoren als die Unregelmäßigkeit in dem Ausgleichsprozess verursacht werden.
Wenn jedoch die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung einzig basierend darauf, dass der Veränderungszunahmebetrag größer ist als der zweite Schwellenwert, diagnostiziert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, kann ein folgendes Problem auftreten. Zum Beispiel, wenn die Verarbeitungsperiode relativ zu der Pausierungsperiode vorübergehend extrem kurz wird, ist es nämlich selbst dann, wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung in einer normalen Art und Weise arbeitet, für den Ausgleichsprozess unmöglich, mit der Zunahme in der Veränderung der Ladungsmengen Schritt zu halten, und zwar als Ergebnis dessen, dass die Verarbeitungsperiode unzureichend wird. Der Veränderungswert nimmt zu. Als Folge dessen überschreitet der Veränderungszunahmebetrag den zweiten Schwellenwert. Dies verursacht, dass die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung eine fehlerhafte Diagnose durchführt, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist.
In dieser Hinsicht bestimmt bei der vorliegenden Offenbarung die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass der Beurteilungswert größer ist als der erste Schwellenwert. Der Beurteilungswert nimmt zu, wenn die Verarbeitungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt, und nimmt ab, wenn die Pausierungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt. Dies macht es möglich, das vorgenannte Problem dahingehend zu unterdrücken/-binden, dass die Diagnosevorrichtung eine fehlerhafte Diagnose, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, aufgrund dessen durchführt, dass der Veränderungszunahmebetrag den zweiten Schwellenwert als Folge dessen überschreitet, dass die Verarbeitungsperiode relativ zu der Pausierungsperiode vorübergehend extrem kurz wird, selbst wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung in einer normalen Art und Weise arbeitet.
Figurenliste
Für die begleitenden Zeichnungen gilt:

1 ist eine schematische Darstellung einer Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 ist ein Ablaufdiagramm einer durch die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung durchgeführten Diagnose;
3 ist ein Graph von Übergängen in einem Veränderungswert, wenn eine Verarbeitungsperiode ausreichend ist;
4 ist ein Graph von Übergängen in dem Veränderungswert, wenn die Verarbeitungsperiode unzureichend ist; und
5 ist ein Graph von Übergängen in dem Veränderungswert, wenn die Verarbeitungsperiode ausreichend ist, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden hierin Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, wie es zweckdienlich ist, ohne von der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine schematische Darstellung einer Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und eines Umfelds von dieser. Zusätzlich zu einer Kraftvorrichtung zum Fahren, sind eine Leistungsversorgungsvorrichtung 40, die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 und dergleichen in einem Fahrzeug eingerichtet bzw. installiert. Die Kraftvorrichtung umfasst einen Startschalter 75.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 40 umfasst eine zusammengesetzte Batterie 10, eine Ausgleichsschaltung 20 und eine Steuereinheit 30. Die zusammengesetzte Batterie 10 umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen 13. Die Ausgleichsschaltung 20 umfasst eine Vielzahl von Zuleitungsdrähten 21, eine Vielzahl von Verbindungsdrähten 25, eine Vielzahl von elektrischen Widerständen 22 und eine Vielzahl von Entladeschaltern 26. Die Steuereinheit 30 umfasst eine Spannungsdetektionseinheit 31, eine Veränderungsdetektionseinheit 32 und eine Schaltsteuereinheit 33. Die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 umfasst eine Periodendetektionseinheit 51, eine Zunahmebetragsdetektionseinheit 52 und eine Diagnoseeinheit 53. Die Veränderungsdetektionseinheit 32, die Schaltsteuereinheit 33, die Periodendetektionseinheit 51, die Zunahmebetragsdetektionseinheit 52 und die Diagnoseeinheit 53 sind jeweils als Teil einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 64 konfiguriert. Eine Hilfs- bzw. Zusatzbatterie 65 ist mit der ECU 64 verbunden.
Die ECU 64 ist zum Beispiel durch einen Mikroprozessor konfiguriert, der eine (einem Prozessor entsprechende) Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine Eingabe-/ Ausgabeschnittstelle umfasst. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können Funktionen der vorgenannten Einheiten 32, 33 und 51 bis 53 durch die ECU 64 als Ergebnis dessen implementiert werden, dass die CPU Programme ausführt, die in einem Speicher wie etwa dem ROM installiert sind. In diesem Fall entspricht der Speicher einem nichtflüchtigen computerlesbarem Medium (einem nicht-vorübergehenden Speichermedium), das ein Programm speichert, das einen Prozessor wie etwa eine CPU veranlasst, jede von Funktionen der vorgenannten Einheiten 32, 33 und 51 bis 53 zu implementieren.
Zunächst wird die Kraftvorrichtung ausführlich beschrieben. Die Kraftvorrichtung kann eine Brennkraftmaschine, ein Motor oder eine Vorrichtung (Hybrid) sein, die sowohl durch eine Brennkraftmaschine als auch einen Motor konfiguriert ist. Wenn der Startschalter 75 eingeschaltet wird, startet die Kraftvorrichtung. Wenn der Startschalter 75 ausgeschaltet wird, wird die Kraftvorrichtung gestoppt. Hierin nachstehend wird die Tatsache, dass der Startschalter 75 eingeschaltet ist, einfach als „Startschalter EIN“ bezeichnet. Die Tatsache, dass der Startschalter 75 ausgeschaltet ist, wird einfach als „Startschalter AUS“ bezeichnet. Außerdem wird eine Periode, während derer der Startschalter 75 eingeschaltet ist, als „Startschalter-EIN-Periode“ bezeichnet. Eine Periode, während derer der Startschalter 75 ausgeschaltet ist, wird als „Startschalter-AUS-Periode“ bezeichnet.
Als nächstes wird die Leistungsversorgungsvorrichtung 40 ausführlich beschrieben. Die Vielzahl von Batteriezellen 13 sind in Reihe geschaltet. In 1 sind nur drei Batteriezellen 13 schematisch gezeigt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede Batteriezelle 13 eine Lithiumbatterie. Die Batteriezelle 13 kann jedoch ein anderer Typ von Batterie sein. Die Vielzahl von Zuleitungsdrähten 21 sind zwischen beiden Enden der zusammengesetzten Batterie 10 und zwischen den Batteriezellen 13 verbunden. Jeder Verbindungsdraht 25 verbindet die Zuleitungsdrähte 21, die mit beiden Enden der gleichen Batteriezelle 13 verbunden sind. Als Folge hiervon ist die Ausgleichsschaltung 20 imstande, jede Batteriezelle 13 zu entladen.
