DE112017002072T5

DE112017002072T5 - Batteriesteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017002072T5
Application number: DE112017002072.7T
Authority: DE
Inventors: Ryohhei NAKAO; Keiichiro Ohkawa
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Vehicle Energy Japan Inc
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2019-01-03
Also published as: JPWO2017199629A1; US10955479B2; US20190288344A1; CN109874352A; JP6588632B2; CN109874352B; WO2017199629A1

Abstract

Es wird eine Batteriesteuervorrichtung geschaffen, die eine Verbesserung in der Rechengenauigkeit eines internen Widerstandes und eines SOH erreichen kann.Die Batteriesteuervorrichtung umfasst eine SOH-Berechnungseinheit 153, die einen internen Widerstandswert einer Batterie berechnet, und steuert die Batterie auf der Basis des internen Widerstandswerts, der durch die SOH-Berechnungseinheit 153 berechnet wird. Dann berechnet eine Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand einen Index, der eine Polarisationsspannung der Batterie angibt, und bestimmt, ob der Index gleich oder mehr als ein Bestimmungsschwellenwert ist. Wenn die Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand bestimmt, dass der Index gleich oder mehr als der Bestimmungsschwellenwert ist, wird die Batterie auf der Basis des internen Widerstandswerts gesteuert, der berechnet wird, wenn der Index geringer ist als ein Bestimmungsschwellenwert vor der Bestimmung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batteriesteuervorrichtung
Stand der Technik
Ein Batteriesystem, das in einem elektrischen Kraftfahrzeug wie z. B. einem Elektrofahrzeug (EV), einem Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) und einem Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) montiert ist, umfasst eine Batteriesteuervorrichtung, um eine maximale Leistung einer Batterie herzustellen. Die Batteriesteuervorrichtung detektiert eine Spannung, eine Temperatur und einen Strom der Batterie und berechnet einen Ladungszustand (SOC), einen Gesundheitszustand (SOH) der Batterie und eine Eingangs/Ausgangs-Leistung der Batterie auf der Basis der detektierten Faktoren.
Die Batterie wird im internen Widerstand erhöht, wenn sie sich verschlechtert. Daher wird ein interner Widerstandswert der Batterie in Echtzeit berechnet, um die Eingangs/Ausgangs-Leistung der Batterie geeignet zu berechnen. Alternativ wird ein Verhältnis eines anfänglichen internen Widerstandes und eines internen Widerstandes nach der Verschlechterung als SOH als Referenz für den Batterieaustausch berechnet. Als Verfahren zum Berechnen des internen Widerstandes der Batterie gibt es ein Verfahren zum Berechnen des internen Widerstandes aus einem Verhältnis eines Variationsbetrags der Spannung der Batterie und eines Variationsbetrags des Stroms und ein Verfahren zum Berechnen des internen Widerstandes auf der Basis eines Ersatzschaltungsmodells durch Modellieren einer Widerstandskomponente der Batterie.
Im Verfahren zum Berechnen des internen Widerstandes auf der Basis der letzteren Ersatzschaltung besteht ein Bedarf, jeden Schaltungsparameter (internen Widerstandswert) des Ersatzschaltungsmodells zu bestimmen, der gemäß der Verschlechterung variiert. Daher ist ein Verfahren zum Extrahieren dieser Schaltungsparameter mit Genauigkeit während der Aufladung/Entladung erforderlich. PTL 1 offenbart beispielsweise eine Technik zum Extrahieren jedes Schaltungsparameters des Ersatzschaltungsmodells durch ein adaptives digitales Filter zusammen mit einem Strom und einer Spannung während der Aufladung/Entladung.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 3747826 B2
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die internen Widerstandscharakteristiken der Batterie werden jedoch in verschiedenen unterschiedlichen Weisen gemäß einem Verlauf (Betriebsmuster) des Stroms, der zur Batterie fließt, und der Verschlechterung betrachtet. Daher wird ein Fehler, der durch die Unmöglichkeit der genauen Modellierung der internen Widerstandscharakteristiken der Batterie verursacht wird, im Ersatzschaltungsmodell der Batterie gemäß dem Verlauf (Betriebsmuster) des Stroms erzeugt. Folglich können der interne Widerstandswert (Ersatzschaltungsparameter) und ein SOH (Index der Verschlechterung) nicht mit Genauigkeit berechnet werden.
Wenn die internen Widerstandscharakteristiken einer Modellierung mit hoher Genauigkeit unterzogen werden, um das obige Problem zu vermeiden, ist das Ersatzschaltungsmodell kompliziert und ein Prozess mit hoher Rechenlast kann erforderlich sein. Außerdem besteht ein Bedarf, einen Batterieparameter zu erfassen, der in einem komplizierten Ersatzschaltungsmodell enthalten ist, sobald verschiedene Typen von Material, einschließlich positiver und negativer Elektroden der Batterie, geändert werden. Die Anzahl von Arbeitsstunden für die Entwicklung wird groß.
Lösung für das Problem
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Batteriesteuervorrichtung, die eine Berechnungseinheit für den internen Widerstand umfasst, die dazu konfiguriert ist, einen internen Widerstandswert einer Batterie zu berechnen, und die Batterie auf der Basis des internen Widerstandswerts steuert, der durch die Berechnungseinheit für den internen Widerstand berechnet wird: eine Indexberechnungseinheit, die einen Index berechnet, der eine Polarisationsspannung der Batterie angibt; und eine Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob der Index gleich oder mehr als ein Bestimmungsschwellenwert ist, wobei, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Index gleich oder mehr als der Bestimmungsschwellenwert ist, die Batterie auf der Basis des internen Widerstandswerts gesteuert wird, der berechnet wird, wenn der Index geringer ist als der Bestimmungsschwellenwert in einer vorherigen Bestimmung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Verbesserung einer Rechengenauigkeit eines internen Widerstandes und eines SOH einer Batterie zu erreichen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer SOC-Tabelle darstellt.
3 ist ein Diagramm, das eine Schaltungskonfiguration einer Einheitszellensteuereinheit darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuereinheit für die zusammengesetzte Batterie darstellt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer SOC-Berechnungseinheit darstellt.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem SOC und der OCV darstellt.
7 ist ein Diagramm, das eine Ersatzschaltung einer Einheitszelle darstellt.
8 ist ein Diagramm, das ein Verhalten einer Spannung in einem Fall darstellt, in dem ein Aufladungsstrom in der Einheitszelle fließt, die durch die Ersatzschaltung von 7 dargestellt ist.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Berechnungsbestimmungseinheit für den internen Widerstand darstellt.
10 ist ein Diagramm zum Beschreiben, ob die Berechnung des internen Widerstandes möglich ist.
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer SOH-Berechnungseinheit darstellt.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses darstellt.
13 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Berechnungsbestimmungseinheit für den internen Widerstand in einer zweiten Ausführungsform darstellt.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Berechnung eines gleitenden Durchschnittswerts darstellt.
15 ist ein Diagramm, das ein Entspannungsverhalten einer Polarisationsspannung darstellt.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses in der zweiten Ausführungsform darstellt.
17 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Berechnungsbestimmungseinheit für den internen Widerstand in der zweiten Ausführungsform darstellt.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses in einer dritten Ausführungsform darstellt.
19 ist ein Diagramm, das einen Polarisationsspannungsberechnungswert und einen wahren Polarisationsspannungswert, wenn sie eingeschaltet ist, darstellt.
20 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Berechnungsbestimmungseinheit für den internen Widerstand in einer vierten Ausführungsform darstellt.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses in der vierten Ausführungsform darstellt.
22 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuereinheit der zusammengesetzten Batterie in einer fünften Ausführungsform darstellt.
23 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Berechnungsbestimmungseinheit für den internen Widerstand in der fünften Ausführungsform darstellt.
24 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Datentabelle eines Polarisationsbestimmungsschwellenwerts in einer sechsten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Beschreibung über ein Beispiel in einem Fall gegeben, in dem eine Speichervorrichtung, die eine Leistungsquelle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (Haltevorrichtung) bildet, angewendet wird.
Die Konfiguration der nachstehend beschriebenen Ausführungsform kann selbst auf eine Batteriesteuerschaltung eines Batteriesystems angewendet werden, das eine Leistungsquelle in einem Auto wie z. B. einem Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) oder einem Elektrofahrzeug (EV) und einem Industriefahrzeug wie z. B. einem Hybrid-Eisenbahnfahrzeug bildet.
In der nachstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Beschreibung über ein Beispiel in einem Fall gegeben, in dem eine Lithiumionenbatterie auf eine Speichervorrichtung einer Speichereinheit angewendet wird. Als Speichervorrichtung können eine Nickelwasserstoffbatterie, eine Bleibatterie, ein elektrischer doppelschichtiger Kondensator und ein Hybridkondensator verwendet werden.
- Erste Ausführungsform -
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird auf der Basis von 1 bis 14 beschrieben.
1 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Batteriesteuervorrichtung der ersten Ausführungsform, in der eine beispielhafte Konfiguration eines Elektromotorsystems des Hybrid-Elektrofahrzeugs dargestellt ist. Ein Batteriesystem 100 ist mit einem Wechselrichter 400 durch Relais 300 und 310 verbunden. Der Wechselrichter 400 liefert Leistung vom Batteriesystem 100 zu einem Motorgenerator 410. Der Wechselrichter 400 und der Motorgenerator 410 werden durch eine Motor/Wechselrichter-Steuereinheit 420 gesteuert. Eine Fahrzeugsteuereinheit 200 bestimmt, wie eine Antriebskraft zu verteilen ist, auf der Basis von Batterieinformationen wie z. B. des SOC (Ladungszustandes) des Batteriesystems 100, Informationen vom Wechselrichter 400 und vom Motorgenerator 410 und Informationen von einer Kraftmaschine (nicht dargestellt).
Die Konfiguration des Batteriesystems 100 wird beschrieben. Das Batteriesystem 100 umfasst eine zusammengesetzte Batterie 110, die durch mehrere Einheitszellen 111 konfiguriert ist, eine Einheitszellenmanagementeinheit 120, die den Zustand der Einheitszelle 111 überwacht, eine Stromerfassungseinheit 130, die einen Strom erfasst, der zur zusammengesetzten Batterie 110 fließt, eine Spannungserfassungseinheit 140, die eine Gesamtspannung der zusammengesetzten Batterie 110 erfasst, eine Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie, die die zusammengesetzte Batterie 110 steuert, und eine Arbeitsspeichereinheit 180, die Informationen in Bezug auf eine Batteriecharakteristik der zusammengesetzten Batterie 110, der Einheitszelle 111 und einer Einheitszellengruppe 112 speichert.
Die zusammengesetzte Batterie 110 ist durch elektrisches Schalten von mehreren Einheitszellen 111 (beispielsweise eine Lithiumionenbatterie) in Reihe konfiguriert, die mit elektrischer Energie aufgeladen und entladen werden können (Aufladung/Entladung von Gleichspannungsleistung). Die Ausgangsspannung einer Einheitszelle 111 ist 3,0 bis 4,2 V (mittlere Ausgangsspannung: 3,6 V). In dieser Ausführungsform wird die Beschreibung über ein Beispiel in einem Fall gegeben, in dem eine Korrelation, wie in 6 dargestellt, zwischen einer Leerlaufspannung OCV (Open Circuit Voltage) und dem SOC der Einheitszelle 111 besteht, aber andere Spannungsspezifikationen können angewendet werden.
