JP2002286818A - バッテリ容量判定装置 - Google Patents
バッテリ容量判定装置Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
ッテリ容量を正確に判定することを目的とする。 【解決手段】 バッテリ電圧Vとバッテリ容量SOCと
の関係を示すマップに従ってバッテリ電圧Vからバッテ
リ容量SOCを判定する。ECUに、バッテリ電圧Vと
バッテリ容量SOCとの関係を示すマップとして、バッ
テリ温度T及びバッテリの劣化状態に応じた複数のマッ
プを記憶させる。バッテリ容量SOCを判定する際、バ
ッテリ温度Tおよびバッテリの劣化状態に基づいて一の
マップを選択し、そのマップに容量判定に用いるマップ
を切り替える。
Description
装置に係り、特に、バッテリ開放電圧との関係を示すマ
ップを用いてバッテリ容量を判定するバッテリ容量判定
装置に関する。
513号公報に開示される如く、車両に搭載されるバッ
テリの開放電圧からそのバッテリの容量(充電状態)を
判定する装置が知られている。一般に、バッテリには、
開放電圧と容量との間に相関関係が認められる。そこ
で、上記従来の装置では、予め定められた相関関係から
バッテリの開放電圧に対応したバッテリ容量が判定され
る。
おいては、同一のバッテリ開放電圧が作用していても、
例えばバッテリ周囲の温度が異なったり、或いは、経時
変化等による劣化状態に違いがあると、バッテリ容量が
変化する。しかしながら、上記従来の装置では、開放電
圧と容量との間の相関関係は一対一に設定されているた
め、開放電圧が検出されてもその相関関係から正確な容
量を検出することができなかった。
であり、バッテリ容量を正確に判定することが可能なバ
ッテリ容量判定装置を提供することを目的とする。
に記載する如く、バッテリ開放電圧との関係を示すマッ
プを用いてバッテリ容量を判定するバッテリ容量判定装
置であって、バッテリ温度及びバッテリの劣化度合いの
うち少なくとも一方に応じて、前記マップを切り替える
切替手段を備えることを特徴とするバッテリ容量判定装
置により達成される。
放電圧とバッテリ容量との関係を示すマップは、バッテ
リ温度及びバッテリの劣化度合いのうち少なくとも一方
に応じて切り替えられる。すなわち、かかるマップは、
バッテリ温度及びバッテリの劣化度合いのうち少なくと
も一方に応じた複数のマップによりなる。このため、バ
ッテリ温度が変化する場合、又は、バッテリの劣化状態
が変化する場合にも、バッテリ開放電圧からバッテリ容
量を正確に判定することができる。
バッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いてバッテ
リ容量を判定するバッテリ容量判定装置であって、前記
マップとして、バッテリ温度及びバッテリの劣化度合い
のうち少なくとも一方に応じたマップを選択する選択手
段を備えることを特徴とするバッテリ容量判定装置によ
り達成される。
量を判定するために用いられるバッテリ開放電圧とバッ
テリ容量との関係を示すマップは、バッテリ温度及びバ
ッテリの劣化度合いのうち少なくとも一方に応じたマッ
プである。このため、バッテリ温度が変化する場合、又
は、バッテリの劣化状態が変化する場合にも、バッテリ
開放電圧からバッテリ容量を正確に判定することができ
る。
如く、バッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて
バッテリ容量を判定するバッテリ容量判定装置であっ
て、バッテリ温度及びバッテリの劣化度合いのうち少な
くとも一方に応じて、前記マップを用いて判定したバッ
テリ容量を補正する補正手段を備えることを特徴とする
バッテリ容量判定装置により達成される。
放電圧とバッテリ容量との関係を示すマップを用いて判
定したバッテリ容量は、バッテリ温度及びバッテリの劣
化度合いのうち少なくとも一方に応じて補正される。こ
のため、バッテリ温度が変化する場合、又は、バッテリ