Der Entladeschalter 26 ist auf dem Verbindungsdraht 25 bereitgestellt. Der Entladeschalter 26 ist ein Halbleiterschalter, der verwendet wird, um die Entladung der Batteriezelle 13 ein- und auszuschalten. Die Schaltsteuereinheit 33 steuert die Entladeschalter 26. Im Speziellen wird der Entladeschalter 26 ausgeschaltet, wenn kein Strom von der Schaltsteuereinheit 33 eingespeist wird. Der Entladeschalter 26 wird eingeschaltet, wenn elektrische Leistung von der Schaltsteuereinheit 33 eingespeist wird. Der elektrische Widerstand 22 ist auf dem Zuleitungsdraht 21 bereitgestellt. Der elektrische Widerstand 22 ist ein Widerstand bzw. Widerstandswert, der verhindert, dass ein Entladestrom während einer Entladung, wenn die Batteriezelle 13 entladen wird, zu groß wird.
Die Spannungsdetektionseinheit 31 detektiert eine Zwischenanschlussspannung Vn (n = 1, 2, ...) von jeder Batteriezelle 13. Die Spannungsdetektionseinheit 31 überträgt die detektierte Zwischenanschlussspannung Vn an die Veränderungsdetektionseinheit 32.
Die Veränderungsdetektionseinheit 32 berechnet eine Ladungsmenge Qn (n = 1, 2, ...) von jeder Batteriezelle 13 basierend auf der Zwischenanschlussspannung Vn, die durch die Spannungsdetektionseinheit 31 detektiert wird. Hierin nachstehend wird eine kleinste Ladungsmenge Qn unter den berechneten Ladungsmengen Qn als „Minimalladungsmenge Qmin“ bezeichnet. Eine größte Ladungsmenge Qn unter den berechneten Ladungsmengen Qn wird als „Maximalladungsmenge Qmax“ bezeichnet. Für jede Batteriezelle 13 berechnet die Veränderungsdetektionseinheit 32 einen Veränderungs- bzw. Abweichungsbetrag ΔQn (n = 1, 2,...), der ein Wert ist, der erhalten wird durch Subtrahieren der Minimalladungsmenge Qmin von der Ladungsmenge Qn.
Hierin nachstehend wird der Veränderungs- bzw. Abweichungsbetrag ΔQn der Batteriezelle 13, die die maximale Ladungsmenge Qmax aufweist, als Veränderungs- bzw. Abweichungswert Z bezeichnet. Das heißt, dass der Veränderungs- bzw. Abweichungswert Z einem Wert entspricht, der dadurch erhalten wird, dass die Maximalladungsmenge Qmax um die Minimalladungsmenge Qmin subtrahiert wird. Die Veränderungsdetektionseinheit 32 stellt die berechneten Veränderungs- bzw. Abweichungsbeträge ΔQn an die Schaltsteuereinheit 33 bereit. Außerdem stellt die Veränderungsdetektionseinheit 32 den berechneten Veränderungs- bzw. Abweichungswert Z an die Zunahmebetragsdetektionseinheit 52 bereit.
Die Schaltsteuereinheit 33 führt einen Ausgleichsprozess durch, in dem die Ladungsmengen Qn der Batteriezellen 13 dadurch ausgeglichen werden, dass die Entladeschalter 26 nach Bedarf eingeschaltet werden. Im Speziellen bewirkt die Schaltsteuereinheit 33 in dem Ausgleichsprozess, dass jede Batteriezelle 13 eine Menge elektrischer Energie bzw. Leistung entlädt, die sich auf den Veränderungs- bzw. Abweichungsbetrag ΔQn von dieser beläuft. Als Folge hiervon werden die Ladungsmengen Qn der Batteriezellen 13 alle auf die Minimalladungsmenge Qmin eingestellt.
Die Schaltsteuereinheit 33 führt den Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode T1 durch. Die Schaltsteuereinheit 33 führt den Ausgleichsprozess nicht während einer vorbestimmten Pausierungsperiode T2 durch. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verarbeitungsperiode T1 eine Periode, während derer der Ausgleichsprozess durchgeführt werden kann. Die Pausierungsperiode T2 ist eine Periode, während derer der Ausgleichsprozess nicht durchgeführt werden kann. Die Verarbeitungsperiode T1 umfasst die Startschalter-AUS-Periode. Andererseits umfasst die Pausierungsperiode T2 die Startschalter-EIN-Periode.
Im Speziellen ist die Startschalter-EIN-Periode aus dem folgenden Grund in der Periode umfasst, während derer der Ausgleichsprozess nicht durchgeführt werden kann, nämlich der Pausierungsperiode T2. Während einer Periode, in der elektrische Leistung von der zusammengesetzten Batterie 10 gerade genutzt wird, oder einer Periode, in der die zusammengesetzte Batterie 10 gerade aufgeladen wird, wird nämlich ein geschlossener Stromkreis gebildet, der die zusammengesetzte Batterie 10 umfasst. Wenn die Spannungsdetektionseinheit 31 die Zwischenanschlussspannung Vn von jeder Batteriezelle 13 zu dieser Zeit detektiert, detektiert die Spannungsdetektionseinheit 31 daher eine Spannung eines geschlossenen Schaltkreises bzw. eine Arbeitsspannung (CCV) von jeder Batteriezelle 13. Indessen wird während einer Periode, in der die zusammengesetzte Batterie 10 gerade nicht entlädt oder aufgeladen wird, der geschlossene Stromkreis, der die zusammengesetzte Batterie 10 umfasst, nicht gebildet. Das heißt, dass ein offener Stromkreis gebildet wird. Wenn die Spannungsdetektionseinheit 31 die Zwischenanschlussspannung Vn von jeder Batteriezelle 13 zu dieser Zeit detektiert, detektiert die Spannungsdetektionseinheit 31 daher eine Spannung eines offenen Stromkreises bzw. eine Ruhe-/Leerlaufspannung (OCV) von jeder Batteriezelle 13. In dem geschlossenen Stromkreis fließt ein Strom an den Innenwiderstand von jeder Batteriezelle 13. Daher ist die CCV ein Wert, der dadurch erhalten wird, dass die OCV um einen Betrag subtrahiert wird, der äquivalent zu einem Betrag einer Spannungsabnahme ist, die aus dem Strom resultiert, der durch den Innenwiderstand fließt.