In der Einheitszelle 111, die die zusammengesetzte Batterie 110 bildet, werden das Management des Zustandes und die Steuerung der Einheitszelle 111 durch eine vorbestimmte Anzahl von Gruppen durchgeführt. In dem in 1 dargestellten Beispiel sind die Einheitszellen in zwei Einheitszellengruppen 112a und 112b unterteilt. Die in Gruppen unterteilten Einheitszellen 111 sind elektrisch in Reihe geschaltet und bilden die Einheitszellengruppe 112. Die vorbestimmte Anzahl von Einheitszellen kann beispielsweise 1, 4, 6 und so weiter sein. Alternativ können die Einheitszellen in mehrere Abschnitte wie z. B. eine Kombination von 4 und 6 unterteilt sein. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die vorbestimmte Anzahl von Einheitszellen 4.
Die Einheitszellenmanagementeinheit 120 überwacht den Zustand der Einheitszellen 111, die die zusammengesetzte Batterie 110 bilden, wie vorstehend beschrieben. Die Einheitszellenmanagementeinheit 120 ist durch mehrere Einheitszellensteuereinheiten 121a und 121b konfiguriert. Eine Einheitszellensteuereinheit 121 ist der Einheitszellengruppe 112 zugewiesen, die gruppiert ist, wie vorstehend beschrieben. Die Einheitszellensteuereinheit 121 empfängt die Leistung von der zugewiesenen Einheitszellengruppe 112 und arbeitet. Die Einheitszellensteuereinheit 121 überwacht eine Batteriespannung und eine Temperatur der Einheitszellen 111, die die Einheitszellengruppe 112 bilden.
In 1 sind die Einheitszellensteuereinheit 121a und die Einheitszellensteuereinheit 121b in Übereinstimmung mit der Einheitszellengruppe 112a und der Einheitszellengruppe 112b vorgesehen. In dieser Ausführungsform wird der Einfachheit in der Beschreibung halber angenommen, dass die Einheitszellengruppe 112 derart konfiguriert ist, dass vier Zellen 111 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Ferner sind vier Einheitszellen 111 so konfiguriert, dass sie durch eine Einheitszellensteuereinheit 121 überwacht werden.
Die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie empfängt die Spannung und die Temperatur der Batterie der Einheitszelle 111, die von der Einheitszellenmanagementeinheit 120 übertragen werden, einen Stromwert, der zur zusammengesetzten Batterie 110 fließt, der von der Stromerfassungseinheit 130 übertragen wird, einen Gesamtspannungswert der zusammengesetzten Batterie 110, der von der Spannungserfassungseinheit 140 übertragen wird, ein Diagnoseergebnis dessen, ob die Einheitszelle 111 überaufgeladen oder überentladen ist, oder ein anomales Signal, das in einem Fall ausgegeben wird, in dem ein Kommunikationsfehler in der Einheitszellenmanagementeinheit 120 auftritt. Die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie detektiert den Zustand der zusammengesetzten Batterie 110 auf der Basis der eingegebenen Informationen. Außerdem wird ein Ergebnis, das durch den Prozess der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie erhalten wird, zur Einheitszellenmanagementeinheit 120 und zur Fahrzeugsteuereinheit 200 übertragen.
Die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie und die Einheitszellenmanagementeinheit 120 übertragen Signale durch eine Signalkommunikationseinheit 160. Ein Isolationselement 170 wie z. B. ein Photokoppler ist in der Signalkommunikationseinheit 160 vorgesehen. Der Grund dafür, warum das Isolationselement 170 vorgesehen ist, besteht darin, dass die Betriebsleistungsquelle in der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie und der Einheitszellenmanagementeinheit 120 unterschiedlich ist. Wie vorstehend beschrieben, wird die Einheitszellenmanagementeinheit 120 durch die Leistung von der zusammengesetzten Batterie 110 betrieben, aber die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie verwendet eine Batterie (beispielsweise Batterie mit 12 V) für ein Nebenaggregat im Fahrzeug als Leistungsquelle. Das Isolationselement 170 kann in einer Leiterplatte der Einheitszellenmanagementeinheit 120 montiert sein oder kann in einer Leiterplatte der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie montiert sein. Ferner kann das Isolationselement 170 gemäß einer Systemkonfiguration weggelassen werden.
Die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie und den Einheitszellensteuereinheiten 121a und 121b wird beschrieben. Die Einheitszellensteuereinheiten 121a und 121b sind in einer absteigenden Reihenfolge der Potentiale der Einheitszellengruppen 112a und 112b in Reihe geschaltet, die jeweils überwacht werden. Ein durch die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie übertragenes Signal wird in die Einheitszellensteuereinheit 121a durch die Signalkommunikationseinheit 160 eingegeben, in der das Isolationselement 170 vorgesehen ist. Der Ausgang der Einheitszellensteuereinheit 121a und der Eingang der Einheitszellensteuereinheit 121b sind durch die Signalkommunikationseinheit 160 verbunden. Die Signalkommunikationseinheit 160 überträgt das Signal. In dieser Ausführungsform ist ferner das Isolationselement 170 nicht zwischen der Einheitszellensteuereinheit 121a und der Einheitszellensteuereinheit 121b vorgesehen. Das Isolationselement 170 kann jedoch vorgesehen sein.
Das Ausgangssignal aus der Einheitszellensteuereinheit 121b wird zu einem Eingangsabschnitt der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie durch die Signalkommunikationseinheit 160 übertragen, in der das Isolationselement 170 vorgesehen ist. In dieser Weise sind die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie und die Einheitszellensteuereinheiten 1211a und 121b in einer Schleifenform durch die Signalkommunikationseinheit 160 verbunden. Die Schleifenverbindung kann Verkettungsverbindung, Verknüpfungsverbindung oder Reihenverbindung genannt werden.
Die Arbeitsspeichereinheit 180 speichert Informationen wie z. B. die internen Widerstandscharakterstiken, Kapazitäten bei voller Ladung, Polarisationswiderstandscharakteristiken, Verschlechterungscharakteristiken, individuelle Differenzinformationen und eine Entsprechungsbeziehung (SOC-Tabelle) zwischen dem SOC und der OCV der zusammengesetzten Batterie 110, der Einheitszelle 111 und der Einheitszellengruppe 112. Ferner ist in dieser Ausführungsform die Arbeitsspeichereinheit 180 so konfiguriert, dass sie außerhalb der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie oder der Einheitszellenmanagementeinheit 120 installiert ist. Die Arbeitsspeichereinheit 180 kann jedoch in der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie oder der Einheitszellenmanagementeinheit 120 vorgesehen sein.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der SOC-Tabelle darstellt, die in der Arbeitsspeichereinheit 180 gespeichert ist. Die SOC-Tabelle ist eine Datentabelle, um eine Entsprechungsbeziehung zwischen der OCV der Einheitszelle 111 und dem SOC der Einheitszelle 111 gemäß der Temperatur zu beschreiben. Ähnlich zur SOC-Tabelle speichert die Arbeitsspeichereinheit 180 auch verschiedene Typen von Batteriecharakteristikinformationen wie z. B. die internen Widerstandscharakteristiken und die Polarisationswiderstandscharakteristiken als Datentabelle, die eine Entsprechungsbeziehung in Bezug auf verschiedene Typen von Parametern wie z. B. den SOC und die Temperatur beschreibt. In dieser Ausführungsform wird die Datentabelle ferner als Entsprechungsbeziehung zwischen der OCV und dem SOC verwendet. Die Entsprechungsbeziehung zwischen der OCV und dem SOC kann jedoch durch einen mathematischen Ausdruck ausgedrückt werden und nicht auf ein Format wie z. B. die Datentabelle begrenzt sein.
3 ist ein Diagramm, das eine Schaltungskonfiguration der Einheitszellensteuereinheit 121 darstellt. Die Einheitszellensteuereinheit 121 umfasst eine Spannungsdetektionsschaltung 122, eine Steuerschaltung 123, eine Signal-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 124 und eine Temperaturerfassungseinheit 125. Die Spannungsdetektionsschaltung 122 misst eine Spannung zwischen den Anschlüssen jeder Einheitszelle 111. Die Temperaturerfassungseinheit 125 misst eine Temperatur der Einheitszellengruppe 112. Die Steuerschaltung 123 empfängt Messergebnisse von der Spannungsdetektionsschaltung 122 und der Temperaturerfassungseinheit 125 und überträgt die Messergebnisse zur Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie durch die Signal-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 124.
Im Allgemeinen umfasst die Einheitszellensteuereinheit 121 ferner eine Schaltungskonfiguration, um eine Variation der Spannung und des SOC zwischen den Einheitszellen 111 auszugleichen, die durch eine Selbstentladung und eine Variation in einem Verbrauchsstrom verursacht wird. Eine solche Schaltungskonfiguration ist jedoch bereits gut bekannt und ist folglich in 2 weggelassen.
Die Temperaturerfassungseinheit 125 misst eine Temperatur der ganzen Einheitszellengruppe 112 und behandelt die Temperatur als repräsentative Temperatur der Einheitszellen 111 der Einheitszellengruppe 112. Daher ist eine Temperaturerfassungseinheit 125 in der Einheitszellensteuereinheit 121 vorgesehen. Die durch die Temperaturerfassungseinheit 125 gemessene Temperatur wird in verschiedenen Typen einer Berechnung verwendet, um den Zustand der Einheitszelle 111, der Einheitszellengruppe 112 oder der zusammengesetzten Batterie 110 zu erfassen. Ferner kann die Temperaturerfassungseinheit 125 in jeder Einheitszelle 111 vorgesehen sein, um die Temperatur jeder Einheitszelle 111 zu messen, und verschiedene Typen einer Berechnung können auf der Basis der Temperatur jeder Einheitszelle 111 durchgeführt werden. Da in diesem Fall die Anzahl von Temperaturerfassungseinheiten 125 groß ist, wird jedoch die Konfiguration der Einheitszellensteuereinheit 121 durch die Anzahl kompliziert.
In 3 ist die Temperaturerfassungseinheit 125 einfach dargestellt. In der Praxis ist ein Temperatursensor in einem Temperaturmessziel installiert und der Temperatursensor gibt die Temperaturinformationen als Spannung aus. Das Messergebnis wird zur Signal-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 124 durch die Steuerschaltung 123 übertragen. Die Signal-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 124 gibt das Messergebnis an die Außenseite der Einheitszellensteuereinheit 121 aus. Eine Funktion des Verwirklichens einer solchen Reihe eines Flusses ist in der Einheitszellensteuereinheit 121 als Temperaturerfassungseinheit 125 montiert. Ferner kann die Spannungsdetektionsschaltung 122 verwendet werden, um Temperaturinformationen (Spannung) zu messen.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie darstellt. Ferner in 4 eine Konfiguration einer SOC-Berechnung und einer SOH-Berechnung in Bezug auf die Batteriesteuerung in dieser Ausführungsform. Der Einfachheit halber sind Konfigurationen eines Diagnoseprozesses an der Einheitszelle 111, der durch die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie durchgeführt wird, und ein Prozess auf der Basis des anomalen Signals, das in einem Fall ausgegeben wird, in dem ein Kommunikationsfehler in der Einheitszellenmanagementeinheit 120 auftritt, in der Zeichnung und der Beschreibung weggelassen.
Die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie umfasst eine SOC-Berechnungseinheit 151, eine Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand und eine SOH-Berechnungseinheit 153. Die SOC-Berechnungseinheit 151 empfängt die Spannung der Einheitszellen 111 der zusammengesetzten Batterie 110 (eine Durchschnittsspannung der Einheitszellen 111), den Strom, der zur zusammengesetzten Batterie 110 fließt, die Temperatur der zusammengesetzten Batterie 110 und den SOH (Gesundheitszustand), der durch die SOH-Berechnungseinheit 153 ausgegeben wird. Die SOC-Berechnungseinheit 151 berechnet und gibt den SOC und den SOCv auf der Basis dieser Eingaben aus. Die Berechnungsverarbeitung des SOC und des SOCv wird nachstehend beschrieben.