の劣化状態が変化する場合にも、バッテリ開放電圧から
バッテリ容量を正確に判定することができる。
バッテリ容量判定装置を搭載するシステムの構成図を示
す。本実施例のシステムは、車両用電源として機能する
バッテリ10を備えている。バッテリ10は、直列に接
続された複数のバッテリセルから構成されており、例え
ば36V程度の出力電圧を有するニッケル水素バッテリ
である。バッテリ10の正極には、電子制御ユニット
(以下、ECUと称す)12が接続されている。ECU
12は、バッテリ10の正極側電圧の供給を受けてお
り、その電圧に基づいてバッテリ10の両極間の電圧
(以下、バッテリ電圧Vと称す)を検出する。
てモータ・ジェネレータ(以下、M/Gと称す)16が
接続されている。インバータ14には、上記したECU
12が接続されている。インバータ14は、ECU12
の指令により、内蔵されたモータ用パワートランジスタ
がスイッチング動作することにより、バッテリ10の直
流電流をM/G16の交流電流に変換する。M/G16
は、バッテリ10から電力が供給されることでECU1
2の指令に応じたトルクを発生する。すなわち、バッテ
リ10は、所定の状況下においてM/G16に対して電
力を供給する。
に、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電
機として機能する。インバータ14は、また、ECU1
2の指令により、内蔵されたジェネレータ用パワートラ
ンジスタがスイッチング動作することにより、M/G1
6で生じた交流電流をバッテリ10の直流電流に変換す
る。すなわち、バッテリ10は、車両の回生制動により
M/G16が発電することにより充電される。
は、その間を流通する電流に応じた信号を出力する電流
センサ18が設けられている。電流センサ18はECU
12に接続されており、電流センサ18の出力信号はE
CU12に供給される。ECU12は、電流センサ18
の出力信号に基づいてバッテリ10とインバータ14と
の間を流通する電流(以下、バッテリ電流Iと称す)を
検出する。
信号を出力する温度センサ20が内蔵されている。温度
センサ20はECU12に接続されており、温度センサ
20の出力信号はECU12に供給されている。ECU
12は、温度センサ20の出力信号に基づいてバッテリ
10の内部温度(以下、バッテリ温度Tと称す)を検出
する。
16が作動していない無負荷時に、検出したバッテリ電
圧V、バッテリ電流I、及び、バッテリ温度Tに基づい
て、バッテリ10の充電状態(State Of Charge;以
下、バッテリ容量SOCと称す)を判定する。例えば、
バッテリ10が満充電状態にある場合にはバッテリ容量
SOCが100%にあると判定し、バッテリ10の充電
量がゼロにある場合にはバッテリ容量SOCが0%にあ
ると判定する。以下、図2及び図3を参照して、本実施
例の特徴部について説明する。
OCを判定するうえで用いられるマップを示す。尚、図
2(A)〜(C)には、それぞれ、バッテリ10の劣化
度合いが互いに異なる場合についてのマップが示されて
いる。また、図2(A)〜(C)においては、バッテリ
温度Tが低い場合(例えば−25℃)を一点鎖線で、バ
ッテリ温度Tが高い場合(例えば60℃)を破線で、ま
た、バッテリ温度Tが中程度にある場合(例えば20
℃)を実線で、それぞれ示している。
電圧Vと相関関係にある。そこで、本実施例において、
ECU12は、予めバッテリ電圧Vとバッテリ容量SO
Cとの関係を示したマップを記憶しておき、検出された
バッテリ電圧Vに基づいてバッテリ容量SOCを判定す
る。ところで、バッテリ容量SOCは、同一のバッテリ
電圧が作用していても、バッテリ10の周囲の温度が異
なったり、或いは、バッテリ10の劣化の進行度が異な
ると異なるものとなる。具体的には、バッテリ容量SO
Cは、バッテリ電圧Vが同一にある場合にはバッテリ1
0の周囲温度が低いほど大きく、バッテリ10の周囲温
度が高いほど小さくなる。また、バッテリ電圧Vが同一