Hier berechnet die Veränderungsdetektionseinheit 32 die Ladungsmenge Qn (den Ladezustand [SOC]) der Batteriezelle 13 basierend auf der OCV der Batteriezelle 13. Daher kann die Veränderungsdetektionseinheit 32 während der Startschalter-EIN-Periode, in der nur die CCV von jeder Batteriezelle 13 detektiert werden kann, die Ladungsmenge Qn von jeder Batteriezelle 13 nicht detektieren. Daher kann die Veränderungsdetektionseinheit 32 den Veränderungsbetrag ΔQn von jeder Batteriezelle 13 nicht detektieren. Demzufolge ist die Startschalter-EIN-Periode in der Periode umfasst, während derer der Ausgleichsprozess nicht durchgeführt werden kann, nämlich der Pausierungsperiode T2.
Indessen wird während der Startschalter-AUS-Periode die elektrische Leistung von der zusammengesetzten Batterie 10 generell nicht genutzt. Außerdem wird die zusammengesetzte Batterie 10 generell nicht aufgeladen. Daher ist die Spannungsdetektionseinheit 31 während des Großteils der Periode in der Lage, die OCV von jeder Batteriezelle 13 zu detektieren. Demzufolge ist die Startschalter-AUS-Periode im Wesentlichen in der Periode umfasst, während derer der Ausgleichsprozess durchgeführt werden kann, nämlich der Verarbeitungsperiode T1.
Selbst während der Startschalter-AUS-Periode kann jedoch eine vorbestimmte Periode, die hierin nachstehend beschrieben ist, in der Pausierungsperiode T2 umfasst sein, wie es zweckmäßig ist. Zum Beispiel kann, selbst während der Startschalter-AUS-Periode, wenn es eine Periode gibt, während derer die elektrische Leistung der zusammengesetzten Batterie 10 gerade genutzt wird, oder es eine Periode gibt, während derer die zusammengesetzte Batterie 10 gerade aufgeladen wird, die OCV von jeder Batteriezelle 13 während dieser Periode nicht detektiert werden. Daher kann diese Periode in der Pausierungsperiode T2 umfasst sein.
Außerdem kann zum Beispiel selbst während der Startschalter-AUS-Periode eine Periode, während derer die OCV von jeder Batteriezelle 13 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, aus dem folgenden Grund in der Pausierungsperiode T2 umfasst sein. Wenn die Ladungsmenge Qn der Batteriezelle 13 zunimmt, nimmt nämlich typischerweise auch die OCV der Batteriezelle 13 zu. Daher kann die Ladungsmenge Qn aus der OCV der Batteriezelle 13 bestimmt werden. Abhängig von der Spezifikation der Batteriezelle 13 nimmt jedoch, wenn die OCV der Batteriezelle 13 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, die OCV kaum zu, selbst wenn die Ladungsmenge Qn zunimmt. Daher kann die Ladungsmenge Qn nicht aus der OCV bestimmt werden. Somit kann die Periode, während derer die OCV von jeder Batteriezelle 13 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, in der Pausierungsperiode T2 umfasst sein, während derer der Ausgleichsprozess nicht durchgeführt wird.
Außerdem kann zum Beispiel selbst während der Startschalter-AUS-Periode, wenn es eine Periode gibt, während derer Temperaturbedingungen für den Ausgleichsprozess ungeeignet sind, wie etwa, dass die Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 zu hoch oder zu niedrig ist, diese Periode in der Pausierungsperiode T2 umfasst sein. Weiterhin kann zum Beispiel selbst während der Startschalter-AUS-Periode, wenn es eine Periode gibt, während derer der Zustand der Spannungsdetektionseinheit 31 zur Detektion von Zellenspannungen ungeeignet ist, diese Periode in der Pausierungsperiode T2 umfasst sein. Außerdem kann zum Beispiel, wenn es eine Periode gibt, in der die Hilfs- bzw. Zusatzbatterie 65 während der Startschalter-AUS-Periode von der ECU 64 getrennt ist, diese Periode als die Pausierungsperiode T2 anstatt der Verarbeitungsperiode T1 gespeichert und gezählt werden. Ein Grund dafür besteht darin, dass während dieser Periode der Ausgleichsprozess nicht durchgeführt werden kann, da die Leistung bzw. Leistungsversorgung der Schaltsteuereinheit 33 ausgeschaltet ist.
Als nächstes wird die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 ausführlich beschrieben. Bei Startschalter EIN detektiert die Zunahmebetragsdetektionseinheit 52 einen Veränderungszunahmebetrag ΔZ zu einer vorbestimmten Diagnosezeit. Die Diagnosezeit ist eine Zeit, unmittelbar bevor die zusammengesetzte Batterie 10 als Folge von Startschalter EIN genutzt wird. Der Veränderungszunahmebetrag ΔZ ist ein Wert, der dadurch erhalten wird, dass ein Bezugswert Zo von dem Veränderungswert Z subtrahiert wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist der Veränderungswert Z der Veränderungsbetrag ΔQn der Batteriezelle 13, die die Maximalladungsmenge Qmax aufweist. Der Bezugswert Zo ist der Veränderungswert Z zu einer vorhergehenden Diagnosezeit.
Bei Startschalter EIN detektiert die Periodendetektionseinheit 51 die Verarbeitungsperiode T1 und die Pausierungsperiode T2 während einer Beurteilungsperiode Te. Die Beurteilungsperiode Te ist eine Periode von einem vorhergehenden Startschalter EIN bis zu einem aktuellen Startschalter EIN (Diagnosezeit). Außerdem berechnet die Periodendetektionseinheit 51 einen Beurteilungswert E, der ein Wert (T1 / T2) ist, der dadurch erhalten wird, dass die Verarbeitungsperiode T1 durch die Pausierungsperiode T2 dividiert wird.
Die Diagnoseeinheit 53 führt eine Unregelmäßigkeitsdiagnose durch, die diagnostiziert, ob eine Unregelmäßigkeit bzw. Störung in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist. Die Diagnoseeinheit 53 führt die Unregelmäßigkeitsdiagnose in Erwiderung darauf durch, dass der Beurteilungswert E größer ist als ein erster Schwellenwert X1. Der erste Schwellenwert X1 ist ein Wert eines minimalen erforderlichen Beurteilungswert E = T1 / T2 für die Leistungsversorgungsvorrichtung 40 zum Bereitstellen der Selbstausbalancierungsfunktion, wenn die Leistungsversorgungseinheit 40 gerade auf normale Art und Weise arbeitet. Die Selbstausbalancierungsfunktion ist eine Funktion zum Aufrechterhalten eines Gleichgewichtszustands zwischen den Ladungsmengen Qn der Batteriezellen 13.