Die Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand empfängt die Spannung der Einheitszellen 111 der zusammengesetzten Batterie 110, den Strom, der zur zusammengesetzten Batterie 110 fließt, die Temperatur der zusammengesetzten Batterie 110, den SOC, den SOCv und den SOH. Die Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand bestimmt auf der Basis dieser Eingaben, ob die SOH-Berechnung durchgeführt wird oder nicht. Ferner werden der SOC und der SOH, die in der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie berechnet werden, zur Fahrzeugsteuereinheit 200 übertragen.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der SOC-Berechnungseinheit 151 darstellt. Die SOC-Berechnungseinheit 151 umfasst eine SOCi-Berechnungseinheit 1511, eine SOCv-Berechnungseinheit 1512 und eine Kombinationsberechnungseinheit 1513.
Auf der Basis des eingegebenen Stroms und eines vorherigen Werts (ein Rechenergebnis vor einem Zyklus) des SOC-Rechenergebnisses, das aus der Kombinationsberechnungseinheit 1513 ausgegeben wird (ein Rechenergebnis vor einem Zyklus), berechnet die SOCi-Berechnungseinheit 1511 den SOC (nachstehend als SOCi bezeichnet) auf der Basis eines integrierten Werts des Stroms. Der SOCi wird durch den folgenden Ausdruck (1) berechnet. Im Ausdruck (1) stellt „SOCold“ einen vorherigen Wert (ein Rechenergebnis vor einem Zyklus) des SOC dar, der durch den nachstehend beschriebenen Ausdruck (8) berechnet wird. Außerdem stellt „ΔSOC“ einen Änderungsbetrag des SOC durch den Strom I dar, der von der vorherigen Berechnung bis zur gegenwärtigen Berechnung fließt. „Qmax“ stellt eine Kapazität der vollen Ladung der Einheitszelle 111 dar und „ts“ stellt einen Steuerzyklus (einen Abtastzyklus des Stroms und der Spannung) dar. $SOCi = SOCold + Δ SOC$
wobei ΔSOC = 100 × I × ts/Qmax
Die SOCv-Berechnungseinheit 1512 berechnet die OCV auf der Basis der eingegebenen Spannung, des eingegebenen Stroms und der eingegebenen Temperatur und berechnet den SOC (nachstehend als SOCv bezeichnet), der der berechneten OCV entspricht, aus der berechneten OCV und einer Entsprechungsbeziehung, die in 6 dargestellt ist.
7 ist ein Diagramm, das eine Ersatzschaltung der Einheitszelle 111 darstellt. Die Einheitszelle 111 ist eine Schaltungskonfiguration, in der eine Pseudo-Gleichspannungsquelle der OCV, die die Leerlaufspannung der Batterie angibt, Ro, der einen elektrischen Widerstand wie z. B. eine Elektrode und eine Elektrolytlösung angibt, und eine Parallelschaltung von Rp und C, die eine Widerstandskomponente (Polarisationskomponente) modellieren, die einer elektrochemischen Reaktion der Batterie entspricht, in Reihe geschaltet sind.
8 stellt ein Verhalten der Spannung in einem Fall dar, in dem der Aufladungsstrom I in der Einheitszelle 111 fließt, die durch die Ersatzschaltung von 7 angegeben ist. Wie in 8 dargestellt, tritt, wenn der Aufladungsstrom I fließt, ein Spannungsanstieg Vo (= I × Ro) in Bezug auf die OCV durch Ro auf und dann tritt eine Polarisationsspannung Vp (= Ip × Rp) langsam auf, die ein durch Rp verursachter Spannungsanstieg ist. Die OCV ist durch den folgenden Ausdruck (4) aus der in 7 dargestellten Ersatzschaltung dargestellt. $Vo = I \times Ro$
$Vp = Ip \times Rp$
$OCV = CCV - (Vo + Vp)$
Ferner sind Ro und Rp in den Ausdrücken (2) und (3) Werte, die durch Multiplizieren einer Anstiegsrate (%) des internen Widerstandes mit den Widerstandswerten (Rolnit, Rplnit), wenn die Einheitszelle 111 freigegeben wird, als folgender Ausdruck (5) und (6) erhalten werden. Hinsichtlich „Rolnit“ und „Rplnit“ wird die Datentabelle von Rolnit und Rplnit gemäß dem SOC und der Temperatur in der Arbeitsspeichereinheit 180 im Voraus gespeichert und „Rolnit“ und „Rplnit“ werden aus der Datentabelle auf der Basis des SOC und der Temperatur im gegenwärtigen Moment berechnet. Außerdem kann „Ip“ unter Verwendung eines Ergebnisses erhalten werden, das durch Anwenden eines primären Verzögerungsfilters auf einen Stromwert wie im folgenden Ausdruck (7) erhalten wird. Im Ausdruck (7) stellt „I“ einen Stromwert dar, „ts“ stellt einen Abtastzyklus dar, „τ“ ist eine Zeitkonstante und „Ipold“ stellt „Ip“ vor einem Steuerzyklus dar. $Ro = Rolnit \times SOH/100$
$Rp = Rplnit \times SOH/100$
$Ip = I \times (ts / τ) + Ipold \times (1 - ts / τ)$
Die SOCv-Berechnungseinheit 1512 berechnet die OCV durch den Ausdruck (4) und berechnet den SOC, der der OCV entspricht, als SOCv, wie in 6 dargestellt. In einem Fall, in dem die Korrelation von 6 als SOC = Map(OCV) ausgedrückt ist, wird der SOCv durch Anwenden der OCV, die durch den Ausdruck (4) berechnet wird, auf Map(OCV) erhalten.
Die Kombinationsberechnungseinheit 1513 berechnet den SOC durch den folgenden Ausdruck (8) unter Verwendung des SOCi, der durch die SOCi-Berechnungseinheit 1511 berechnet wird, des SOCv, der durch die SOCv-Berechnungseinheit 1512 berechnet wird, des Stroms und der Temperatur als Eingaben. Im Ausdruck (8) stellt „w“ einen Gewichtskoeffizienten dar und wird beispielsweise durch den folgenden Ausdruck (9) berechnet. $SOC = w \times SOCv + (1 - w) \times SOCi$
$w = 1 / (1 + | l | \times Ro)$
Als obige Ausdrücke (8) und (9) wird, wenn der Strom I groß ist, der Gewichtskoeffizient w klein. Daher wird eine Exzentrizität zum SOCi erhöht. Wenn dagegen der Strom I klein ist, wird der Gewichtskoeffizient w groß. Daher wird die Exzentrizität zum SOCv erhöht. In dieser Ausführungsform wird, um einen Einfluss eines SOCv-Fehlers zu vermeiden, der von einem Widerstandsfehler begleitet ist, wenn der Strom fließt, der Gewichtskoeffizient w als Ausdruck (9) installiert, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand darstellt. Die Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand umfasst eine Fehlererfassungseinheit 1521 für den internen Widerstand, eine Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 und eine Korrekturbestimmungseinheit 1523.
Die Fehlererfassungseinheit 1521 für den internen Widerstand bestimmt, ob ein Fehler in den Widerstandswerten (Ro, Rp) in der SOCv-Berechnung besteht, auf der Basis des SOC und des SOCv, die von der SOC-Berechnungseinheit 151 eingegeben werden. Insbesondere in einem Fall, in dem ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem SOC und dem SOCv gleich oder mehr als ein vorbestimmter Wert ist, wird bestimmt, dass ein Bedarf besteht, einen internen Widerstandswert (jeden Schaltungsparameter in der Ersatzschaltung von 7) zu korrigieren, der bei der SOCv-Berechnung verwendet wird, und das Bestimmungsergebnis wird ausgegeben.
Die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 berechnet die Polarisationsspannung Vp auf der Basis des SOC, des Stroms, der Spannung und der Temperatur und bestimmt, ob die Berechnung des internen Widerstandes möglich ist, auf der Basis einer Amplitude der berechneten Polarisationsspannung Vp. 10 ist ein Diagramm zum Beschreiben, dass die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 bestimmt, ob die Berechnung des internen Widerstandes möglich ist. Eine gestrichelte Linie L1 gibt den berechneten Wert der Polarisationsspannung an und eine durchgezogene Linie L2 gibt einen wahren Wert der Polarisationsspannung an. Während einer Periode, in der der Aufladungsstrom zum ersten Mal fließt, wird die Polarisationsspannung Vp allmählich erhöht, wenn die Zeit vergeht. Zu dieser Zeit ist das Vorzeichen der Polarisationsspannung Vp ein positives Vorzeichen. Selbst wenn ein Aufladungs/Entladungs-Unterbrechungszustand besteht, nachdem der Aufladungsstrom eingegeben wird, wird die Polarisation im Unterbrechungszustand entspannt. Wenn jedoch ein Entladungsstrom fließt, bevor die Entspannung vollendet ist, wird die Polarisationsspannung wieder in einer negativen Richtung allmählich erhöht, wenn die Zeit vergeht.
Wenn der Abschnitt des Aufladungszustandes von 10 betrachtet wird, ist in einem anfänglichen Bereich B in einer Erregungszeit eine Lücke zwischen dem berechneten Wert und dem wahren Wert der Polarisationsspannung klein. Die Polarisationsspannung wird jedoch erhöht, wenn die Erregungszeit verlängert wird. Außerdem ist zu sehen, dass die Lücke zwischen dem Berechnungswert und dem wahren Wert der Polarisationsspannung auch vergrößert wird (Bereich C). Um die Unterbrechung nach dem Aufladen zu verkürzen, wird ferner der Entladungsstrom so festgelegt, dass er fließt, bevor die Polarisationsspannung entspannt wird. Folglich ist ein Einfluss eines Fehlers (Rechenfehlers), der verursacht wird, wenn der Aufladungsstrom fließt, übrig, wenn der Entladungsstrom fließt (Bereich D). Daher ist zu sehen, dass die Polarisationsspannung nicht genau berechnet wird, wenn der Entladungsstrom fließt (Bereich E). In einem Bereich einer langen Erregungszeit als eine Ursache der Verschlechterung der Rechengenauigkeit der Polarisationsspannung eine andere Widerstandskomponente, die durch die Dispersion von Lithiumionen verursacht wird, neben den Widerstandskomponenten, die von der elektrochemische Reaktion der Batterie begleitet sind.
Im Bereich C, der in 10 dargestellt ist, in dem die Polarisationsspannung groß ist und die Polarisationsspannung genau berechnet werden kann, ist ein Fehler im berechneten internen Widerstand groß und ein Fehler sogar in der SOH-Berechnung auf der Basis des internen Widerstandes tritt auch auf. Außerdem ist in einer Entladungsperiode (Bereich E) die Polarisationsspannung, die während der Entladung verursacht wird, übrig, bevor die Entladung startet. Da die Polarisationsspannung noch groß ist, kann bestimmt werden, dass es nicht möglich ist, dass die Rechengenauigkeit der Polarisationsspannung während einer Periode, in der der Entladungsstrom fließt, ausreichend sichergestellt wird.