にある場合にはバッテリ10の劣化が進んでいるほど小
さくなる。
は、バッテリ温度T及びバッテリ10の劣化状態に応じ
たバッテリ電圧Vとバッテリ容量SOCとの関係を示す
複数のマップを記憶しておき、温度センサ20を用いて
検出したバッテリ温度T及び後述の如く把握したバッテ
リ10の劣化状態に基づいて一のマップを選択し、その
マップに従ってその際検出したバッテリ電圧Vからバッ
テリ容量SOCを判定する。
じたマップを選択すると共に、バッテリ10の劣化状態
に応じたマップを選択することができるため、バッテリ
温度T及びバッテリ劣化状態を考慮してバッテリ電圧V
からバッテリ容量SOCを判定することが可能となる。
従って、本実施例のバッテリ容量判定装置によれば、バ
ッテリ容量SOCの判定を精度よく行うことが可能とな
る。
10の内部抵抗の大きさに基づいて判定できる。すなわ
ち、バッテリ10の内部抵抗が大きい場合には、発熱損
失が大きく、バッテリ10の劣化が進んでいると判断で
きる。一方、バッテリ10の内部抵抗が小さい場合に
は、発熱損失が小さく、バッテリ10の劣化が進んでい
ないと判断できる。そこで、本実施例においては、ま
ず、ある時点におけるバッテリ電圧Vと温度センサ20
を用いて検出するバッテリ電流Iとの関係と、異なる時
点におけるバッテリ電圧Vとバッテリ電流Iとの関係と
から、バッテリ電流Iに対するバッテリ電圧Vの傾きを
算出し、その傾きをバッテリ10の内部抵抗として把握
する。そして、その内部抵抗の大きさに基づいてバッテ
リ10の劣化状態を把握する。
例においてECU12が実行する制御ルーチンの一例の
フローチャートを示す。図3に示すルーチンは、所定時
間毎に起動されるルーチンである。図3に示すルーチン
が起動されると、まずステップ100の処理が実行され
る。
SOCを判定すべき条件が成立しているか否かが判別さ
れる。この条件は、例えば、車両始動後に内燃機関が未
だ回転状態にない場合に成立する。その結果、否定判定
がなされた場合は、以後何ら処理が進められることな
く、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判定がな
された場合は、次にステップ102の処理が実行され
る。
抵抗を算出する処理が実行される。具体的には、バッテ
リ電圧Vと電流センサ18を用いて検出したバッテリ電
流Iとの関係をそれぞれ示す2点から、バッテリ電流I
に対するバッテリ電圧Vの傾きとして把握される内部抵
抗を算出する。尚、好ましくは、アイドルストップ時で
かつM/G16の駆動時におけるバッテリ電圧Vとバッ
テリ電流IとをECU12内の図示しないメモリに記憶
させると共に、アイドルストップ後の内燃機関始動時に
おけるバッテリ電圧Vとバッテリ電流Iとをそのメモリ
に記憶させておき、本ステップ102の処理時に該メモ
リから各バッテリ電圧V及び各バッテリ電流Iを読み出
し、それらの値に基づいて内部抵抗を算出する。
で算出されたバッテリ10の内部抵抗に基づいて、予め
定められたマップに従ってバッテリ10の劣化度合いを
判定する処理が実行される。また、ステップ106で
は、バッテリ10の正極側電圧からバッテリ電圧Vを読
み込むと共に、温度センサ20の出力信号に基づいてバ
ッテリ温度Tを読み込む処理が実行される。
テリ電圧Vとバッテリ容量SOCとの関係を示すマップ
の中から、上記ステップ104,106で把握されたバ
ッテリ10の劣化度合い及びバッテリ温度Tに対応する
マップを一つ選択し、そして、その選択したマップにバ
ッテリ容量SOCの判定のために用いるマップを切り替
える処理が実行される。
で選択されたマップに従って、ステップ106で読み込
まれたバッテリ電圧Vからバッテリ容量SOCを判定す
る処理が実行される。本ステップ110の処理が実行さ
れると、バッテリ10の容量が把握され、以後の処理が
進められる。本ステップ110の処理が終了すると、今
回のルーチンは終了される。
度T又は劣化度合いがECU12にマップとして記憶さ