Außerdem führt die Diagnoseeinheit 53 die Unregelmäßigkeitsdiagnose unter einer Bedingung durch, dass eine letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts größer ist als ein dritter Schwellenwert X3. Die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts ist eine Periode von einem vorhergehenden Startschalter AUS bis zum aktuellen Startschalter EIN (Diagnosezeit). Der dritte Schwellenwert X3 ist eine erforderliche Wartezeit, dass eine Polarisation innerhalb jeder Batteriezelle nach Nutzung der zusammengesetzten Batterie 10 aufgelöst bzw. beseitigt wird, nämlich eine minimale erforderliche Bildungsperiode für einen offenen Stromkreis, damit die Spannungsdetektionseinheit 31 die OCV von jeder Batteriezelle 13 genau detektiert.
Außerdem diagnostiziert die Diagnoseeinheit 53 in der Unregelmäßigkeitsdiagnose, dass eine Unregelmäßigkeit bzw. Störung in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ zu der aktuellen Diagnosezeit größer ist als ein zweiter Schwellenwert X2. Der zweite Schwellenwert X2 ist ein Schwellenwert zum Bestimmen, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ unnormal groß ist.
Die vorgenannten ersten bis dritten Schwellenwerten X1 bis X3 können feste Werte oder Variable sein. Wenn die Schwellenwerte X1 bis X3 Variable sind, können die Schwellenwerte X1 bis X3 auf die folgende Art und Weise eingestellt werden. Zum Beispiel, wenn sich ein optimaler Wert des Schwellenwerts abhängig von einer Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 ändert, kann der Schwellenwert eine Variable sein, die sich basierend auf der Temperatur ändert. Im Speziellen kann, wenn der optimale Wert des Schwellenwerts zunimmt, wenn die Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 zunimmt, der Schwellenwert eine Variable sein, die einhergehend mit der Zunahme der Temperatur zunimmt.
Außerdem kann, wenn der optimale Wert des Schwellenwerts abnimmt, wenn die Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 zunimmt, der Schwellenwert eine Variable sein, die einhergehend mit der Zunahme der Temperatur abnimmt. Ferner kann, zum Beispiel hinsichtlich des zweiten Schwellenwerts X2, wenn sich der optimale Wert des Schwellenwerts X2 basierend auf dem Beurteilungswert E, der Verarbeitungsperiode T1 und der Pausierungsperiode T2 ändert, der Schwellenwert X2 eine Variable sein, die sich basierend auf Zunahme und Abnahme des Beurteilungswerts E, der Verarbeitungsperiode T1 und der Pausierungsperiode T2 ändert.
Die Werte dieser Variablen können aus Kennfeldern oder mathematischen Ausdrücken bestimmt werden. Im Speziellen kann zum Beispiel, wenn der optimale Wert des Schwellenwerts eine Variable ist, die sich basierend auf der Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 ändert, der Schwellenwert aus einem Kennfeld bestimmt werden, das eine Beziehung zwischen der Temperatur und einem Korrekturwert des Schwellwerts festlegt. Alternativ kann der Schwellenwert aus einem mathematischen Ausdruck bestimmt werden, der diese Beziehung festlegt.
Indessen kann, wenn die Schwellenwerte X1 bis X3 feste Werte sind, zum Beispiel eine Größe des Schwellenwerts basierend auf einer Temperatur, bei der es am Schwierigsten ist, eine Unregelmäßigkeit zu bestimmen, innerhalb eines gesamten erwarteten Nutzungstemperaturbereichs eingestellt werden.
2 ist ein Ablaufdiagramm der Diagnose, die durch die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 durchgeführt wird. Bei Startschalter EIN (Schritt S101) in einem Zustand, in dem der Bezugswert Zo noch nicht eingestellt ist, detektiert die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Beurteilungswert E = T1 / T2 zu der Zeit vom aktuellen Startschalter EIN, und bestimmt sie, ob der Beurteilungswert E größer dem ersten Schwellenwert X1 ist (Schritt S102). Wenn bestimmt wird, dass der Beurteilungswert E gleich oder kleiner dem ersten Schwellenwert X1 ist (NEIN in Schritt 102), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 unzureichend ist, und beendet sie die Diagnose. Dann, bei einem nachfolgenden Startschalter EIN, startet die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Prozess ausgehend von Schritt S101. Indessen, wenn in S102 bestimmt wird, dass der Beurteilungswert E größer dem ersten Schwellenwert X1 ist (JA in Schritt S102), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 ausreichend ist, und schreitet sie zu nachfolgendem Schritt S103 voran.
In Schritt S103 bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, ob die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts zu der Zeit vom aktuellen Startschalter EIN länger ist als der dritte Schwellenwert X3. Wenn bestimmt wird, dass die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts gleich oder kürzer dem dritten Schwellenwert X3 ist (NEIN in Schritt S103), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Polarisation der Batteriezellen 13 nicht aufgelöst bzw. beseitigt ist und eine genaue OCV nicht erfasst werden kann, und beendet sie die Diagnose. Dann, bei dem nachfolgenden Startschalter EIN, startet die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Prozess ausgehend von Schritt S101. Indessen, wenn in S103 bestimmt wird, dass die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts länger als der dritte Schwellenwert X3 ist (JA in Schritt S103), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass eine Erfassung einer genauen OCV der Batteriezelle 13 möglich ist, und schreitet sie zu nachfolgendem Schritt S104 voran. In Schritt S014 stellt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Veränderungswert Z zu der Zeit vom aktuellen Startschalter EIN als den Bezugswert Zo ein. Nachfolgend wartet die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, bis Startschalter AUS auftritt und Startschalter EIN erneut auftritt (Schritt S201).
Dann, wenn Startschalter EIN erneut auftritt (Schritt S201), detektiert die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Beurteilungswert E = T1 / T2 zu der Zeit vom aktuellen Startschalter EIN, und bestimmt sie, ob der Beurteilungswert E größer dem ersten Schwellenwert X1 ist (Schritt S202). Wenn bestimmt wird, dass der Beurteilungswert E gleich oder kleiner dem ersten Schwellenwert X1 ist (NEIN in Schritt S202), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 unzureichend ist, und beendet sie die Diagnose. Dann, beim nachfolgenden Startschalter EIN, startet die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Prozess ausgehend von Schritt S101. Daher wird im nachfolgenden Schritt S104 der Bezugswert Zo auf den neuesten Veränderungswert Z zu dieser Zeit um-/zurückgesetzt. Indessen, wenn in Schritt S202 bestimmt wird, dass der Beurteilungswert E größer dem ersten Schwellenwert X1 ist (JA in Schritt S202), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 ausreichend ist, und schreitet sie zu nachfolgendem Schritt S203 voran.