In dieser Ausführungsform, wie in 10 dargestellt, ist dann ein vorbestimmter Schwellenwert (A auf einer positiven Seite, -A auf einer negativen Seite) in der Polarisationsspannung installiert, und der interne Widerstand wird unter einer Bedingung nicht berechnet, dass ein Absolutwert der Polarisationsspannung groß ist. In einem Fall, in dem der Absolutwert der Polarisationsspannung, bevor der Strom fließt, gleich oder mehr als der Schwellenwert ist, wird ferner der interne Widerstand während einer Periode nicht berechnet, in der der Strom fließt.
Der Schwellenwert der Polarisationsbestimmung (nachstehend als Polarisationsbestimmungsschwellenwert bezeichnet), kann derart festgelegt werden, dass der Strom in Anbetracht eines tatsächlichen Betriebsmusters eines Fahrzeugs und der Batteriecharakteristiken fließen lassen wird, und die zu dieser Zeit erzeugte Polarisationsspannung abgeschätzt wird. Außerdem kann hinsichtlich der Polarisationsspannung als Index, der bei der Bestimmung der Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 verwendet wird, die Polarisationsspannung Vp, die die Spannungsänderung ist, die durch die Polarisationswiderstandskomponente verursacht wird, aus dem Ausdruck (3) berechnet werden oder kann durch den folgenden Ausdruck (10) berechnet werden. $Vp = CCV - Vo - OCV$
Wenn die Polarisationsspannung bestimmt wird, wird ferner der Absolutwert der Polarisationsspannung, der durch die Ausdrücke (3) und (10) erhalten wird, berechnet und wird als Index festgelegt. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob der Absolutwert |Vp| der Polarisationsspannung Vp gleich oder mehr als „A“ ist. Außerdem wird der Absolutwert der Polarisationsspannung nicht berechnet, sondern die berechnete Polarisationsspannung Vp wird ohne Änderung verwendet. Es kann bestimmt werden, ob die Polarisationsspannung Vp Vp ≥ A und Vp ≤ -A in Bezug auf den Polarisationsbestimmungsschwellenwert A erfüllt.
Die Korrekturbestimmungseinheit 1523 bestimmt, ob eine Korrekturberechnung des internen Widerstandes durchgeführt wird, auf der Basis der Bestimmungsergebnisse der Fehlererfassungseinheit 1521 für den internen Widerstand und der Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522. Wie vorstehend beschrieben, bestimmt die Fehlererfassungseinheit 1521 für den internen Widerstand, ob ein Bedarf besteht, den internen Widerstandswert zu korrigieren, in einem Fall, in dem der Absolutwert der Differenz zwischen dem SOC und dem SOCv gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist. Außerdem bestimmt die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522, ob der Absolutwert der Polarisationsspannung gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert ist. Die Korrekturbestimmungseinheit 1523 bestimmt, dass die Korrekturberechnung des internen Widerstandes in einem Fall durchgeführt wird, in dem in der Fehlererfassungseinheit 1521 für den internen Widerstand bestimmt wird, dass die Korrektur des internen Widerstandswerts erforderlich ist, und der Absolutwert der Polarisationsspannung geringer ist als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert. In anderen Fällen wird bestimmt, dass es nicht möglich ist, dass die Korrekturberechnung des internen Widerstandes durchgeführt wird.
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der SOH-Berechnungseinheit 153 darstellt. Die SOH-Berechnungseinheit 153 umfasst eine Korrektureinheit 1531 für den internen Widerstand und eine SOH-Berechnungseinheit 1532. Die Korrektureinheit 1531 für den internen Widerstand empfängt ein Bestimmungsergebnis der Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand, den SOC und die Temperatur. In einem Fall, in dem durch die Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand bestimmt wird, dass es nicht möglich ist, dass die Berechnung des internen Widerstandes durchgeführt wird, liest die Korrektureinheit 1531 für den internen Widerstand den internen Widerstandswert, der dem eingegebenen SOC und der eingegebenen Temperatur entspricht, aus einer Tabelle des internen Widerstandes, die in der Arbeitsspeichereinheit 180 gespeichert ist, aus, um den internen Widerstandswert zu korrigieren. Das korrigierte Ergebnis wird an die SOH-Berechnungseinheit 1532 ausgegeben.
Als Korrekturverfahren des internen Widerstandswerts wird beispielsweise das folgende Verfahren auf der Basis einer Differenz zwischen dem SOC und dem SOCv durchgeführt. In einem Fall, in dem eine Differenz (SOC - SOCv) während der Aufladung positiv ist, wird der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er um einen vorbestimmten Korrekturbetrag verringert wird, um die Differenz zu verringern. Dagegen wird in einem Fall, in dem die Differenz (SOC - SOCv) während der Aufladung negativ ist, der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er um einen vorbestimmten Korrekturbetrag erhöht wird. In einem Fall, in dem die Differenz (SOC - SOCv) während der Entladung positiv ist, wird außerdem der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er um einen vorbestimmten Korrekturbetrag erhöht wird. In einem Fall, in dem die Differenz negativ ist, wird dagegen der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er um einen vorbestimmten Korrekturbetrag verringert wird.
Die SOH-Berechnungseinheit 1532 berechnet den SOH durch den folgenden Ausdruck (11) beispielsweise auf der Basis eines internen Widerstandswerts Ro nach der Korrektur und eines anfänglichen internen Widerstandswerts Rolnit, der dem SOC und der Temperatur entspricht. In dem Beispiel, das im Ausdruck (11) gezeigt ist, wird ferner der SOH auf ein Verhältnis von Ro und Rolnit gesetzt und kann ein Verhältnis von Rp und Rplnit sein. $SOH = 100 \times Ro / Rolnit$
In einem Fall, in dem die Korrekturbestimmungseinheit 1523 bestimmt, dass die Korrekturberechnung des internen Widerstandes nicht möglich ist, korrigiert andererseits die Korrektureinheit 1531 für den internen Widerstand den internen Widerstandswert nicht, sondern gibt den vorherigen internen Widerstandswert aus, bei dem die Polarisationsspannung als groß bestimmt wird. In einem Fall, in dem die Berechnung über eine beliebige Rechenperiode durchgeführt wird, wird beispielsweise der interne Widerstandswert, der in einer Rechenperiode direkt vor der Rechenperiode berechnet wird, in der die Korrekturberechnung als nicht möglich bestimmt wird, ausgegeben. Daher wird auch in dem Fall des SOH, der durch den Ausdruck (11) berechnet wird, der vorherige SOH, bei dem die Polarisationsspannung als groß bestimmt wird, ausgegeben.
Außerdem wird der SOH, der durch die SOH-Berechnungseinheit 1532 berechnet wird, zur SOCv-Berechnungseinheit 1512 in der SOC-Berechnungseinheit 151 zurückgeführt und bei der Berechnung des SOCv in der nächsten Rechenperiode verwendet. Folglich wird die Korrektur des internen Widerstandswerts sequentiell durchgeführt, um die Differenz zwischen dem SOC und dem SOCv zu verringern.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses darstellt. 12(a) stellt zeitlich sequentielle Daten des Stroms (Linie LI) und der Spannung (Linie LV) dar. 12(b) und 12(c) stellen die Polarisationsspannung und ein Rechenergebnis des SOH in einem Fall dar, in dem der Strom und die Spannung, die in 12(a) dargestellt sind, eingegeben werden. Da der Strom fließen muss, um die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts durchzuführen, wird ferner die Widerstandskorrekturberechnung in einer Unterbrechungsperiode nicht durchgeführt, in der der Strom nicht fließt. In diesem Fall gibt die SOH-Berechnungseinheit 1532 das SOH-Rechenergebnis unmittelbar vor der Unterbrechungsperiode aus.
Zuerst fällt die Polarisationsspannung in einen Bereich des Polarisationsbestimmungsschwellenwerts (-A bis A) in einer vorherigen Periode H1a der Entladungsperiode H1. Daher wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts durchgeführt und der SOH wird allmählich erhöht. In einer späteren Periode H1b der Entladungsperiode H1 weicht die Polarisationsspannung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert (-A) ab (der Fall von |Vp| ≥ A wird als abgewichen betrachtet). Die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts wird zu einem Abweichungszeitpunkt unterbrochen und der interne Widerstandswert vor der Abweichung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird ausgegeben. Folglich wird der SOH, der auf der Basis des internen Widerstandswerts berechnet wird, während einer Periode nicht aktualisiert, in der die Polarisationsspannung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert abweicht. Der SOH desselben Werts wie der SOH vor der Abweichung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird ausgegeben.
Nach der Unterbrechung der Entladungsperiode H1 kommt die Unterbrechungsperiode. Da jedoch die Unterbrechungsperiode kurz ist, wird ein großer Teil der Polarisationsspannung vor dem Stromumschalten selbst zu einem Zeitpunkt P1 (bevor der Entladungsstrom fließt), zu dem der Strom von der Unterbrechungsperiode auf eine Aufladungsperiode J1 umgeschaltet wird, belassen. Daher wird die SOH-Aktualisierung gestoppt, selbst wenn der Aufladungsstrom in der Aufladungsperiode J1 fließt, und der SOH (der SOH zu einem Zeitpunkt, zu dem die Entladungsperiode H1 endet) vor der Polarisationsbestimmung wird ausgegeben.
Im Fall der nächsten Entladungsperiode H2 ist die vorherige Unterbrechungsperiode lang. Zu einer Zeit, zu der die Entladungsperiode H2 startet, wird die Polarisationsspannung innerhalb des Bereichs des Polarisationsbestimmungsschwellenwerts entspannt. Wenn die Entladung in der Entladungsperiode H2 startet, wird daher die SOH-Aktualisierung durchgeführt. In einer späteren Periode H2b der Entladungsperiode H2 weicht jedoch die Polarisationsspannung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert (-A) ab. Daher wird der SOH nicht aktualisiert.
Im Fall einer Aufladungsperiode J2 weicht als nächstes die Polarisationsspannung zu einem Zeitpunkt P2 (bevor der Aufladungsstrom fließt) unmittelbar vor der Aufladungsperiode J2 vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert ab. Daher wird ähnlich zu dem Fall der Aufladungsperiode J1 der SOH nicht aktualisiert und der SOH desselben Werts wie der SOH unmittelbar vor der Aufladungsperiode J2 wird ausgegeben.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie als Batteriesteuervorrichtung die Korrektureinheit 1531 für den internen Widerstand, die den internen Widerstandswert der zusammengesetzten Batterie 110 berechnet, und steuert die zusammengesetzte Batterie 110 auf der Basis des internen Widerstandswerts, der durch die Korrektureinheit 1531 für den internen Widerstand berechnet wird. Die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie berechnet einen Index, der die Polarisationsspannung der zusammengesetzten Batterie 110 angibt, und bestimmt, ob der berechnete Index gleich oder mehr als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. In dieser Ausführungsform wird beispielsweise als Index, der die Polarisationsspannung angibt, die Polarisationsspannung Vp, die auf der Basis des Ausdrucks (3) oder des Ausdrucks (10) berechnet wird, verwendet. In diesem Fall wird die Polarisationsspannung Vp auf der Basis des Stroms, der zur Batterie fließt, der Spannung und/oder der Temperatur berechnet.
Wenn die Polarisationsspannung Vp als Index als |Vp| ≥ A in Bezug auf den Polarisationsbestimmungsschwellenwert A bestimmt wird, wird dann die zusammengesetzte Batterie 110 auf der Basis des internen Widerstandswerts gesteuert, der berechnet wird, wenn |Vp| < A, bevor die Bestimmung erfüllt ist. In dieser Weise ist es in einer Situation, in der ein Rechenfehler des internen Widerstandswerts groß ist, möglich, eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes und des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes der Batterie unter Verwendung des internen Widerstandswerts, der berechnet wird, wenn |Vp| < A, zu unterdrücken.