れているデータの中途に位置する場合には、例えば直線
補間されたマップがバッテリ容量SOCの判定のために
用いられるマップとして選択される。また、ステップ1
10において、バッテリ電圧VがECU12にマップと
して記憶されているデータの中途に位置する場合には、
例えば直線補間することによりバッテリ容量SOCが判
定される。
バッテリ10の劣化度合いに応じてマップを一つ選択
し、そのマップにバッテリ容量SOCの判定に用いるマ
ップを切り替えることができる。すなわち、本実施例に
よれば、バッテリ温度Tを考慮すると共にバッテリ10
の劣化状態をも考慮したマップに従ってバッテリ電圧V
からバッテリ容量SOCを判定することができる。この
ため、本実施例のバッテリ容量判定装置によれば、バッ
テリ温度Tにかかわらず、また、バッテリ10の劣化状
態にかかわらず、正確にバッテリ容量SOCの判定を行
うことが可能となっている。
圧Vが特許請求の範囲に記載された「バッテリ開放電
圧」に、バッテリ10の内部抵抗が特許請求の範囲に記
載された「バッテリの劣化度合い」に、それぞれ相当し
ていると共に、ECU12が、図3に示すルーチン中の
ステップ108の処理を実行することにより特許請求の
範囲に記載された「切替手段」及び「選択手段」が実現
されている。
に示すルーチン中ステップ108においてバッテリ電圧
Vとバッテリ容量SOCとの関係を示すマップを、バッ
テリ温度T及び劣化状態に応じて一つ選択し、その選択
したマップにバッテリ容量の判定に用いるマップを切り
替えることとしているが、予め定められた関係から判定
されたバッテリ容量をバッテリ温度T又は劣化状態に応
じて補正することとしてもよい。この場合には、ECU
12がかかる処理を実行することにより特許請求の範囲
に記載された「補正手段」が実現される。
温度Tをバッテリ10に内蔵された温度センサ20を用
いて検出することとしているが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、バッテリ10の周囲に配設された温
度センサを用いることとしてもよい。
10の劣化状態をバッテリ10の内部抵抗から把握して
いるが、使用頻度や使用年月等の他のパラメータを用い
て劣化状態を把握することとしてもよい。
10としてニッケル水素バッテリを用いたシステムに適
用しているが、ニッケル水素バッテリに代えて鉛バッテ
リ等の他の蓄電池を用いたシステムに適用することも可
能である。
によれば、バッテリ容量の判定を、バッテリの温度及び
劣化度合いのうち少なくとも一方を考慮して正確に行う
ことができる。
を搭載するシステムの構成図である。
圧、バッテリ温度、及びバッテリの劣化度合いとの関係
を示すマップを表した図である。
実行される制御ルーチンの一例のフローチャートであ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 バッテリ開放電圧との関係を示すマップ
を用いてバッテリ容量を判定するバッテリ容量判定装置
であって、 バッテリ温度及びバッテリの劣化度合いのうち少なくと
も一方に応じて、前記マップを切り替える切替手段を備
えることを特徴とするバッテリ容量判定装置。 - 【請求項2】 バッテリ開放電圧との関係を示すマップ
を用いてバッテリ容量を判定するバッテリ容量判定装置
であって、 前記マップとして、バッテリ温度及びバッテリの劣化度
合いのうち少なくとも一方に応じたマップを選択する選
択手段を備えることを特徴とするバッテリ容量判定装
置。 - 【請求項3】 バッテリ開放電圧との関係を示すマップ
を用いてバッテリ容量を判定するバッテリ容量判定装置
であって、 バッテリ温度及びバッテリの劣化度合いのうち少なくと
も一方に応じて、前記マップを用いて判定したバッテリ
容量を補正する補正手段を備えることを特徴とするバッ
テリ容量判定装置。
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