In Schritt S203 bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, ob die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts zu der Zeit vom aktuellen Startschalter EIN länger ist als der dritte Schwellenwert X3. Wenn bestimmt wird, dass die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts gleich oder kürzer dem dritten Schwellenwert X3 ist (NEIN in Schritt S203), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine genaue OCV der Batterie 13 nicht erfasst werden kann, und beendet sie die Diagnose. Dann, beim nachfolgendem Startschalter EIN, startet die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Prozess ausgehend von Schritt S201. Indessen, wenn in Schritt S203 bestimmt wird, dass die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts länger ist als der dritte Schwellenwert X3 (JA in Schritt S203), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass eine Erfassung einer genauen OCV der Batterie 13 möglich ist, und schreitet sie zu nachfolgendem Schritt S204 voran.
In Schritt S204 bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, ob der Veränderungszunahmebetrag ΔZ zu der Zeit vom aktuellen Startschalter EIN größer dem zweiten Schwellenwert X2 ist. Wenn bestimmt wird, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ gleich oder kleiner dem zweiten Schwellenwert X2 ist (NEIN in Schritt S204), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ innerhalb eines normalen Bereichs liegt, und diagnostiziert sie, dass die Leistungsversorgungsvorrichtung 40 in einer normalen Art und Weise arbeitet. Dann, beim nachfolgendem Startschalter EIN, startet die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 den Prozess ausgehend von Schritt S201. Indessen, wenn bestimmt wird, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ größer dem zweiten Schwellenwert X2 ist (JA in Schritt S204), bestimmt die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ unnormal ist, und diagnostiziert sie, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist (Schritt S205). Die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 untersagt bzw. verhindert dann eine Nutzung der zusammengesetzten Batterie 50.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die folgenden Wirkungen erzielt. 3 ist ein Graph von Übergängen in dem Veränderungswert Z, wenn die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 ausreichend ist (E = T1 / T2 > X1). Während eines normalen Zustands, in dem eine Zellenveränderungsgeschwindigkeit der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 innerhalb eines erwarteten Bereichs liegt, wie es durch eine untere kantige Linie angedeutet ist, kann der Betrag einer Zunahme in dem Veränderungswert Z während der Pausierungsperiode T2 durch den Ausgleichsprozess während der Verarbeitungsperiode T1 ausreichend reduziert werden. Daher überschreitet der Veränderungszunahmebetrag ΔZ nicht den zweiten Schwellenwert X2.
Indessen kann während eines unnormalen Zustands, in dem die Zellenveränderungsgeschwindigkeit der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 höher als erwartet ist, wie es durch eine obere kantige Linie angedeutet ist, der Betrag einer Zunahme in dem Veränderungswert Z während der Pausierungsperiode T2 durch den Ausgleichsprozess während der Verarbeitungsperiode T1 nicht ausreichend reduziert werden. Daher überschreitet der Veränderungszunahmebetrag ΔZ den zweiten Schwellenwert X2. Durch Detektieren, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ den zweiten Schwellenwert X2 überschreitet, kann die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 diagnostizieren, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist.
Gemäß 3 überschreitet, während des unnormalen Zustands, der Veränderungszunahmebetrag ΔZ zwischen einem vorbestimmten Startschalter EIN und dem nachfolgenden Startschalter EIN den zweiten Schwellenwert X2. Jedoch kann die Diagnoseeinheit 53 nur in Fällen, in denen der Veränderungszunahmebetrag ΔZ derjenige zwischen zwei aufeinanderfolgenden Startschalter EIN ist, diagnostizieren, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist, selbst wenn der Veränderungszunahmebetrag ΔZ den zweiten Schwellenwert X2 nicht überschreitet. Im Speziellen wird der Bezugswert Zo nicht um-/zurückgesetzt, sofern nicht der Beurteilungswert E kleiner wird als der erste Schwellenwert X1.
Daher erhöht sich der Veränderungszunahmebetrag ΔZ weiter, wenn der unnormale Zustand andauert, ohne dass der Bezugswert Zo um-/zurückgesetzt wird. Daher überschreitet der Veränderungszunahmebetrag ΔZ zwischen dem vorbestimmten Startschalter EIN und einem Startschalter EIN, das mehrere Startschalter EIN danach ist, den zweiten Schwellenwert X2. Als Folge dessen, dass detektiert wird, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ den zweiten Schwellenwert X2 überschreitet, kann die Diagnoseeinheit 53 diagnostizieren, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist.
4 ist ein Graph von Übergängen in dem Veränderungswert Z, wenn die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 vorübergehend unzureichend ist (T1 / T2 < X1). Wie es durch eine untere kantige Linie angedeutet ist, kann selbst während eines normalen Zustands, in dem die Zellenveränderungsgeschwindigkeit der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 innerhalb eines erwarteten Bereichs liegt, der Betrag einer Zunahme in dem Veränderungswert Z während der Pausierungsperiode T2 durch den Ausgleichsprozess während der Verarbeitungsperiode T1 nicht ausreichend reduziert werden, da die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 unzureichend ist. Daher kann selbst während des normalen Zustands der Veränderungszunahmebetrag ΔZ den zweiten Schwellenwert X2 überschreiten.
In dieser Hinsicht führt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der Beurteilungswert E = T1 / T2 auf diese Weise kleiner dem ersten Schwellenwert X1 ist, die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung die Unregelmäßigkeitsdiagnose, die diagnostiziert, ob eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist, nicht durch. Daher macht es das vorliegende Ausführungsbeispiel möglich, ein Problem dahingehend zu unterdrücken/-binden, dass die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung diagnostiziert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist, und zwar aufgrund dessen, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ als Folge dessen zunimmt, dass die Verarbeitungsperiode T1 vorübergehend extrem kurz wird, selbst wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung 40 in einer normalen Art und Weise arbeitet.
Außerdem können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die folgenden Probleme ebenfalls unterdrückt/-bunden werden. Wenn der Beurteilungswert E kleiner dem ersten Schwellenwert X1 ist, nimmt der Veränderungswert Z zu und nimmt der Veränderungszunahmebetrag ΔZ zu, selbst wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung 40 in einer normalen Art und Weise arbeitet. In dieser Hinsicht wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der Beurteilungswert E kleiner dem ersten Schwellenwert X1 wird, der Bezugswert Zo auf den neuesten Veränderungswert Z aktualisiert, wenn der Beurteilungswert E = T1 / T2 danach größer wird als der erste Schwellenwert X1. Dies macht es möglich, ein Problem dahingehend zu vermeiden, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ selbst in einem normalen Zustand zunimmt.