In dieser Weise ist in dieser Ausführungsform in einem Fall, in dem die Polarisationsspannung, die auf der Basis von einem oder mehreren Faktoren bestimmt wird (das heißt die Polarisationsspannung Vp als Spannungsvariation durch die Polarisationswiderstandskomponente, die durch die Ausdrücke (3) und (10) berechnet wird) als |Vp| ≥ A (Polarisationsbestimmungsschwellenwert) bestimmt wird, ein Fehler des berechneten Werts des internen Widerstandes groß. Daher wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandes auf der Basis der Differenz zwischen dem SOC und dem SOCv nicht durchgeführt. In diesem Fall ist es möglich, eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes der Batterie und des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes unter Verwendung des internen Widerstandswerts, der berechnet wird, wenn |Vp | < A, bevor die Bestimmung erfüllt ist, zu unterdrücken.
Wie durch das Symbol P1 von 12 dargestellt, wenn bestimmt wird, dass die Polarisationsspannung Vp gleich oder mehr als ein Bestimmungsschwellenwert (|Vp| ≥ A) zur Zeit der Nicht-Erregung (Unterbrechungsperiode) ist, bevor die Erregung startet, wird außerdem die Batterie der Aufladungsperiode in der Aufladungsperiode J1, nachdem die Erregung startet, auf der Basis des internen Widerstandswerts gesteuert, der berechnet wird, wenn die Polarisationsspannung geringer ist als der Bestimmungsschwellenwert (|Vp| < A) vor der Bestimmung. Selbst in einem Fall, in dem ein Bedarf besteht, erregt zu werden, bevor die Polarisationsspannung entspannt wird, ist es folglich möglich, eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes der Batterie und des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes zu unterdrücken.
Ferner wird der interne Widerstandswerts auf der Basis einer Differenz zwischen zwei Aufladungszuständen berechnet, die im Berechnungsverfahren unterschiedlich sind (beispielsweise die Differenz zwischen dem SOC und dem SOCv). Der interne Widerstandswert wird korrigiert, um die Differenz zwischen dem SOC und dem SOCv klein zu machen. Folglich wird, wie in 12(c) dargestellt, in dem Fall von |Vp| ≥ A (das heißt in einer Situation, in der der Rechenfehler groß wird), der Berechnungswert des Gesundheitszustandes SOH der Batterie konstant gehalten. Daher ist es möglich zu verhindern, dass der Gesundheitszustand SOH von einem wahren Wert abweicht. In diesem Fall ist einer von zwei Aufladungszuständen (SOC und SOCv) der Aufladungszustand SOCv, der auf der Basis der Leerlaufspannung OCV der Batterie berechnet wird.
- Zweite Ausführungsform -
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf 13 bis 16 beschrieben. Ferner ist die Konfiguration des Elektromotorsystems des Hybrid-Elektrofahrzeugs in dieser Ausführungsform zu der in 1 dargestellten der ersten Ausführungsform ähnlich. Im Folgenden wird die Beschreibung mit Konzentration auf unterschiedliche Abschnitte von der Konfiguration der ersten Ausführungsform gegeben.
In der ersten Ausführungsform wird Vp direkt aus dem Ausdruck (3) oder Ausdruck (10) berechnet und als Index verwendet, um zu bestimmen, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist. Andererseits wird in dieser Ausführungsform anstelle der direkt berechneten Vp ein Stromwert, der zur Batterie fließt, als Index verwendet, um zu bestimmen, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist.
13 ist ein Blockdiagramm der Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand in dieser Ausführungsform. Nur die Konfiguration einer Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522a ist von der Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand, die in 9 dargestellt ist, verschieden. Obwohl die Polarisationsspannung aus dem Ausdruck (3) oder Ausdruck (10) in der Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 von 9 berechnet wird, wird in der Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522a dieser Ausführungsform ein Stromwert eingegeben, um einen gleitenden Durchschnittswert des Stroms in einem beliebigen Abschnitt zu berechnen, und der gleitende Durchschnittswert des Stroms wird als Bestimmungsindex der Polarisationsspannung verwendet.
Die Polarisationsspannung kann gemäß einem Verlauf des zur Batterie fließenden Stroms verschiedenartig geändert werden. Daher kann die Amplitude der Polarisationsspannung direkt unter Verwendung des gleitenden Durchschnittswerts bestimmt werden, der aus dem Strom in einem bestimmten Abschnitt berechnet wird.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Berechnung eines gleitenden Durchschnittswerts darstellt. In 14 stellt die Linie L30 einen momentanen Strom dar und die Linie L31 stellt einen gleitenden Durchschnittsstrom dar. Der gleitende Durchschnittswert eines beliebigen Zeitfensters Tw wird gemäß dem folgenden Ausdruck (12) berechnet und wird mit dem Polarisationsbestimmungsschwellenwert verglichen. Ähnlich zum Fall der ersten Ausführungsform kann der Polarisationsbestimmungsschwellenwert auf der Basis eines tatsächlichen Betriebsmusters und einer tatsächlichen Batteriecharakteristik eines Fahrzeugs bestimmt werden, in dem ein Elektromotorsystem montiert ist.
[MATH. 1] $I a v e = \sum_{i = x - T w}^{x} I i / T w$
Obwohl der gleitende Durchschnittswert in 14 veranschaulicht wurde, kann außerdem lave, der als Ergebnis des primären Verzögerungsfilters am Stromwert erhalten wird, anstelle des gleitenden Durchschnittswerts verwendet werden, wie im folgenden Ausdruck (13) dargestellt. Hier stellt „I“ einen Stromwert dar, „ts“ stellt einen Abtastzyklus dar, „τ“ stellt eine Zeitkonstante dar und „lave_old“ stellt lave vor einem Steuerzyklus dar. Ferner können Tw und τ der Ausdrücke (12) und (13) gemäß der Temperatur der Batterie variieren.
[MATH. 2] $I a v e = I \times (t s / τ) + I a v e o l d \times (1 - t s / τ)$
15 ist ein Diagramm, das ein Entspannungsverhalten der Polarisationsspannung gemäß der Temperatur darstellt. 15(b) stellt einen Übergang des Stroms, der zur Batterie fließt, dar und 15(a) stellt einen Übergang einer Batteriespannung (CCV) dar. Die Linie L41 gibt den Fall einer niedrigen Temperatur an und eine Polarisationsentspannungszeit ist t41. Die Linie L42 gibt den Fall von Raumtemperatur an und die Polarisationsentspannungszeit ist t42. Die Linie L43 gibt den Fall einer hohen Temperatur an und die Polarisationsentspannungszeit ist t43. Es ist zu sehen, dass die Polarisation entspannt wird und es eine lange Zeit dauert, da die Batterietemperatur niedrig ist. Tw und τ sind auf Werte gesetzt, die groß werden, wenn die Temperatur niedrig ist, und auf Werte gesetzt, die klein werden, wenn die Temperatur hoch ist. Daher kann ein gleitender Durchschnittswert, der das Entspannungsverhalten der Polarisationsspannung widerspiegelt, oder der Stromwert durch das primäre Verzögerungsfilter berechnet werden und das Verhalten der Polarisationsspannung kann mit mehr Genauigkeit ausgedrückt werden.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses in der zweiten Ausführungsform darstellt. 16(a) stellt zeitlich sequentielle Daten des Stroms (Linie LI) und der Spannung (Linie LV) dar. 16(b) und 16(c) stellen den gleitenden Durchschnittsstrom und ein Rechenergebnis des SOH in einem Fall dar, in dem der Strom und die Spannung, die in 16(a) dargestellt sind, eingegeben werden. Ähnlich zum Fall der ersten Ausführungsform wird die Widerstandskorrekturberechnung in der Unterbrechungsperiode, in der kein Strom fließt, nicht durchgeführt. Das SOH-Rechenergebnis in diesem Fall wird ausgegeben, unmittelbar bevor die Unterbrechungsperiode startet.
Zuerst fällt der gleitende Durchschnittsstrom in einen Bereich des Polarisationsbestimmungsschwellenwerts (-A1 bis A1) in der vorherigen Periode H1a der Entladungsperiode H1. Daher wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts durchgeführt und der SOH wird allmählich erhöht. In der späteren Periode H1b der Entladungsperiode H1 weicht der gleitende Durchschnittsstrom vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert (-A1) ab. Die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts wird zu einem Abweichungszeitpunkt unterbrochen und der interne Widerstandswert vor der Abweichung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird ausgegeben. Folglich wird der SOH, der auf der Basis des internen Widerstandswerts berechnet wird, während einer Periode, in der der gleitende Durchschnittsstrom vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert abweicht, nicht aktualisiert. Der SOH desselben Werts wie der SOH vor der Abweichung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird ausgegeben.
Nach der Unterbrechung der Entladungsperiode H1 kommt die Unterbrechungsperiode. Da jedoch die Unterbrechungsperiode kurz ist, weicht der gleitende Durchschnittsstrom vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert selbst zu einem Zeitpunkt P3 (bevor der Entladungsstrom fließt) ab, wenn der Strom von der Unterbrechungsperiode auf eine Aufladungsperiode J1 umgeschaltet wird. Daher wird die SOH-Aktualisierung gestoppt, selbst wenn der Aufladungsstrom in der Aufladungsperiode J1 fließt, und der SOH (der SOH zu einem Zeitpunkt, zu dem die Entladungsperiode H1 endet) vor der Polarisationsbestimmung wird ausgegeben.
Im Fall der nächsten Entladungsperiode H2 ist die vorherige Unterbrechungsperiode lang. Zu einer Zeit, zu der die Entladungsperiode H2 startet, wird der gleitende Durchschnittsstrom innerhalb des Bereichs des Polarisationsbestimmungsschwellenwerts entspannt. Wenn die Entladung in der Entladungsperiode H2 startet, werden daher SOH-Aktualisierungen durchgeführt. In einer späteren Periode H2b der Entladungsperiode H2 weicht jedoch der gleitende Durchschnittsstrom vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert (-A1) ab. Daher wird der SOH nicht aktualisiert, sondern der SOH unmittelbar vor dem Start der späteren Periode H2b wird ausgegeben.
Im Fall einer Aufladungsperiode J2 weicht als nächstes der gleitende Durchschnittsstrom zu einem Zeitpunkt P4 (bevor der Aufladungsstrom fließt) unmittelbar vor der Aufladungsperiode J2 vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert ab. Ähnlich zum Fall der Aufladungsperiode J1 wird daher der SOH nicht aktualisiert und der SOH desselben Werts wie der SOH unmittelbar vor der Aufladungsperiode J2 wird ausgegeben.
In dieser Ausführungsform wird anstelle der Polarisationsspannung Vp, die durch die Ausdrücke (3) und (10) in der ersten Ausführungsform berechnet wird, ein Wert, der durch zeitlich sequentielles Mitteln des Stroms, der zur Batterie fließt, erhalten wird, als Index berechnet, der die Polarisationsspannung der Batterie angibt. Auf der Basis dessen, ob der Index gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert ist (ob der Index vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert abweicht), wird dann bestimmt, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist. In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandes nicht durchgeführt. Die Steuerung wird unter Verwendung des Berechnungswerts des internen Widerstandes durchgeführt, bevor die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist. In dieser Weise wird in einer Situation, in der ein Fehler der Korrekturberechnung des internen Widerstandes groß wird, die Korrekturberechnung des internen Widerstandes nicht durchgeführt. Daher ist es möglich, eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes und des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich, den Effekt in einem Fall, in dem der Durchschnittswert des Stromwerts erhalten wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Polarisationsspannung Vp berechnet wird, leicht zu erreichen.
- Dritte Ausführungsform -
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf 17 und 18 beschrieben. Ferner ist die Konfiguration des Elektromotorsystems des Hybrid-Elektrofahrzeugs in dieser Ausführungsform ähnlich zu der in 1 dargestelltem der ersten Ausführungsform. Die nachstehende Beschreibung wird mit Konzentration auf Abschnitte gegeben, die von jenen der ersten und der zweiten Ausführungsform verschieden sind.
In der ersten Ausführungsform wird Vp direkt als Index aus dem Ausdruck (3) oder Ausdruck (10) berechnet. Es wird unter Verwendung des Index bestimmt, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert ist. Außerdem wird in der zweiten Ausführungsform anstelle der direkt berechneten Vp bestimmt, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert ist, auf der Basis des Stromwerts, der zur Batterie fließt. Andererseits ist es in dieser Ausführungsform möglich zu bestimmen, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, mit einem Verfahren, das einfacher ist als jene der ersten und der zweiten Ausführungsform.
Die Polarisationsspannung wird groß, wenn die Erregungszeit des Stroms vergeht. Daher wird in dieser Ausführungsform die Erregungszeit des Stroms gezählt. Es wird bestimmt, dass die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, auf der Basis dessen, ob die gezählte kontinuierliche Erregungszeit gleich oder mehr als ein vorbestimmter Wert ist.
17 ist ein Blockdiagramm der Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand in dieser Ausführungsform. Ein Unterschied von der Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand in der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass sie mit einer Erregungszeitmesseinheit 1524 versehen ist. Die Erregungszeitmesseinheit 1524 empfängt den Strom und zählt eine kontinuierliche Erregungszeit, wenn ein Absolutwert des Stroms gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist und nur einer des Aufladungsstroms und des Entladungsstroms kontinuierlich fließt. Das Zählergebnis wird in eine Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522b eingegeben.
In einem Fall, in dem das Zählergebnis (kontinuierliche Erregungszeit) gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert A2 ist, bestimmt die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522b, dass die Polarisationsspannung groß ist. In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Polarisationsspannung groß ist, wird der interne Widerstandswert, bevor die Polarisationsspannung als groß bestimmt wird, als interner Widerstandswert der Batterie ähnlich zum Fall der ersten und der zweiten Ausführungsform ausgegeben.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses in der dritten Ausführungsform darstellt. 18(a) stellt zeitlich sequentielle Daten des Stroms (Linie LI) und der Spannung (Linie LV) dar. 18(b) und 18(c) stellen das Zählergebnis (kontinuierliche Erregungszeit) und ein Rechenergebnis des SOH in einem Fall dar, in dem der Strom und die Spannung, die in 18(a) dargestellt sind, eingegeben werden. Ähnlich zum Fall der ersten Ausführungsform wird die Widerstandskorrekturberechnung in der Unterbrechungsperiode, in der kein Strom fließt, nicht durchgeführt. Das SOH-Rechenergebnis in diesem Fall wird ausgegeben, unmittelbar bevor die Unterbrechungsperiode startet.
Zuerst ist die kontinuierliche Erregungszeit geringer als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert (A2) in der vorherigen Periode H1a der Entladungsperiode H1. Daher wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts durchgeführt und der SOH wird allmählich erhöht. In der späteren Periode H1b der Entladungsperiode H1 wird die kontinuierliche Erregungszeit gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert (A2) und weicht ab. Die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts wird zu einem Abweichungszeitpunkt unterbrochen und der interne Widerstandswert vor der Abweichung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird ausgegeben. Folglich wird der SOH, der auf der Basis des internen Widerstandswerts berechnet wird, während einer Periode, in der die kontinuierliche Erregungszeit vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert abweicht, nicht aktualisiert. Der SOH desselben Werts wie der SOH vor der Abweichung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird ausgegeben.
Danach kommt die Unterbrechungsperiode (der Absolutwert des Stroms ist gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert). Der Zählwert der Erregungszeit wird auf „0“ zurückgesetzt. Wenn die Unterbrechungsperiode endet und die Aufladungsperiode J1 kommt, beginnt der Aufladungsstrom zu fließen und die Erregungszeit wird wieder gezählt. Wenn die kontinuierliche Erregungszeit gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert (A2) in einer späteren Periode J1b der Aufladungsperiode J1 wird, dann wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts unterbrochen und der SOH, unmittelbar bevor die Korrekturberechnung unterbrochen wird, wird ausgegeben. Die Entladungsperiode H2 und die Aufladungsperiode J2 zeigen auch das ähnliche Verhalten.
Wie vorstehend beschrieben, wird selbst in dieser Ausführungsform in einer Situation, in der der Rechenfehler des internen Widerstandes groß ist, die Korrekturberechnung des internen Widerstandes nicht durchgeführt und der Rechenwert des internen Widerstandes, bevor die kontinuierliche Erregungszeit gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert (A2) wird, wird verwendet. Ähnlich zum Fall der ersten und der zweiten Ausführungsform ist es daher möglich, eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes und des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes zu unterdrücken. In dieser Ausführungsform wird ferner eine Zeit (kontinuierliche Erregungszeit), wenn der zur Batterie fließende Strom erregt wird, gezählt und es wird bestimmt, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert ist, auf der Basis der gezählten kontinuierlichen Erregungszeit. Daher ist es im Vergleich zum Fall der ersten und der zweiten Ausführungsform möglich, mit einem einfacheren Prozess geeignet zu bestimmen, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert ist.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf 19 bis 21 beschrieben. Ferner ist die Konfiguration des Elektromotorsystems des Hybrid-Elektrofahrzeugs in dieser Ausführungsform ähnlich zu der in 1 dargestellten der ersten Ausführungsform. Die nachstehende Beschreibung wird mit Konzentration auf Abschnitte gegeben, die von jenen der ersten bis dritten Ausführungsform verschieden sind.
In der ersten bis dritten Ausführungsform wird ein Parameter als Index zum Bestimmen der Polarisationsspannung verwendet. In der ersten Ausführungsform wurde beispielsweise bestimmt, ob die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, nur unter Verwendung von Vp, die aus dem Ausdruck (3) oder Ausdruck (10) berechnet wird, als Index. Andererseits wird in dieser Ausführungsform die Amplitude der Polarisationsspannung nicht aus einem Parameter bestimmt. Die Amplitude der Polarisationsspannung wird jedoch beispielsweise durch die Polarisationsspannung, die aus dem Ausdruck (3) oder Ausdruck (10) in der ersten Ausführungsform berechnet wird, parallel zur Bestimmung der Erregungszeit in der dritten Ausführungsform bestimmt.
Im Folgenden wird ferner die Beschreibung über ein Beispiel gegeben, in dem das Verfahren zur Verwendung der Polarisationsspannung, die durch den Ausdruck (10) der ersten Ausführungsform als Index berechnet wird, parallel zum Verfahren der dritten Ausführungsform verwendet wird, aber eine Kombination von Parallelverfahren ist nicht darauf begrenzt.
In einem Fall, in dem die Polarisationsspannung durch Subtrahieren von Vo und OCV von der Batteriespannung (CCV) als Ausdruck (10) berechnet wird, können die Komponenten der Polarisationsspannung, die zum Modellieren schwierig ist, direkt ohne Verwendung eines Ersatzmodells extrahiert werden. Es besteht jedoch ein Problem, dass die Rechenfehler von Vo und OCV enthalten sind. Insbesondere in einem Fall, in dem ein Fehler in Ro enthalten ist, der bei der Berechnung von Vo verwendet wird, das heißt einem Fall, in dem eine Lücke zwischen dem internen Widerstandswert, der durch die Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie erkannt wird, und dem internen Widerstandswert der Batterie (eigentliches Steuerziel) besteht, wird ein Fehler in Vp erzeugt, die aus dem Ausdruck (10) berechnet wird. Daher besteht eine Möglichkeit, dass die Bestimmung, ob die Polarisationsspannung groß ist, nicht mit Genauigkeit durchgeführt wird.
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel in einem Fall darstellt, in dem eine solche Bestimmung nicht mit Genauigkeit durchgeführt wird. 19 ist ein Diagramm, das den Polarisationsspannungsberechnungswert und einen wahren Polarisationsspannungswert zur Zeit der Erregung (Aufladung/Entladung) darstellt. Eine Lücke tritt zwischen dem Polarisationsspannungsberechnungswert (Linie L51) und dem wahren Polarisationsspannungswert (Linie L52) durch einen Fehler auf, der im internen Widerstandswert enthalten ist. Zur Zeit der Entladung wird der Polarisationsspannungsberechnungswert zur positiven Seite in Bezug auf den wahren Polarisationsspannungswert verschoben. Zur Zeit der Aufladung wird der Polarisationsspannungsberechnungswert zur negativen Seite in Bezug auf den wahren Polarisationsspannungswert verschoben.
In der späteren Periode H1b der Entladungsperiode, fällt daher, selbst wenn der wahre Polarisationsspannungswert geringer ist als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert (-A) und von einem Bereich des Schwellenwerts abweicht, der Polarisationsspannungsberechnungswert in den Bereich des Polarisationsbestimmungsschwellenwerts. Selbst in der späteren Periode J1b der Aufladungsperiode tritt die ähnliche Situation auf. Selbst wenn die Korrekturberechnung des internen Widerstandes nicht möglich ist, wird folglich fehlerhaft bestimmt, dass die Korrekturbestimmung möglich ist, da der berechnete Wert der Polarisation in den Schwellenwert fällt. Mit anderen Worten, es ist zu sehen, dass die Bestimmung der Polarisationsspannung unter Verwendung des Ausdrucks (10) während der Erregung nicht wünschenswert ist.
Außerdem wird in der ersten Ausführungsform in einem Fall, in dem der Polarisationsspannungsberechnungswert, bevor die Erregung startet, vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert abweicht, wie durch das Symbol P1 von 12 dargestellt, die Berechnung des internen Widerstandes nicht durchgeführt. Zu der Zeit, zu der die Erregung startet, weicht jedoch, wenn die Polarisationsbestimmung auf der Basis der Polarisationsspannung in dem Moment, in dem der Strom fließt, durchgeführt wird, der Polarisationsspannungsberechnungswert vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert aufgrund des Fehlers des internen Widerstandes ab. Hinsichtlich dieses Problems wird jedoch die Bestimmung unter Verwendung der Polarisationsspannung durchgeführt, bevor der Strom fließt (beispielsweise vor einem Steuerzyklus), anstelle der Verwendung der Polarisationsspannung zu der Zeit, zu der die Erregung startet. Da der Strom nicht fließt, wird folglich Vo im Ausdruck (10) „0“ und folglich kann die Polarisationsspannung korrekt extrahiert werden. Folglich kann die Position korrekt bestimmt werden.
Andererseits kann in einem Verfahren zum Zählen der Erregungszeit, das in der dritten Ausführungsform beschrieben ist, die Polarisationsspannung bestimmt werden, ohne durch einen Fehler wie z. B. den Strom, die Spannung und den internen Widerstandswert beeinflusst zu werden. Daher kann im Verfahren der ersten Ausführungsform die Polarisationsbestimmung während der Erregung mit Genauigkeit selbst in einer solchen Situation durchgeführt werden, dass die vorstehend beschriebene Lücke auftritt. Da jedoch das Zählergebnis auf null gelöscht wird, nachdem der Strom fließt, ist es nicht möglich zu bestimmen, ob die Polarisationsspannung während der Unterbrechungsperiode entspannt wird, in der der Strom nicht fließt, und es ist nicht möglich zu bestimmen, ob die Polarisationsspannung, bevor der Strom fließt, groß ist.