Ferner wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Veränderungszunahmebetrag ΔZ zu einer Zeit detektiert, unmittelbar bevor elektrische Leistung von der zusammengesetzten Batterie 10 bei Startschalter EIN genutzt wird. Zu der Zeit, unmittelbar bevor elektrische Leistung von der zusammengesetzten Batterie 10 genutzt wird, ist die Polarisation der Batteriezellen 13 am meisten aufgelöst bzw. beseitigt. Daher kann der Veränderungswert Z genau detektiert werden. Demzufolge wird auch eine Genauigkeit der Unregelmäßigkeitsdiagnose verbessert.
Außerdem diagnostiziert gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, ob ein Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts länger ist als der dritte Schwellenwert X3.
Daher macht es das vorliegende Ausführungsbeispiel möglich, ein Problem dahingehend zu unterdrücken/-binden, dass die Genauigkeit der Unregelmäßigkeitsdiagnose als Folge dessen abnimmt, dass die OCVs der Batteriezellen 13 in einem Zustand detektiert werden, in dem eine Polarisation der Batteriezellen 13 nicht ausreichend aufgelöst bzw. beseitigt ist.
Außerdem ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die vorliegende Offenbarung auf die Unregelmäßigkeitsdiagnose der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 anwendbar, die konfiguriert ist zum Durchführen des Ausgleichsprozesses während der Startschalter-AUS-Periode, die im Wesentlichen von dem Startschalter AUS bis zu dem Startschalter EIN dauert, und zum Aussetzen des Ausgleichsprozesses während der Startschalter-EIN-Periode von dem Startschalter EIN bis zu dem Startschalter AUS. Außerdem, wenn die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 diagnostiziert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist, kann das vorliegende Ausführungsbeispiel verhindern, dass die Leistungsversorgungsvorrichtung 40 verschlechtert wird, indem eine fortdauernde Nutzung der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 untersagt bzw. verhindert wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Gemäß den nachstehenden Ausführungsbeispielen sind Komponenten und dergleichen, die identisch oder entsprechend zu denjenigen gemäß einem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird basierend auf dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei hauptsächlich auf Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel abgestellt wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel, ist die Verarbeitungsperiode T1 im Wesentlichen die Startschalter-EIN-Periode und ist die Pausierungperiode T2 im Wesentlichen die Startschalter-AUS-Periode. Eine derartige Konfiguration kann zum Beispiel erreicht werden, indem der Innenwiderstand für jede Batteriezelle 13 im Voraus erfasst wird und die OCV aus dem Innenwiderstand, dem an diesen fließenden Strom und der CCV berechnet wird. Auch gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann hier der Ausgleichsprozess während der Startschalter-AUS-Periode durchgeführt werden. Jedoch ist die Startschalter-AUS-Periode hier die Pausierungsperiode T2.
5 ist ein Graph von Veränderungen über die Perioden in dem Veränderungswert Z, wenn die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 ausreichend ist (T1 / T2 > X1). Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Unregelmäßigkeitsdiagnose der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 durchgeführt werden, die konfiguriert ist zum Durchführen des Ausgleichsprozesses während der Startschalter-EIN-Periode von dem Startschalter EIN bis zu dem Startschalter AUS und zum Aussetzen des Ausgleichsprozesses während der Startschalter-AUS-Periode von dem Startschalter AUS bis zu dem Startschalter EIN.
Weitere Ausführungsbeispiele
Zum Beispiel können die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele in der folgenden Art und Weise modifiziert werden. Anstelle dessen, dass der Veränderungsbetrag ΔQn von jeder Batteriezelle 13 ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass die Minimalladungsmenge Qmin von der Ladungsmenge Qn der Batteriezelle 13 subtrahiert wird, kann der Veränderungsbetrag ΔQn von jeder Batteriezelle 13 ein Wert sein, der dadurch erhalten wird, dass ein Mittelwert der Ladungsmengen Qn von allen Batteriezellen 13 von der Ladungsmenge Qn der Batteriezelle 13 subtrahiert wird. Außerdem kann in diesem Fall der Ausgleichsprozess ein Prozess sein, in dem positive Batteriezellen 13 den Veränderungsbetrag ΔQn entladen und negative Batteriezellen 13 um den Veränderungsbetrag ΔQn aufgeladen werden.
Außerdem kann, anstelle dessen, dass der Veränderungswert Z ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass die Minimalladungsmenge Qmin von der Maximalladungsmenge Qmax subtrahiert wird, der Veränderungsbetrag Z ein Wert sein, der dadurch erhalten wird, dass die Maximalladungsmenge Qmax durch die Minimalladungsmenge Qmin dividiert wird.
Außerdem kann, anstelle dessen, dass die Beurteilungsperiode Te die Periode von dem vorhergehenden Startschalter EIN bis zu dem aktuellen Startschalter EIN ist, die Beurteilungsperiode Te eine Periode von einem Startschalter EIN, das mehrere Startschalter EIN vor dem aktuellen Startschalter EIN liegt, bis zu dem aktuellen Startschalter EIN sein. Alternativ kann die Beurteilungsperiode Te eine Periode von einem Startschalter EIN, das zum Beispiel 24 Stunden vor dem aktuellen Startschalter EIN liegt, bis zu dem aktuellen Startschalter EIN sein.
Außerdem kann, anstelle dessen, dass der Beurteilungswert E ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass die Verarbeitungsperiode T1 durch die Pausierungsperiode T2 dividiert wird, der Beurteilungswert E die Verarbeitungsperiode T1 sein. In diesem Fall wird die Bestimmung, die bestimmt, ob die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 ausreichend ist (Schritte S102 und S202), einfach zu einer Bestimmung, die bestimmt, ob die Verarbeitungsperiode T1 den ersten Schwellenwert X1 überschreitet. Außerdem kann der Beurteilungswert ein Kehrwert (1 / T2) der Pausierungsperiode T2 sein. In diesem Fall wird die Bestimmung, die bestimmt, ob die Verarbeitungsperiode T1 relativ zu der Pausierungsperiode T2 ausreichend ist (Schritte S102 und S202), einfach zu einer Bestimmung, die bestimmt, ob die Pausierungsperiode T2 einen Kehrwert (1 / X1) des ersten Schwellenwerts X1 überschreitet.