Bei der Bestimmung der Polarisationsspannung in dem Moment der Erregung dieser Ausführungsform ist daher ein Prozess zum Bestimmen, ob ein Absolutwert des Stroms zur Zeit der Bestimmung der Position gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, zum Verfahren der ersten Ausführungsform hinzugefügt. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob der Absolutwert des Stroms, bevor der Strom fließt, gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, und die Polarisationsspannung, bevor der Strom fließt, in den Polarisationsbestimmungsschwellenwert fällt (als erste Polarisationsbestimmung bezeichnet). Andererseits wird das Verfahren (als zweite Polarisationsbestimmung bezeichnet) der dritten Ausführungsform auf die Bestimmung der Polarisationsspannung während der Erregung angewendet.
20 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand in dieser Ausführungsform darstellt. Die Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand von 20 ist so konfiguriert, dass sie ferner die Erregungszeitmesseinheit 1524, die in der dritten Ausführungsform beschrieben ist, zur Berechnungsbestimmungseinheit 152 für den internen Widerstand (9) in der ersten Ausführungsform umfasst. Das Zählergebnis (kontinuierliche Erregungszeit), das durch die Erregungszeitmesseinheit 1524 ausgegeben wird, wird in eine Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522c eingegeben. Die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522c gibt ein Bestimmungsergebnis, das angibt, dass die Berechnung nicht möglich ist, in einem Fall aus, in dem der interne Widerstand aus irgendeinem des Bestimmungsergebnisses (erste Polarisationsbestimmung) durch den Strom und Vp, die durch den Ausdruck (10) berechnet wird, bevor der Strom fließt, und des Bestimmungsergebnisses (zweite Polarisationsbestimmung) durch das Zählergebnis der Erregungszeit als nicht berechenbar bestimmt wird.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines SOH-Rechenergebnisses in der vierten Ausführungsform darstellt. 21(a) stellt zeitlich sequentielle Daten des Stroms (Linie LI) und der Spannung (Linie LV) dar. 21(b) bis 21(d) stellen Ergebnisse der Polarisationsspannung, die kontinuierliche Erregungszeit und das Rechenergebnis des SOH in einem Fall dar, in dem der Strom und die Spannung, die in 21(a) dargestellt sind, eingegeben werden. Der Strom fließt notwendigerweise, um die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts durchzuführen. Daher wird in der Unterbrechungsperiode, wenn der Strom nicht fließt, die Widerstandskorrekturberechnung nicht durchgeführt. Als SSOH-Rechenergebnis in diesem Fall wird jedoch das SOH-Rechenergebnis unmittelbar vor der Unterbrechung ausgegeben.
In der vorherigen Periode H1a der Entladungsperiode H1 wird die Korrekturberechnung in irgendeinem des Bestimmungsergebnisses (erste Polarisationsbestimmung) durch den Strom und Vp, die durch den Ausdruck (10) berechnet wird, bevor der Strom fließt, und des Bestimmungsergebnisses (zweite Polarisationsbestimmung) durch das Zählergebnis der Erregungszeit als nicht möglich bestimmt. Daher gibt die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522c ein Bestimmungsergebnis aus, dass die Korrekturberechnung durchgeführt wird. Folglich wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts durchgeführt, und der SOH wird erhöht, wie in 18(c) dargestellt. In einem Fall, in dem die Erregungszeit gezählt wird und das Zählergebnis der kontinuierlichen Erregungszeit in der späteren Periode H1b der Entladungsperiode H1 gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert A2 ist, wird die zweite Polarisationsbestimmung, dass die Korrekturberechnung nicht möglich ist. Daher gibt die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522c ein Bestimmungsergebnis aus, dass die Korrekturberechnung nicht möglich ist. Wenn die Polarisationsspannung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert abweicht, wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts zu einem Abweichungszeitpunkt unterbrochen und der interne Widerstandswert unmittelbar vor der Abweichung vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird ausgegeben. Daher wird die Aktualisierung des SOH während einer Periode unterbrochen, in der das Zählergebnis vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert abweicht.
Danach bleibt, da eine Unterbrechungsperiode kurz ist, selbst wenn die Unterbrechungsperiode vorhanden ist, die Polarisationsspannung (die Polarisationsspannung, die durch das Symbol P5 angegeben ist), bevor der Strom umgeschaltet wird, stark. Selbst wenn der Zählwert der kontinuierlichen Erregungszeit geringer ist als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert A2 in der Aufladungsperiode J1, wird daher durch die erste Polarisationsbestimmung bestimmt, dass die Berechnung des internen Widerstandes nicht möglich ist. Folglich wird die Aktualisierung des SOH unterbrochen und der SOH unmittelbar vor der Polarisationsbestimmung wird ausgegeben.
In der nächsten Entladungsperiode H2 ist in einer vorherigen Periode H2a die Unterbrechungsperiode lang und die Polarisationsspannung wird innerhalb des Polarisationsbestimmungsschwellenwerts entspannt. Daher wird der SOH aktualisiert. In der späteren Periode H2b wird jedoch der Zählwert der kontinuierlichen Erregungszeit in Bezug auf den Polarisationsbestimmungsschwellenwert A2 anomal. Daher wird die Berechnung des internen Widerstandes nicht möglich und die Aktualisierung des SOH wird unterbrochen. In der Aufladungsperiode J2 weicht die Polarisationsspannung, bevor der Aufladungsstrom eingegeben wird, vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert ab. Daher wird ähnlich zum Fall der Aufladungsperiode J1 der SOH nicht aktualisiert und der SOH unmittelbar vor der Polarisationsbestimmung wird ausgegeben.
Wie vorstehend beschrieben, berechnet in dieser Ausführungsform die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522c den Polarisationsspannungsrechenwert durch den Ausdruck (10) auf der Basis der Spannung und der Temperatur der Batterie und des Stroms, der zur Batterie fließt, und die Erregungszeitmesseinheit 1524 berechnet die kontinuierliche Erregungszeit, die eine Zeit ist, wenn der Strom zur Batterie fließt. Wie vorstehend beschrieben, wird dann die kontinuierliche Erregungszeit als Index der Polarisationsspannung während der Erregung angewendet und der Polarisationsspannungsrechenwert wird als Polarisationsspannung angewendet, bevor die Erregung startet, so dass ein Index, der für die Verwendungssituation der Batterie geeignet ist, als Index der Polarisationsspannung verwendet werden kann.
Dann wird die Amplitude der Polarisationsspannung auf der Basis dieser Indizes bestimmt. In einem Fall, in dem der Index gleich oder mehr als der Polarisationsbestimmungsschwellenwert ist, wird die Batterie auf der Basis des internen Widerstandswerts gesteuert, der berechnet wird, bevor die Polarisationsspannung gleich oder mehr als der Schwellenwert wird. Daher wird es möglich, eine Verringerung des internen Widerstandes der Batterie und der Rechengenauigkeit des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes zu unterdrücken.
Insbesondere mit Vergleich des Falls von 18 mit dem Fall von 21 weicht im Fall von 21 die Polarisationsspannung, bevor die Erregung startet, in den Aufladungsperioden J1 und J2 vom Polarisationsbestimmungsschwellenwert ab. In den Aufladungsperioden J1 und J2 wird die Aktualisierung des SOH nicht durchgeführt. Andererseits wird im Fall von 18 die Polarisationsspannung, unmittelbar bevor die Erregung startet, nicht betrachtet. Selbst wenn sich die Polarisationsspannung in der Situation von 21(b) befindet, wird daher die Aktualisierung (Korrektur des internen Widerstandswerts) des SOH in den Erregungszeiten (J1a, J2a) durchgeführt.
Als Index der Polarisationsspannung kann ferner ein Wert, der durch zeitlich sequentielles Mitteln des Stroms, der zur Batterie fließt, erhalten wird, neben den zwei vorstehend beschriebenen Typen verwendet werden. Dann können mindestens zwei dieser drei Typen von Indizes gemäß einer Verwendungssituation der Batterie verwendet werden. Außerdem sind die Indizes der Polarisationsspannung nicht auf die drei Typen begrenzt, solange die Amplitude der Polarisationsspannung bestimmt werden kann.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf 22 und 23 beschrieben. Ferner ist die Konfiguration des Elektromotorsystems des Hybrid-Elektrofahrzeugs in dieser Ausführungsform ähnlich zu der in 1 dargestellten der ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird die Beschreibung mit Konzentration auf unterschiedliche Abschnitte von der Konfiguration der ersten bis vierten Ausführungsform gegeben.
In der ersten bis vierten Ausführungsform ist, obwohl der SOC und der SOCv verwendet werden, um den Rechenfehler des internen Widerstandes zu detektieren, ein Akkumulationswert des Stroms im SOCi im SOC enthalten, wie in den Ausdrücken (1) und (8) gezeigt. Daher wird in einem Fall, in dem ein Fehler im Stromsensor enthalten ist, der Stromfehler akkumuliert und folglich besteht eine Möglichkeit, dass der SOC-Fehler erweitert wird. Folglich besteht eine Sorge, dass die Rechengenauigkeit des internen Widerstandes verringert wird.
Daher wird in dieser Ausführungsform, um einen Einfluss des Stromakkumulationsfehlers weitestgehend zu verringern, der Rechenfehler des internen Widerstandes durch Vergleichen eines Spannungsmesswerts und der Batteriespannung, die unter Verwendung des in 7 dargestellten Ersatzschaltungsmodells berechnet wird, anstelle der Detektion des Rechenfehlers des internen Widerstandes unter Verwendung des SOC und des SOCv detektiert und der interne Widerstandswert wird korrigiert.
22 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie in dieser Ausführungsform darstellt. Ein Unterschied zu 4 der ersten Ausführungsform besteht darin, dass eine Batteriespannungsabschätzeinheit 154 vorgesehen ist. Die Batteriespannungsabschätzeinheit 154 berechnet einen Batteriespannungsschätzwert (CCVmodel) auf der Basis des eingegebenen Stroms, der eingegebenen Temperatur, des eingegebenen SOC und SOH wie im folgenden Ausdruck (14). Ferner wird im Ausdruck (14) die OCV aus einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem SOC und der OCV berechnet, die in 6 dargestellt ist, und Vo und Vp werden aus den Ausdrücken (2) und (3) berechnet. $CCVmodel = OCV + Vo + Vp$
23 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Berechnungsbestimmungseinheit 152a für den internen Widerstand der Steuereinheit 150 der zusammengesetzten Batterie darstellt, die in 22 dargestellt ist. Eine Fehlererfassungseinheit 1521a für den internen Widerstand empfängt die gemessene Spannung und den Batteriespannungsschätzwert CCVmodel, der durch die Batteriespannungsabschätzeinheit 154 berechnet wird. Die Fehlererfassungseinheit 1521a für den internen Widerstand berechnet eine Differenz zwischen dem Batteriespannungsschätzwert CCVmodel und der CCV (Spannungsmesswert) und gibt das berechnete Ergebnis an die Korrekturbestimmungseinheit 1523 als Eingabe aus. Die Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 gibt die Bestimmung der Polarisationsspannung in irgendeiner der ersten bis vierten Ausführungsform aus. Die Korrekturbestimmungseinheit 1523 gibt ein Bestimmungsergebnis dessen, ob die Berechnung des internen Widerstandes möglich ist, auf der Basis der Differenz, die von der Fehlererfassungseinheit 1521a für den internen Widerstand eingegeben wird, und der Bestimmung über die Polarisationsspannung, die von der Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 eingegeben wird, aus.