Außerdem kann der Beurteilungswert E ein Wert (E = T1 - T2) sein, der dadurch erhalten wird, dass die Pausierungsperiode T2 von der Verarbeitungsperiode T1 subtrahiert wird. Außerdem kann der Beurteilungswert E eine andere Funktion von T1 und T2 sein (wie etwa E = 8 × T1 - T2). Außerdem kann der Beurteilungswert E eine andere Funktion sein, in der der Beurteilungswert E zunimmt, wenn die Verarbeitungsperiode T1 während der Beurteilungsperiode Te zunimmt, und abnimmt, wenn die Pausierungsperiode T2 während der Beurteilungsperiode Te zunimmt. Außerdem kann der Beurteilungswert E eine andere Funktion sein, die erfüllt, dass der Beurteilungswert E zunimmt, wenn die Verarbeitungsperiode T1 während der Beurteilungsperiode Te zunimmt, und/oder erfüllt, dass der Beurteilungswert E abnimmt, wenn die Pausierungsperiode T2 während der Beurteilungsperiode Te zunimmt.
Außerdem kann, anstelle dessen, dass die Diagnosezeit die Zeit ist, unmittelbar bevor elektrische Leistung von der zusammengesetzten Batterie 10 bei Startschalter EIN genutzt wird, die Diagnosezeit eine Zeit sein, zu der die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts während der Startschalter-AUS-Periode länger wird als der dritte Schwellenwert X3.
Außerdem kann, wenn in Schritt S202 bestimmt wird, dass der Beurteilungswert E kleiner dem ersten Schwellenwert X1 ist (NEIN in Schritt S202), anstatt eines Zurückkehrens zu Schritt S101, die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 zu Schritt S201 zurückkehren. Außerdem kann, wenn in Schritt S203 bestimmt wird, dass die letzte bzw. jüngst Parkperiode Ts kürzer ist als der dritte Schwellenwert X3 (NEIN in Schritt S203), oder wenn in Schritt S204 bestimmt wird, dass der Veränderungszunahmebetrag ΔZ kleiner dem zweiten Schwellenwert X2 ist (NEIN in Schritt S204), anstelle eines Zurückkehrens zu Schritt 201, die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 zu Schritt S101 zurückkehren.
Außerdem kann, wenn JA in Schritt in S204 bestimmt wird, die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50, anstelle eines Bestimmens, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist (Schritt S205), einen Unregelmäßigkeitszählwert um 1 erhöhen. Die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 kann dann erneut ausgehend von Schritt S101 oder Schritt S201 beim nachfolgenden Startschalter EIN starten. Außerdem kann die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung 50 nur dann zu Schritt S205 voranschreiten, wenn der Unregelmäßigkeitszählwert gleich oder größer einem vorbestimmten Zählwert wird, und diagnostizieren, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung 40 aufgetreten ist. In diesem Fall kann die Diagnose sorgfältiger bzw. vorsichtiger durchgeführt werden.
Außerdem können Schritte S101 bis S104 entfernt bzw. gestrichen werden. Der Bezugswert Zo kann ein fester Wert oder eine Variable sein, die sich basierend auf der Temperatur oder dergleichen ändert. Außerdem kann Schritt S103 oder Schritt S203, nämlich die Bestimmung, die bestimmt, ob die letzte bzw. jüngste Parkperiode Ts zu der Zeit vom aktuellen Startschalter EIN länger ist als der dritte Schwellenwert X3, entfernt bzw. gestrichen werden. Außerdem kann auch gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, in einer Art und Weise, die ähnlich zu derjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, nur die Periode, während derer der Ausgleichsprozess nicht durchgeführt werden kann, in der Pausierungsperiode T2 umfasst sein. Der Großteil von sowohl der Startschalter-EIN-Periode als auch der Startschalter-AUS-Periode kann in der Verarbeitungsperiode T1 umfasst sein.
Eine Leistungsversorgungsvorrichtung führt einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen von Ladungsmengen von Batteriezellen einer zusammengesetzten Batterie während einer Verarbeitungsperiode durch, und führt den Ausgleichsprozess während einer Pausierungsperiode nicht durch. Eine Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung detektiert zumindest eine der Verarbeitungsperiode und der Pausierungsperiode während einer Beurteilungsperiode von einem vorbestimmten Zeitpunkt bis zu einer Diagnosezeit und detektiert einen Veränderungszunahmebetrag, der dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Bezugswert von einem Veränderungswert subtrahiert wird, der eine Veränderung in den Ladungsmengen der Batteriezellen bezeichnet, zu der Diagnosezeit. In Erwiderung darauf, dass ein Beurteilungswert größer ist als ein erster Schwellenwert und der Veränderungszunahmebetrag größer ist als ein zweiter Schwellenwert, diagnostiziert die Diagnosevorrichtung, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist. Der Beurteilungswert nimmt zu, wenn die Verarbeitungsperiode zunimmt, oder nimmt ab, wenn die Pausierungsperiode zunimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016152720 A [0003]

Claims

Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung (50), die diagnostiziert, ob eine Unregelmäßigkeit in einer Leistungsversorgungsvorrichtung (40) aufgetreten ist, die eine zusammengesetzte Batterie (10), eine Ausgleichsschaltung (20) und eine Steuereinheit (30) umfasst, wobei die zusammengesetzte Batterie eine Vielzahl von Batteriezellen (13) umfasst, wobei die Ausgleichsschaltung (20) einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen von Ladungsmengen der Vielzahl von Batteriezellen durchführt, wobei die Steuereinheit die Ausgleichsschaltung derart steuert, dass der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode (T1) nach Bedarf durchgeführt wird und der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Pausierungsperiode (T2) nicht durchgeführt wird, wobei die Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung aufweist: eine Periodendetektionseinheit (51), die zumindest eine der Verarbeitungsperiode und der Pausierungsperiode während einer Beurteilungsperiode (Te) detektiert, die eine Periode von einem vorbestimmten Zeitpunkt bis zu einer vorbestimmten Diagnosezeit ist; eine Zunahmebetragsdetektionseinheit (52), die einen Veränderungszunahmebetrag (ΔZ), der ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Bezugswert (Zo) von einem Veränderungswert (Z) subtrahiert wird, der eine Veränderung in den Ladungsmengen der Batteriezellen bezeichnet, zu der Diagnosezeit detektiert; und eine Diagnoseeinheit (53), die diagnostiziert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass ein Beurteilungswert (E) größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert (X1) und der Veränderungszunahmebetrag größer ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert (X2), wobei der Beurteilungswert zumindest eines erfüllt von, dass der Beurteilungswert zunimmt, wenn die Verarbeitungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt, und von, dass der Beurteilungswert abnimmt, wenn die Pausierungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: nachdem die Diagnoseeinheit bestimmt, dass der Beurteilungswert kleiner ist als der erste Schwellenwert, die Diagnoseeinheit eine nächste Diagnose durchführt, die diagnostiziert, ob eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, nachdem der Bezugswert auf einen neuesten Veränderungswert in Erwiderung darauf aktualisiert ist, dass der Beurteilungswert größer wird als der erste Schwellenwert.