Wenn eine Differenz (CCVmodel - CCV) der Korrekturberechnung des internen Widerstandswerts auf der Basis des Batteriespannungsschätzwerts CCVmodel und der CCV (Spannungsmesswert) während der Aufladung positiv ist, wird der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er klein ist. Wenn die Differenz negativ ist, wird der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er groß ist. Wenn andererseits die Differenz dieser Werte im Fall der Entladung positiv ist, wird der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er groß ist. Wenn die Differenz negativ ist, wird der interne Widerstandswert so korrigiert, dass er klein ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann, selbst wenn die Batteriespannung CCV anstelle des SOC verwendet wird, der ähnliche Effekt zu jenem der ersten Ausführungsform erreicht werden. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem die Polarisationsspannung groß wird und einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird die Korrekturberechnung des internen Widerstandes unterbrochen und der interne Widerstandswert wird so gesteuert, dass er ein Berechnungswert des internen Widerstandes ist, bevor (unmittelbar bevor) er gleich oder mehr als der Schwellenwert ist. Daher ist es möglich, eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes der Batterie und des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes zu unterdrücken.
In dieser Ausführungsform wurde außerdem ein Fehlererfassungsverfahren unter Verwendung einer Spannung anstelle der Verwendung des SOC beschrieben, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Im Gegensatz zum SOC und zur Spannung kann der Widerstandswert direkt detektiert werden. Ein gemessener Wert R1 des internen Widerstandswerts wird beispielsweise durch den folgenden Ausdruck (15) auf der Basis des Stroms, der Spannung und des SOC berechnet. $R 1 = (CCV - OCV) / I$
Andererseits wird ein anfänglicher Wert RO des internen Widerstandes der Batterie durch den folgenden Ausdruck (16) auf der Basis der Ersatzschaltung von 7 berechnet. $RO = (VoO + VpO) / I$
wobei VoO = 1 × Rolnit und Vp0 = Ip × Rplnit.
Ferner kann der SOH durch Berechnen eines Verhältnisses von R1 und RO als folgender Ausdruck (17) berechnet werden. $SOH = 100 \times R 1 / R 0$
In dieser Weise ist es selbst in einem Fall, in dem der interne Widerstand direkt neben dem SOC und der Spannung berechnet wird, möglich, den Effekt der Unterdrückung einer Verringerung der Rechengenauigkeit gemäß der Bestimmung über die Polarisationsspannung ähnlich zum Fall des SOC und der Spannung zu erreichen.
- Sechste Ausführungsform -
24 ist ein Diagramm zum Beschreiben der sechsten Ausführungsform der Erfindung. In der ersten bis fünften Ausführungsform wird der Polarisationsbestimmungsschwellenwert unter Verwendung der Polarisationsspannungsbestimmungseinheit 1522 auf einen konstanten Wert gesetzt. Die Amplitude und die Rechengenauigkeit der Polarisationsspannung variieren jedoch gemäß einem Zustand der Batterie. Wie in 15 dargestellt, wird beispielsweise, wenn die Batterietemperatur gesenkt wird und wenn die Verschlechterung fortschreitet, die Polarisationsspannung erhöht.
Wenn der Polarisationsbestimmungsschwellenwert kontant festgelegt wird, wird daher der Schwellenwert in Abhängigkeit von einer Bedingung zu streng festgelegt und es besteht eine Möglichkeit, dass die Korrekturberechnung des internen Widerstandes fast nicht durchgeführt wird. Wenn im Gegenteil der Schwellenwert sanft festgelegt wird, besteht eine Möglichkeit, dass die Korrekturberechnung des internen Widerstandes unter einer Bedingung durchgeführt wird, unter der die Korrekturberechnung nicht durchgeführt werden sollte.
Daher wird in dieser Ausführungsform der Polarisationsbestimmungsschwellenwert gemäß einem Zustand der Batterie verändert. In dieser Ausführungsform wird die Beschreibung über die Temperatur und den SOH gegeben, die unter den Parametern zum Bestimmen des Verhaltens der Polarisationsspannung als weitgehend beeinflusst betrachtet werden.
24 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Datentabelle des Polarisationsbestimmungsschwellenwerts gemäß der Temperatur und dem SOH darstellt. In 24 stellt die horizontale Richtung den SOH (%) dar und die vertikale Richtung stellt die Temperatur (°C) dar. Der Polarisationsbestimmungsschwellenwert wird als groß festgelegt, wenn der SOH erhöht wird, und groß festgelegt, wenn die Temperatur gesenkt wird. In dieser Weise ist es möglich, die Polarisationsspannung mit Genauigkeit unter Verwendung der Datentabelle des Schwellenwerts, die der Temperatur und dem SOH entspricht, selbst unter einer Bedingung zu bestimmen, dass sich die Temperatur und der SOH unterscheiden. In 24 entspricht die Datentabelle außerdem der Temperatur und dem SOC, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Die Datentabelle kann so konfiguriert sein, dass die dem Strom und dem SOC entspricht.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, eine Verringerung der Häufigkeit der Korrekturberechnung des internen Widerstandes oder eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes zu unterdrücken, die in der ersten bis fünften Ausführungsform auftreten können, wo der Polarisationsbestimmungsschwellenwert konstant gehalten wird. Die Steuerung in einem Fall, in dem der Schwellenwert überschritten wird, das heißt die Steuerung, um den internen Widerstand auf einen Wert zu setzen, der berechnet wird, bevor er gleich oder mehr als der Schwellenwert ist, ohne die Korrekturberechnung des internen Widerstandes durchzuführen, kann folglich durch genaues Verändern des Schwellenwerts gemäß dem Batteriezustand mit Genauigkeit genau durchgeführt werden. Ferner ist es möglich, eine Verringerung der Rechengenauigkeit des internen Widerstandes der Batterie und des Gesundheitszustandes (SOH) des internen Widerstandes zu unterdrücken.
Die Beschreibung in dieser Ausführungsform wurde ferner über ein Beispiel in einem Fall gegeben, in dem die Datentabelle des Schwellenwerts, die der Temperatur und dem SOH entspricht, in Bezug auf die Polarisationsspannung verwendet wird, die direkt durch die Ausdrücke (3) und (10) berechnet wird, die in der ersten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform beschrieben sind. Der Schwellenwert für den gleitenden Durchschnittsstrom, der in der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, und der Schwellenwert für die kontinuierliche Erregungszeit, der in der dritten Ausführungsform beschrieben ist, werden jedoch auch ähnlich als Datentabelle gespeichert, die der Temperatur und dem SOH entspricht, so dass die Polarisationsspannung mit Genauigkeit selbst unter einer Bedingung, unter der die Temperatur und der SOH sich unterscheiden, bestimmt werden kann.
Obwohl verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen vorstehend beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese Inhalte begrenzt. Andere Aspekte, die als in technische Ideen der Erfindung fallend betrachtet werden können, sollen im Schutzbereich der Erfindung enthalten sein.
Bezugszeichenliste

100: Batteriesystem
110: zusammengesetzte Batterie
111: Einheitszelle
112, 112a, 112b: Einheitszellengruppe
120: Einheitszellenmanagementeinheit
121, 121a, 121b: Einheitszellensteuereinheit
122: Spannungsdetektionsschaltung
123: Steuerschaltung
124: Signal-Eingabe/Ausgabe-Schaltung
125: Temperaturerfassungseinheit
130: Stromerfassungseinheit
140: Spannungserfassungseinheit
150: Steuereinheit der zusammengesetzten Batterie
151: SOC-Berechnungseinheit
152, 152a: Berechnungsbestimmungseinheit für den internen Widerstand
153: SOH-Berechnungseinheit
154: Batteriespannungsabschätzeinheit
160: Signalkommunikationseinheit
170: Isolationselement
180: Arbeitsspeichereinheit
1511: SOCi-Berechnungseinheit
1512: SOCv-Berechnungseinheit
1513: Kombinationsberechnungseinheit
1521, 1521a: Fehlererfassungseinheit für den internen Widerstand
1522, 1522a, 1522b, 1522c: Polarisationsspannungsbestimmungseinheit
1523: Korrekturbestimmungseinheit
1524: Erregungszeitmesseinheit
1531: Korrektureinheit für den internen Widerstand
1532: SOH-Berechnungseinheit

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 3747826 B2 [0005]

Claims

Batteriesteuervorrichtung, die eine Berechnungseinheit für den internen Widerstand umfasst, die dazu konfiguriert ist, einen internen Widerstandswert einer Batterie zu berechnen, und die Batterie auf der Basis des durch die Berechnungseinheit für den internen Widerstand berechneten internen Widerstandswerts steuert, die umfasst: eine Indexberechnungseinheit, die einen Index berechnet, der eine Polarisationsspannung der Batterie angibt; und eine Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob der Index gleich oder mehr als ein Bestimmungsschwellenwert ist, wobei, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Index gleich oder mehr als der Bestimmungsschwellenwert ist, die Batterie auf der Basis des internen Widerstandswerts gesteuert wird, der berechnet wird, wenn der Index geringer ist als der Bestimmungsschwellenwert in einer vorherigen Bestimmung.
Batteriesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Indexberechnungseinheit einen Polarisationsspannungsberechnungswert als Index auf der Basis einer Spannung und/oder einer Temperatur der Batterie und eines zur Batterie fließenden Stroms berechnet.
Batteriesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Indexberechnungseinheit einen Wert berechnet, der durch zeitlich sequentielles Mitteln eines Stroms, der zur Batterie fließt, als Index erhalten wird.
Batteriesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Indexberechnungseinheit eine Erregungszeit der Batterie als Index berechnet.
Batteriesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Indexberechnungseinheit mindestens zwei eines ersten Index, der ein Polarisationsspannungsberechnungswert ist, der auf der Basis einer Spannung und einer Temperatur der Batterie und eines Stroms, der zur Batterie fließt, berechnet wird, eines zweiten Index, der ein Wert ist, der durch zeitlich sequentielles Mitteln des zur Batterie fließenden Stroms erhalten wird, und eines dritten Index, der eine Erregungszeit der Batterie ist, berechnet, und die Bestimmungseinheit bestimmt, ob jeder durch die Indexberechnungseinheit berechnete Index gleich oder mehr als jeder Bestimmungsschwellenwert ist, der für jeden Index festgelegt ist.
Batteriesteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Index gleich oder mehr als der Bestimmungsschwellenwert ist, in einer Nicht-Erregungszeit, bevor die Batterie erregt zu werden beginnt, die Batterie, nachdem die Erregung startet, auf der Basis des internen Widerstandswerts gesteuert wird, der berechnet wird, wenn der Index geringer ist als der Bestimmungsschwellenwert vor der Bestimmung.
Batteriesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Berechnungseinheit für den internen Widerstand den internen Widerstandswert auf der Basis einer Differenz zwischen zwei Aufladungszuständen von verschiedenen Berechnungsverfahren berechnet.
Batteriesteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei einer der zwei Aufladungszustände ein Aufladungszustand ist, in dem der interne Widerstandswert auf der Basis einer Leerlaufspannung der Batterie berechnet wird.
Batteriesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Berechnungseinheit für den internen Widerstand den internen Widerstandswert auf der Basis einer Differenz zwischen einem Arbeitsspannungsmesswert der Batterie und einem Arbeitsspannungsberechnungswert, der auf der Basis eines zur Batterie fließenden Stroms berechnet wird, berechnet.
Batteriesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Bestimmungsschwellenwert gemäß einer Temperatur der Batterie und/oder einer Verschlechterung der Batterie festgelegt wird.