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: die Leistungsversorgungsvorrichtung in einem Fahrzeug eingerichtet ist, das eine Kraftvorrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs und einen Startschalter (75) für die Kraftvorrichtung umfasst; und die Verarbeitungsperiode eine Startschalter-AUS-Periode umfasst, während derer der Startschalter ausgeschaltet ist, und die Pausierungsperiode einen Startschalter-EIN-Periode umfasst, während derer der Startschalter eingeschaltet ist.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: die Leistungsversorgungsvorrichtung in einem Fahrzeug eingerichtet ist, das eine Kraftvorrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs und einen Startschalter (75) für die Kraftvorrichtung umfasst; und die Verarbeitungsperiode eine Startschalter-EIN-Periode umfasst, während derer der Startschalter eingeschaltet ist, und die Pausierungsperiode eine Startschalter-AUS-Periode umfasst, während derer der Startschalter ausgeschaltet ist.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Leistungsversorgungsvorrichtung in einem Fahrzeug eingerichtet ist, das eine Kraftvorrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs und einen Startschalter (75) für die Kraftvorrichtung umfasst; und die Diagnosezeit eine Zeit ist, zu der Startschalter eingeschaltet wird, unmittelbar bevor elektrische Leistung von der zusammengesetzten Batterie genutzt wird.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei: die Diagnoseeinheit diagnostiziert, ob eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass eine jüngste Parkperiode (Ts) länger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert (X3), wobei die jüngste Parkperiode eine Periode von einer Zeit, zu der der Startschalter zuletzt ausgeschaltet wird, bis zu der Diagnosezeit ist.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei: die Beurteilungsperiode eine Periode von einer Zeit, zu der der Startschalter vorher eingeschaltet wurde, bis zu einer Zeit ist, zu der der Startschalter aktuell eingeschaltet wird.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: der Beurteilungswert ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass die Verarbeitungsperiode durch die Pausierungsperiode dividiert wird.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: zumindest einer des ersten Schwellenwerts und des zweiten Schwellenwerts eine Variable ist, die sich basierend auf einer Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung ändert.
Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: die Diagnoseeinheit diagnostiziert, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass, zu einer vorbestimmten Anzahl der Diagnosezeiten oder öfter, der Beurteilungswert größer ist als der erste Schwellenwert und der Veränderungszunahmebetrag größer ist als der zweite Schwellenwert.
System mit: einer Leistungsversorgungsvorrichtung (40), die umfasst: eine zusammengesetzte Batterie (10), die eine Vielzahl von Batteriezellen (13) umfasst, eine Ausgleichsschaltung (20), die einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen von Ladungsmengen der Vielzahl von Batteriezellen durchführt, und eine Steuereinheit (30), die die Ausgleichsschaltung derart steuert, dass der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode (T1) nach Bedarf durchgeführt wird und der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Pausierungsperiode (T2) nicht durchgeführt wird; und einer Unregelmäßigkeitsdiagnosevorrichtung (50), die umfasst: einen Prozessor (64), der programmiert ist zum: Detektieren von zumindest einer der Verarbeitungsperiode und der Pausierungsperiode während einer Beurteilungsperiode (Te), die eine Periode von einem vorbestimmten Zeitpunkt bis zu einer vorbestimmten Diagnosezeit ist; Detektieren eines Veränderungszunahmebetrags (ΔZ), der ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Bezugswert (Zo) von einem Veränderungswert (Z) subtrahiert wird, der eine Veränderung in den Ladungsmengen der Batteriezellen bezeichnet, zu der Diagnosezeit; und Diagnostizieren, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass ein Beurteilungswert (E) größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert (X1) und der Veränderungszunahmebetrag größer ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert (X2), wobei der Beurteilungswert zumindest eines erfüllt von, dass der Beurteilungswert zunimmt, wenn die Verarbeitungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt, und von, dass der Beurteilungswert abnimmt, wenn die Pausierungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt.
Unregelmäßigkeitsdiagnoseverfahren zum Diagnostizieren, ob eine Unregelmäßigkeit in einer Leistungsversorgungsvorrichtung (40) aufgetreten ist, die eine zusammengesetzte Batterie (10), eine Ausgleichsschaltung (20) und eine Steuereinheit (30) umfasst, wobei die zusammengesetzte Batterie eine Vielzahl von Batteriezellen (13) umfasst, wobei die Ausgleichsschaltung (20) einen Ausgleichsprozess zum Ausgleichen von Ladungsmengen der Vielzahl von Batteriezellen durchführt, wobei die Steuereinheit die Ausgleichsschaltung derart steuert, dass der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode (T1) nach Bedarf durchgeführt wird und der Ausgleichsprozess während einer vorbestimmten Pausierungsperiode (T2) nicht durchgeführt wird, wobei das Unregelmäßigkeitsdiagnoseverfahren aufweist: Detektieren von zumindest einer der Verarbeitungsperiode und der Pausierungsperiode während einer Beurteilungsperiode (Te), die eine Periode von einem vorbestimmten Zeitpunkt bis zu einer vorbestimmten Diagnosezeit ist; Detektieren eines Veränderungszunahmebetrags (ΔZ), der ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Bezugswert (Zo) von einem Veränderungswert (Z) subtrahiert wird, der eine vorbestimmte Veränderung in den Ladungsmengen der Batteriezellen bezeichnet, zu der Diagnosezeit; und Diagnostizieren, dass eine Unregelmäßigkeit in der Leistungsversorgungsvorrichtung aufgetreten ist, in Erwiderung darauf, dass ein Beurteilungswert (E) größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert (X1) und der Veränderungszunahmebetrag größer ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert (X2), wobei der Beurteilungswert zumindest eines erfüllt von, dass der Beurteilungswert zunimmt, wenn die Verarbeitungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt, und dass, dass der Beurteilungswert abnimmt, wenn die Pausierungsperiode während der Beurteilungsperiode zunimmt.